常用车刀的种类和材料与主要角度及作用

关键词 车刀|2019-10-12 10:57:32|来源 金属加工前沿
摘要 1、常用车刀的分类车刀按加工过程中的用途不同,通常把车刀分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、成形车刀和螺纹车刀。  车刀按用途可分外圆车刀,端面车刀,切断刀,镗孔刀,成形车刀...

1、常用车刀的分类

车刀按加工过程中的用途不同,通常把车刀分为外圆车刀、端面车刀、切断刀、内孔车刀、成形车刀和螺纹车刀。

  车刀按用途可分外圆车刀,端面车刀,切断刀,镗孔刀,成形车刀和纹车刀等。

  (a)90°车刀(偏刀)

  (b)45°车刀(弯头车刀)

  (c)切断刀

  (d)镗孔刀

  (e)成形车刀

  (f)螺纹车刀

  (g)硬质合金不重磨车刀

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2、车刀切削部分作用和材料

切削部分是车刀的重要组成部分,在金属切削过程中担负着主要切削加工作用,因此切削部分的材料除具有高硬度外,还具有高的耐热性、耐磨性、足够的强度、韧性和良好的工艺性。

常用车刀材料有高速钢、硬质合金和陶瓷,其中高速钢和硬质合金是生产中应用最广泛的两种刀具切削部分的材料。

3、车的组成

  车刀由刀头和刀体两部分组成。刀头用于切削,刀体用于安装。刀头一般由三面,两刃、一尖组成。

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  前刀面       是切屑流经过的表面。 

  主后刀面     是与工件切削表面相对的表面。

  副后刀面     是与工件已加工表面相对的表面。

   主切削刃     是前刀面与主后刀面的交线,担负主要的切削工作。        副切削刃     是前刀面与副后刀面的交线,担负少量切削工作,起一定修光作用

  刀尖         是主切削刃与副切削刃的相交部分,一般为一小段过渡圆弧。

车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。

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4、车刀的形式结构

最常用的车刀结构形式有以下两种:

(1)整体车刀

刀头的切削部分是靠刃磨得到的,整体车刀的材料多用高速钢制成,一般用于低速切削。

(2)焊接车刀

将硬质合金刀片焊在刀头部位,不同种类的车刀可使用不同形状的刀片。焊接的硬质合金车刀,可用于高速切削。

孔车刀、成形车刀和螺纹车刀。

5、车刀的主要角度及作用

车刀的主要角度有前角(γ0)、后角(α0)、主偏角(Kr)、副偏角(Kr)和刃倾角(λs)。为了确定车刀的角度,要建立三个坐标平面:切削平面、基面和主剖面。对车削而言,如果不考虑车刀安装和切削运动的影响,切削平面可以认为是铅垂面;基面是水平面;当主切削刃水平时,垂直于主切削刃所作的剖面为主剖面。 

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(1)前角γ0在主剖面中测量,是前刀面与基面之间的夹角。其作用是使刀刃锋利,便于切削。但前角不能太大,否则会削弱刀刃的强度,容易磨损甚至崩坏。加工塑性材料时,前角可选大些,如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10~20,加工脆性材料,车刀的前角γ0应比粗加工大,以利于刀刃锋利,工件的粗糙度小。

(2)后角α0在主剖面中测量,是主后面与切削平面之间的夹角。其作用是减小车削时主后面与工件的摩擦,一般取α0=6°~12°,粗车时取小值,精车时取大值。

(3)主偏角Kr在基面中测量,它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。其作用是:

1)可改变主切削刃参加切削的长度,影响刀具寿命。

2)影响径向切削力的大小。

小的主偏角可增加主切削刃参加切削的长度,因而散热较好,对延长刀具使用寿命有利。但在加工细长轴时,工件刚度不足,小的主偏角会使刀具作用在工件上的径向力增大,易产生弯曲和振动,因此,主偏角应选大些。

车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种,其中45°多。

(4)副偏角Kr在基面中测量,是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角。其主要作用是减小副切削刃与已加工表面之间的摩擦,以改善已加工表面的精糙度。

在切削深度ap、进给量f、主偏角Kr相等的条件下,减小副偏角Kr,可减小车削后的残留面积,从而减小表面粗糙度,一般选取Kr=5°~15°。

(5)刃倾角入λs在切削平面中测量,是主切削刃与基面的夹角。其作用主要是控制切屑的流动方向。加小编微信Yuki7557获取10G数控教程,主切削刃与基面平行,λs=0;刀尖处于主切削刃的最低点,λs为负值,刀尖强度增大,切屑流向已加工表面,用于粗加工;刀尖处于主切削刃的最高点,λs为正值,刀尖强度削弱,切屑流向待加工表面,用于精加工。车刀刃倾角λs,一般在-5°-+5°之间选取。

为了确定和测量车刀的几何角度,需要选取三个辅助平面作为基准,这三个辅助平面是切削平面、基面和正交平面。

1)切削平面——切于主切削刃某一选定点并垂直于刀杆底平面的平面。

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2)基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面。

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3)正交平面——垂直于切削平面又垂直于基面的平面。

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可见这三个坐标平面相互垂直,构成一个空间直角坐标系。

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车刀的主要几何角度及选择 

1)前角(γ0 ) 选择的原则

前角的大小主要解决刀头的坚固性与锋利性的矛盾。因此首先要根据加工材料的硬度来选择前角。加工材料的硬度高,前角取小值,反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的大小,粗加工时前角要取小值,精加工时前角应取大值。前角一般在-5°~ 25°之间选取。

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通常,制作车刀时并没有预先制出前角(γ0) ,而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来获得前角的。排屑槽也叫断屑槽,它的作用大了去了折断切屑,不产生缠绕;控制切屑的流出方向,保持已加工表面的精度;降低切削抗力,延长刀具寿命。 

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2)后角(α0 )选择的原则

首先考虑加工性质。精加工时,后角取大值,粗加工时,后角取小值。其次考虑加工材料的硬度,加工材料硬度高,主后角取小值,以增强刀头的坚固性;反之,后角应取小值。后角不能为零度或负值,一般在6°~12°之间选取。

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3)主偏角(Kr ) 的选用原则

首先考虑车床、夹具和刀具组成的车削   工艺系统的刚性,如系统刚性好,主偏角应取小值,这样有利于提高车刀使用寿命、改善散热条件及表面粗造度。其次要考虑加工工件的几何形状,当加工台阶时,主偏角应取90°,加工中间切入的工件,主偏角一般取60 °。主偏角一般在30°~ 90°之间,最常用的是45°、75 °、90 °。

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4)副偏角(Kr’ )的选择原则

首先考虑车刀、工件和夹具有足够的刚性,才能减小副偏角;反之,应取大值;其次,考虑加工性质,精加工时,副偏角可取10°~15°,粗加工时,副偏角可取5°左右。

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5)刃倾角(λS)的选择原则

主要看加工性质,粗加工时,工件对车刀冲击大, 取λS ≤ 0°,精加工时,工件对车刀冲击力小, 取λS ≥ 0°;通常取λS =0°。刃倾角一般在-10°~5°之间选取。

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