车工11车刀切削部分应满足的要求及刀具刃磨讲解.docx

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车工11车刀切削部分应满足的要求及刀具刃磨讲解

课程（科目）：

车工

课题

车刀切削部分应该满足的要求及刀具刃磨

授课人

课型

理论

所需课时

2

上课班级

实践

上课时间

上课地点

教室

教学目标

车刀切削部分应该满足的要求及刀具刃磨

教学重点

车刀切削部分应该满足的要求

教学难点

车刀切削部分的刃磨

突破重点

解决难点

的措施

1多媒体演示

2学生互助学习

教法与学法

教法：

任务驱动法

学法：

自主学习与合作学习

教具

车刀

教学内容及过程

师生活动情况

在车床上主要依靠工件的旋转主运动和刀具的进给运动来完成切削工作，因此车刀角度的选择是否合理，车刀刃磨的角度是否正确，都会直接影响工件的加工质量和切削效率。

在切削过程中，由于车刀的前刀面和后刀面处于剧烈的磨擦和切削热的高温作用之中，会使车刀切削刃口变钝而失去切削能力，甚至受到热量的影响还会造成卷刃的现象，使刀具的使用寿命缩短。

只有通过刃磨才能恢复切削刃口的锋利和正确车刀角度。

因此，车工不仅要懂得切削原理和合理的选择车刀角度的有关知识。

还必须熟练的掌握车刀的刃磨技能。

刃磨车刀是车工操作者必须掌握的技术。

车刀的刃磨分机械刃磨和手工刃磨两种，机械刃磨效率高、质量好、操作方便，机械刃磨是在工具磨床上刃磨，但目前中小型工厂仍普遍采用手工刃磨的方法。

因此，车工必须掌握手工刃磨车刀的技术。

1.砂轮的选用

目前常用的砂轮有氧化铝和碳化硅两类，刃磨时必须根据刀具材料来选定。

（1）氧化铝砂轮氧化铝砂轮多呈白色，其砂粒韧性好。

比较锋利但韧度稍低（指磨粒从砂轮上脱落），适于刃磨高速钢车刀和硬质合金的刀柄部分，氧化铝砂轮也称刚玉砂轮。

（2）碳化硅砂轮碳化硅砂轮多呈绿色，其砂粒硬度高，切削性能好但较脆，适用于刃磨硬质合金车刀。

砂轮的粗细以粒度表示。

GB2477-83规定了41个粒度号，粗磨时用粗粒度（基本尺寸大）精磨时用细粒度（基本粒尺寸小）。

2.砂轮的粒度和硬度

1）砂轮的粒度

砂轮的粒度时指磨料的颗粒大小和粗细程度。

一般来说，砂轮的构成有三个部分，分别是磨粒，粘结剂和气孔。

2）砂轮的硬度

砂轮的硬度不是咱们平时所理解的硬度，是两个完全不相同的概念。

咱们平时所理解的硬度是指某种材料的软硬程度，而砂轮的硬度是指磨粒从砂轮表面上脱离的难易程度。

3.刀具材料应该满足的要求

车刀切削部分在很高的切削温度下工作，连续经受强烈的磨擦并随很大的切削力和冲击力，所以车刀切削部分的材料必须具备下列基本性能：

（1）足够的硬度车刀切削部分材料的硬度必须高于被加工材料的硬度，常温下，刀具硬度应该在HRC60以上。

（2）良好的耐磨性耐磨性是表示材料抵抗磨损的能力。

刀具材料在切削过程中承受剧烈的磨擦，因此必须有较好的耐磨性，这一性能一方面取决于它的硬度，另一方面取决于它的化学成份和显微组织。

耐磨性与材料的硬度、强度和组织结构有关系。

一般来说，材料的硬度越高，其耐磨性越好。

但是材料的耐磨性不单取决于材料的硬度，也并不是说材料的硬度越高，耐磨性就越好。

因为硬度过高，内应力增加，可能会加快表层的破坏，使耐磨性下降。

而耐磨性是材料的强度，硬度及金相组织的综合反映，如，基体组织的的硬度、硬质点的硬度、大小、数量及分布情况对耐磨性有着显著地影响。

例如，马氏体基体中有均匀分布的细小的碳化物，特别时高硬度的合金碳化物，要比硬度相同的单一马氏体具有更高的耐磨性。

在高温下，硬度相同的材料，由于高温硬度、硬质点的硬度细化程度及分布情况不相同，其刀具的切削性能也不相同。

（3）足够的强度和韧性切削时车刀要能承受切削力与冲击力。

一般用抗弯强度σbb和冲击韧度αko值来反映材料的强度和韧性的高低一般来说，强度越高，承受切削抗力的能力就越大，刃口崩损的倾向小。

当然，强度和硬度过高，对受冲击和振动不利，必须要求刀具的韧性好。

（4）耐热性刀具磨损的主要原因是热效应，因此，耐热性是衡量刀具材料切削性能的重要指标，它是指在高温下保持材料硬度的性能，可用高温硬度表示，也可以用红硬性（维持刀具材料切削性能的最高温度）表示。

耐热越好，材料允许的切削速度越高。

（5）工艺性为了便于刀具的制造和维护使用，要求刀具材料还应该尽可能具有良好的工艺性（如可磨削加工性，较好的热处理工艺性，较好的焊接工艺性等）与经济性（如资源丰富，价格低廉）

注：

并不是说所有的刀具必须满足以上五个性能，而是根据实际的加工要求来进行选择。

刀具可以有这五个性能中的两个，三个，也可以是一个。

比如说，高速钢车刀，这种车刀耐热性较差，不是说就不可以用，而是在实际的加工过程中避免产生热量。

切削速度是影响切削热的主要因素，所以这种车刀只适合于低速车削。

以上这些性能指标，有的还是相互矛盾的，不可能要求一种刀具具有以上所有的性能的最佳值，应该根据具体的加工条件合理的选择刀具材料，满足其主要性能的要求。

4.刀具的刃磨过程

在刃磨刀具的过程中首先要保证自己的人身安全，所以在刃磨之前要仔细认真的检查砂轮机砂轮机是否安全，砂轮是否上紧，电路是否合格等，一般情况下，一般要对砂轮进行静平衡试验。

等检查各个方面都合格以后才可以进行下一步的工作。

（1）刀具的刃磨过程

现在我们以90°车刀为例，讲解一下车刀的手工刃磨过程；

1）首先磨去车刀前刀面，主后刀面，副后刀面上的焊渣，将车刀刀杆的底平面磨平，这样有利于下一步的刃磨工作，一般情况下，刚购买的车刀，车刀的底平面是平的，在以前，由于制造条件比较差，在制造时的精度达不到要求。

2）粗磨主后刀面与附后刀面的刀体部分以形成后间隙角。

如图所示。

图1粗磨刀柄上的主后刀面、副后刀面（形成后间隙角）

a）刃磨主后刀面上的后间隙角b）刃磨副后刀面上的后间隙角

主后刀面和副后刀面可以看成时两部分组成的，一部分是刀杆部分，另一部分是硬质合金部分。

在粗磨主后刀面和副后刀面时，手握刀柄向下倾斜2°左右以形成后间隙角，刀杆部分要高于砂轮的中心线2～3㎜，这样做的目的是：

刀具倾斜以后在与砂轮接触时，接触面大多都在刀杆部分上，所以在刃磨时是先接触到刀杆部分，然后将刀杆上多余的余量去掉，以方便下一步的刃磨。

3）粗磨刀体上的主后刀面右手在前，左手在后，让刀具的主后刀面轻轻接触砂轮的旋转中心处刀柄要与砂轮的轴线保持平行的状态，同时刀体的底面想砂轮方向倾斜一个比诸侯叫大2°的角度。

（如下图a图所示）车刀作缓慢的移动，在刃磨的过程中，要控制个车刀的两个角度。

一个是车刀的主偏角，一个是车刀的副后角。

车刀刃磨时，刀具的下面靠近或远离砂轮是控制刀具主后角的大小，道具主切削刃的后半部分靠近或者远离砂轮是控制刀具主偏角的大小。

4）粗磨刀体上的副后角在粗磨诸侯刀面时的操作步骤大体上和粗磨主后刀面的步骤一致，同样也是来控制车刀的两个角度。

一个是车刀的副后角，另一个是车刀的副偏角。

如下图b）图所示

图2粗磨主后角、副后角

a）粗磨主后角b）粗磨副后角

5）粗磨前刀面在砂轮的侧面磨出车刀的前刀面，并且要磨出前角，在刃磨时，车刀做上下移动，并保证要在垂直方向上运动。

如下图所示：

图3粗磨车刀的前刀面

6）磨断屑槽解决好断屑是车削塑性金属的一个重要的问题。

若切屑连绵不断，那么在车削过程中切屑就会缠绕在工件、刀具、刀架、甚至是缠绕在卡盘上，这样对操作者就会存在着安全隐患。

同时也会影响到正常的切削工作，划伤工件的已加工表面，对工件的表面质量产生影响。

那么在刀具上磨出断屑槽就能够解决这个问题。

在刀体上磨断屑槽的目的就是当切屑流经断屑槽的时候使切屑产生变形而折断。

常见的断屑槽的有圆弧型和直线型两种形式（如下图所示）

图4断屑槽的两种形式

a）圆弧型b）直线型

圆弧型的断屑槽一般所表现出来的前角比较大，适用于切削硬度较软的工件材料；直线型的断屑槽所表现出来的前角比较小，适用于切削硬度较高的工件材料。

一般我们在实际生产中，刃磨断屑槽的方法是采用手工刃磨的方法。

刃磨过程：

刃磨时，必须先将砂轮的棱边用金刚石笔修整锋利，刃磨时可按照下图所示进行刃磨。

图5刃磨断屑槽的方法

a）向下磨b）向上磨

在刃磨时应该注意一下几个问题；

（1）砂轮的棱边处应该保持锋利，当刃磨一段时间以后要及时的修整，因为如果砂轮的棱边变钝，圆弧变大，就会直接影响到刃磨断屑槽的质量，断屑槽的宽度将难以控制。

（2）在刚开始刃磨时，车刀前刀面的接触点应该与砂轮的主切削刃和刀尖部分离开一定的距离，离开的距离大约等于断屑槽宽度的一半，同样也要在断屑槽长度的一半上，如图6所示。

图6刃磨断屑槽时刀具与砂轮的接触点

（3）刃磨时不能用力太大，防止因为双手不稳定伤害到操作者，刃磨过程中心要静，不可急躁。

车刀要沿刀柄方向上下移动，不能左右移动，如果左右移动会使车刀断屑槽的宽度在长度上不一致。

刃磨完成以后要使断屑槽与车刀主切削刃之间留有一定的间隙，方便下一步的刃磨。

还要特别注意不要把刀尖部分磨塌陷，这样不仅会影响到车刀的几何角度，还会造成浪费材料，缩短刀具的使用寿命。

（4）刃磨过程中要经常查看刃磨情况，以便于刃磨合格。

如果断屑槽较大，可以分成粗磨和精磨两个阶段来进行。

7）精磨主后刀面和副后刀面

刃磨之前修整砂轮，使砂轮能够运动平稳。

如下图所示

图7精磨主后刀面和副后刀面

刃磨时将车刀的底面靠在调整好角度的托架上，没有托架的砂轮机应该用手找到一个支撑点进行支撑，然后使切削刃轻轻地靠近砂轮的侧面上，并沿着砂轮的端面缓慢的左右移动，不可上下移动。

如果上下移动会影响到车刀的主后角的大小，还会使刀具和托架脱离，使刃磨过程不稳定。

刃磨额安城以后一定要使车刀的切削刃平直。

8）磨负倒棱

刀具的主切削刃担负着主要的切削工作，为了提高主切削刃的强度，改善其受力和散热条件，通常要在车刀的主切削刃上磨出负倒棱，如下图所示。

图8刀具的负倒棱

负倒棱的倾斜度一般γp一般为-5°～-10°，其宽度b为走刀量的0.5～0.8倍，即b=（0.5～0.8）f

对于采用较大前角的硬质合金车刀以及车削强度，硬度较低的工件材料，则不宜采用较大的负倒棱。

因为负倒棱时增大车刀强度所采取的一项措施，而加工强度和硬度较低的工件材料时所产生的切削力较小，所以不宜采用较大的负倒棱或者是不采用负倒棱。

刃磨负倒棱的方法如下图所示

a）b）

图9磨负倒棱

a）直磨法b）横磨法

刃磨时，用力摇轻微，要使主切削刃的后端向刀尖方向摆动。

刃磨时有两种方法，一种是直磨法，另一种是横磨法，为了保证切屑人的质量，最好采用横磨法，这种方法也是操作工人比较常用的方法。

9）刃磨过渡刃

过渡刃有圆弧型和直线型两种。

如下图所示。

图10过渡刃的形式

a）直线型过渡刃b）圆弧型过渡刃

其刃磨方法与精磨后刀面的方法基本相同。

刃磨车削较硬材料车刀时，也可以再过渡刃是哪个磨出负倒棱。

10）车刀的手工研磨

在砂轮上刃磨的刀具，有可能因为砂轮的震动，砂轮表面不平整等各方面的原因，其切削刃油石不够平滑光洁。

如果在高倍显微镜下观察，那么就可以看到切削刃的刃口上呈凹凸不平的状态。

如果在切削过程中使用这样的车刀，不仅会直接影响到工件的表面粗糙度值，而且也会降低刀具的使用寿命。

若是硬质合金车刀，在切削过程中有可能还会造成崩刃的现象。

所以在砂轮上刃磨完成的刀具还应该用细油石研磨刀具的切削刃部分。

研磨时，手持油石在刀刃上来回移动。

要求动作要平稳，用力要均匀，如下图所示。

图11用油石研磨车刀

在研磨的过程中，有两种固定方法，一种是固定车刀，另一种方法是固定油石。

第一种方法可以直接在刀架上固定车刀；第二种方法，可以使中滑板与中滑板刻度盘来夹持油石进行研磨。

研磨后的刀具，应该消除在砂轮表面上刃磨后的