董利娟

【摘 要】刀具的負(fù)倒棱，在保證刀具鋒利的同時，增加刀具的強(qiáng)度，提高刀具壽命，減少刀具制造成本，提高勞動生產(chǎn)率。

【關(guān)鍵詞】刀具；負(fù)倒棱；耐用度

常言道：車工是“三分手藝，七分刀具”，簡明扼要地說明了刀具對車工的重要性。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在機(jī)械制造業(yè)中，產(chǎn)品品種不斷增加，機(jī)構(gòu)形式更加復(fù)雜，材料性能不斷提高，因此，對車削加工中的技術(shù)要求不斷提高，特別是對刀具的切削性能的要求更高。雖然硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀得到一定的利用，但做為一名車工，必須掌握刀具的結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)對加工的影響。會對刀具進(jìn)行正確的刃磨，得到合理的刀具幾何形狀，并能夠依據(jù)加工特點(diǎn)，工作狀態(tài)，工件材料等因素對刀具幾何參數(shù)、角度進(jìn)行合理的調(diào)整，從而更好地發(fā)揮刀具的切削性能，有效地進(jìn)行切削，即在眾多因素中抓住關(guān)鍵問題。在《車工工藝與技能訓(xùn)練》中，對刀具的有關(guān)幾何參數(shù)、角度作了詳細(xì)的講述，對技校階段的學(xué)習(xí)、實(shí)踐有很大的幫助，但就此作為中級技術(shù)工人的技校畢業(yè)生，進(jìn)入工廠是產(chǎn)品零配件的直接生產(chǎn)者，對工廠多樣化、復(fù)雜化的產(chǎn)品品種零件的加工，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，因此，在講解刀具的幾何參數(shù)內(nèi)容時，除詳細(xì)的講解車刀的組成部分、六個主要參數(shù)、斷屑槽等有關(guān)內(nèi)容外，還要對學(xué)生有目的講解刀具的負(fù)倒棱，以便在今后的實(shí)際工作中，增強(qiáng)運(yùn)用能力，在保證刀具的鋒利的同時，增加刀具的強(qiáng)度，提高刀具壽命，減少刀具制造成本，提高勞動生產(chǎn)率。

1 車刀負(fù)倒棱的形成及作用

在實(shí)際加工中，用YT15硬質(zhì)合金刀具粗加工45號中碳鋼材料時，一般應(yīng)磨出20°左右的前角和斷屑槽，6°左右的后角，因此，刀具的楔角β0=90°-（20°+6°），楔角越小刀具強(qiáng)度越差，因此，要想增加刀具刀頭強(qiáng)度，只有使楔角值增大；同時，由于采用的硬質(zhì)合金材料的刀片，其抗彎強(qiáng)度只有高速鋼的三分之一左右，故刀具極易崩刃，因此，就必須減小前角和后角。減小后角，刀具后刀面與工件之間的摩擦增大，影響正常的切削和刀具壽命；減小前角，增大切削變形，使切削力和切削溫度增加，要求工藝系統(tǒng)剛性強(qiáng)，而且容易形成帶狀切屑纏繞工件、刀具，增加不安全因素；而磨成負(fù)前角其刀刃強(qiáng)度大大提高，保護(hù)刀尖，提高刀具耐用度，而此時切削力和切削熱成倍增加。鑒于以上情況，故采用綜合辦法，在正前角的車刀上沿主切削刃磨出一窄小負(fù)前角平面——負(fù)倒棱，這樣可以增加刀刃強(qiáng)度，改善散熱條件，在強(qiáng)化刀刃的基礎(chǔ)上又使切削力增加不多，從而提高刀具耐用度。

圖1

2 負(fù)倒棱的確定

在硬質(zhì)合金車刀上磨出負(fù)倒棱是刀具“銳中求固”的有效措施。倒棱寬度和倒棱前角愈大，刀具愈牢固，但切削力也增加得愈多。因此負(fù)倒棱的取舍和大小應(yīng)根據(jù)刀具材料、工件材料和加工條件的不同區(qū)別選用，在選擇負(fù)倒棱的參數(shù)時總的原則是：應(yīng)使切削力增加不多，又能保證刀具耐用度有明顯的提高。

a） b） c）

圖2 負(fù)倒棱車刀

1）高速鋼的韌性好，抗彎強(qiáng)度高，因此高速鋼刀具不要磨負(fù)倒棱。

2）硬質(zhì)合金刀具加工鋼料，特別是強(qiáng)力切削刀具應(yīng)磨負(fù)倒棱，倒棱寬度bγ1和倒棱前角γ01推薦如下：

（1）加工碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼：br1=（0.3～0.8）f，

γ01=-（5°～15°）

（2）加工易切削鋼和不銹鋼：br1≤0.5f，γ01=-（5°～10°）

（3）粗加工鑄鋼件、鍛件或斷續(xù)切削時：br1=（1.2～2）f，

γ01=-（10°～20°）

3）有負(fù)倒棱后，刀具前刀面和后刀面要求可適當(dāng)降低，由于負(fù)倒棱面積小，可以仔細(xì)研磨，能夠保證很高的刀具表面質(zhì)量，減小刀刃的粗糙度，保證工件的表面質(zhì)量。

4）負(fù)倒棱對切削過程的影響分析

在相同的前角下，用具有負(fù)倒棱的刀具進(jìn)行切削時，其刀刃處楔角大于90°，散熱能力大大提高，由于刃口變鈍，被切削的金屬變形增大，使切削力增大、而且受力形式是壓應(yīng)力，而硬質(zhì)合金的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗彎強(qiáng)度，同時，由于有了負(fù)倒棱，使刀刃由直線刃變?yōu)槊嫒惺芰ζ鋵?shí)際單位上的受力并未增加多少，因此，刀具有了負(fù)倒棱后，起到了揚(yáng)長避短，提高刀具壽命的作用。

3 負(fù)倒棱與過渡刃和前刀面的關(guān)系

表1

4 負(fù)倒棱的應(yīng)用

在車刀前刀面上磨出斷屑槽，并沿主切削刃磨負(fù)倒棱，可在強(qiáng)化切削刃的同時，得到較大的前角γo= 25°～30°并使切屑容易折斷，在生產(chǎn)實(shí)踐中，根據(jù)不同的工件材料，加工性質(zhì)（粗加工）確定刀具的負(fù)倒棱，可使切削工作順利完成，例如在粗加工中最常用的75°強(qiáng)力車刀，采用負(fù)棱，增加其刀刃強(qiáng)度，其技術(shù)分析如下：

（1）采用大前角γo= 20°～25°，使切削輕快省力，減小振動。

（2）采用負(fù)倒棱br1≤0.5f，γ01=-（20°～25°），加強(qiáng)刀刃強(qiáng)度，雖然切削力略有增加，但由于切削時壓力中心后移，增強(qiáng)車刀的切削能力，同時，倒棱作為產(chǎn)生積屑瘤的基座，切削過程中積屑瘤不斷產(chǎn)生、長大，脫落。保護(hù)刀刃。

（3）采用負(fù)刃傾角λ=4°～8°增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，而且還使切削時的沖擊點(diǎn)落在切削刃后端，保護(hù)刀尖。

（4）采用75°主偏角，使徑向力變小，可采用較大的進(jìn)給量和切削深度進(jìn)行強(qiáng)力車削，不致引起振動。

（5）磨出κ，rε=45°，長度1-2mm的過渡刃，可增加刀尖角，增加刀尖刃口工作長度，改善散熱條件。

（6）適當(dāng)減小副偏角κ，r可提高刀尖強(qiáng)度，增大散熱能力，提高車刀壽命。

（7）在刀尖處磨κ，r=0的修光刃，其長度取1.5f從而減小殘留面積，使工件表面粗糙度變細(xì)。

（8）使用效果好。

[責(zé)任編輯：湯靜]