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1、 車 刀車 工 實(shí) 習(xí) 理 論 課車 工 工 藝 主 要 內(nèi) 容四 、 車 刀 的 安 裝 車 刀 好 比 是 戰(zhàn) 士 在 戰(zhàn) 場(chǎng) 上 用 的 武 器 ， 在車 削 技 術(shù) 中 是 必 不 可 少 的 。 大 家 在 日 常 生活 中 見 過 不 少 刀 具 ， 比 如 ： 切 菜 刀 、 水 果刀 以 及 鉛 筆 刀 等 等 ， 這 些 刀 與 車 刀 有 著 相同 的 地 方 ， 但 是 又 大 不 相 同 。 在 實(shí) 習(xí) 中 ，根 據(jù) 加 工 內(nèi) 容 的 不 同 ， 要 選 擇 不 同 的 車 刀， 也 就 是 說 車 刀 的 種 類 很 多 。 現(xiàn) 在 來 認(rèn) 識(shí)一 下 車 刀 。 刀

2、 頭 是 用 以 焊 接 或 夾 持刀 片 ， 或 由 其 形 成 的 切 削 刃直 接 參 加 切 削 工 作 的 ， 故 又稱 切 削 部 分 。 在 金 屬 切 削 過程 中 ， 直 接 擔(dān) 當(dāng) 切 削 工 作 。 刀 柄 是 用 來 將 車 刀 夾 持在 刀 架 上 的 ， 故 又 稱 夾 持 部分 。1、 組 成 車 刀 是 由 刀 頭 和刀 柄 組 成 的 。 1) 按 結(jié) 構(gòu) 形 式 分 為 整 體 式 、 焊 接 式 和 機(jī) 夾 式 和可 轉(zhuǎn) 位 式 。2、 刀 體 和 刀 柄 是 用 同 一 種 材 料 制 成 的 。 常 用 材料 是 高 速 鋼 ， 刃 口 可 以 磨 的

3、 比 較 鋒 利 。 整 體 式 通 過 焊 接 的 方 法 連 接 刀體 和 刀 柄 ； 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 ，使 用 靈 活 。 。 焊 接 式 通 過 機(jī) 械 壓 緊 的 方 法將 刀 體 和 刀 柄 連 接 在 一 起 ；避 免 了 焊 接 產(chǎn) 生 的 應(yīng) 力 、裂 紋 等 缺 陷 ， 刀 柄 利 用 率高 。 機(jī) 夾 式 無 需 刃 磨 就 可 使 用 。 避免 了 焊 接 產(chǎn) 生 的 缺 點(diǎn) ，刀 片 可 快 速 轉(zhuǎn) 位 ； 生 產(chǎn)效 率 高 ； 切 削 穩(wěn) 定 。 外 圓 車 刀 、 內(nèi) 孔 車 刀 、 切 斷 車 刀 、 螺 紋 車 刀 、 成 形 車 刀 等 外 圓 車 刀 用

4、來 車 削 外 旋 轉(zhuǎn) 表 面 的 車 刀 。外 圓 車 刀 車 外 圓 45度75度 切 斷 車 刀 切 斷 車 刀 用 來 切 斷 工 件 或 在 工 件 上 切溝 槽 。 內(nèi) 孔 車 刀 用 來 在 已 有 粗 加 工 孔 的 工 件 上 ，擴(kuò) 大 孔 徑 、 提 高 孔 的 精 度 及 孔 的 表 面 質(zhì) 量 。內(nèi) 孔 車 刀 用 來 車 削 螺 紋 的 車 刀 。 成 形 車 刀 用 來 加 工 成 形 面 的車 刀 。 螺 紋 車 刀 車 刀 之 所 以 能 夠 車 削 鋼 材 ， 一 個(gè) 重 要的 原 因 是 由 車 刀 的 材 料 決 定 的 。 很 簡(jiǎn) 單 的道 理 ： 切

5、菜 刀 、 水 果 刀 、 鉛 筆 刀 等 都 是 加工 比 刀 具 本 身 軟 的 材 料 ， 車 刀 也 是 一 樣 ，下 面 學(xué) 習(xí) 對(duì) 車 刀 材 料 的 要 求 。 1、 應(yīng) 具 備 的 性 能2)高 的 耐 磨 性 一 般 認(rèn) 為 ， 刀 具 材 料 的 硬度 越 高 ， 馬 氏 體 中 合 金 元 素 越 多 ， 金 屬 碳 化物 的 數(shù) 量 也 越 多 ， 分 布 越 均 勻 ， 耐 磨 性 也 越好 ， 抗 磨 損 能 力 越 強(qiáng) 。1)高 的 硬 度 高 硬 度 是 刀 具 材 料 應(yīng) 具 備 的 最基 本 的 性 能 。 刀 具 材 料 的 硬 度 一 般 是 工 件 材

6、 料硬 度 的 2 3倍 。 刀 具 材 料 的 常 溫 硬 度 ， 要 求 在HRC60以 上 。 3)高 的 紅 硬 性 即 刀 具 材 料 在 高 溫 下 仍 能 保持 足 夠 硬 度 、 強(qiáng) 度 和 耐 磨 性 的 能 力 。 紅 硬 性越 高 ， 刀 具 允 許 的 切 削 速 度 越 高 。 它 是 衡 量刀 具 材 料 性 能 的 主 要 指 標(biāo) ， 一 般 用 紅 硬 溫 度（ 能 保 持 足 夠 硬 度 的 最 高 溫 度 ） 來 表 示 。 如 ， 高 速 鋼 的 紅 硬 性 為 500 600 ， 即 在 此溫 度 下 ， 高 速 鋼 仍 能 保 持 或 基 本 保 持

7、常 溫 時(shí)的 切 削 性 能 指 標(biāo) 。 4)足 夠 的 強(qiáng) 度 和 韌 性 在 切 削 過 程 中 ， 刀 具 承受 了 很 大 的 應(yīng) 力 、 切 削 力 、 沖 擊 力 和 振 動(dòng) ， 為了 防 止 崩 刃 和 脆 性 斷 裂 ， 刀 具 必 須 具 備 足 夠 的抗 彎 強(qiáng) 度 和 沖 擊 韌 性 。 5)較 好 的 工 藝 性 作 為 刀 具 材 料 除 具 備 上 述 性能 外 ， 還 應(yīng) 具 備 一 定 的 可 加 工 性 能 ， 如 鍛 造 性 、焊 接 性 、 磨 削 加 工 性 、 切 削 加 工 性 和 熱 處 理 性等 。 2、 常 用 的 車 刀 材 料 又 稱 鋒

8、鋼 或 白 鋼 。 淬 火 后硬 度 為 HRC62 65, 在 500 600 時(shí) ， 仍 有 較 好 的 抗 彎 強(qiáng) 度 和 較 好 的沖 擊 韌 性 及 耐 磨 性 。 熱 處 理 變 形 小 ，能 磨 出 鋒 利 的 刀 刃 。 缺 點(diǎn) 是 不 耐 高溫 ， 允 許 的 切 削 速 度 一 般 低 于30m/min ， 生 產(chǎn) 效 率 較 低 。 常 用 于制 造 形 狀 復(fù) 雜 的 刀 具 ， 如 小 型 車 刀 、鉆 頭 、 銑 刀 、 拉 刀 、 齒 輪 刀 等 ， 常用 牌 號(hào) 為 W18Cr4V 、 W6Mo5Cr4V2等 。1)高 速 鋼 2)硬 質(zhì) 合 金 由 高 熱 性

9、 的 金 屬 碳 化 物 （ WC、TiC） 和 粘 結(jié) 劑 （ Co、 Mo、 Ni等 ） 先 經(jīng) 高 壓 制成 型 ， 后 經(jīng) 高 溫 燒 結(jié) 而 成 的 粉 末 制 品 。 硬 度 為HRC74 82, 紅 硬 溫 度 為 850 1000 ， 允 許的 切 削 速 度 為 200 300m/min。 可 用 于 高 速 、強(qiáng) 力 切 削 ， 生 產(chǎn) 效 率 較 高 。 抗 彎 強(qiáng) 度 和 韌 性 要比 高 速 鋼 低 ， 工 藝 性 不 如 高 速 鋼 好 。 一 般 制 成各 種 形 式 的 刀 片 ， 焊 接 或 夾 固 在 刀 體 上 使 用 。主 要 牌 號(hào) YG (鎢 鈷 類

10、 ) 含 WC 、 Co 主 要 用 于車 削 脆 性 材 料 （ 鑄 鐵 ） ； YT（ 鎢 鈦 鈷 類 ） 含 WC、 TiC、 Co 主 要 用 于 加 工 鋼 材 。 3)陶 瓷 刀 具 一 般 做 成 可 轉(zhuǎn) 位機(jī) 夾 刀 片 使 用 。 陶 瓷 刀 具 具 有很 高 的 硬 度 和 耐 磨 性 ， 很 好 的耐 高 溫 性 能 、 良 好 的 化 學(xué) 穩(wěn) 定性 和 低 的 摩 擦 系 數(shù) ， 但 一 般 說來 ， 它 的 脆 性 大 、 抗 彎 強(qiáng) 度 和韌 性 比 硬 質(zhì) 合 金 差 的 較 多 ， 導(dǎo)熱 性 也 差 。 陶 瓷 刀 具 能 以 200 1000m/min的 切

11、削 速 度 高 速加 工 鋼 、 鑄 鐵 及 其 合 金 材 料 ，刀 具 壽 命 比 硬 質(zhì) 合 金 高 幾 倍 、甚 至 幾 十 倍 。 4)金 剛 石 由 于 金 剛 石 具 有 最 好的 硬 度 和 耐 磨 性 ， 刀 具 刃 口 在 加 工中 可 以 長(zhǎng) 時(shí) 間 保 持 鋒 利 ， 金 剛 石 刀具 有 很 好 的 切 削 能 力 和 刀 具 耐 用 度 ，同 時(shí) 加 工 表 面 粗 糙 度 很 低 ， 可 達(dá) 到Ra0.02 m 以 上 的 鏡 面 。 金 剛 石 車刀 一 次 加 工 就 能 達(dá) 到 高 光 潔 度 、 高精 度 ， 避 免 了 以 前 為 達(dá) 到 這 些 要 求

12、而 進(jìn) 行 很 多 復(fù) 雜 費(fèi) 時(shí) 的 工 序 ， 從 而大 大 提 高 生 產(chǎn) 率 ， 降 低 了 成 本 ， 減輕 了 勞 動(dòng) 量 。 在 切 削 加 工 中 ， 車 刀 的 材 料 起著 很 重 要 的 作 用 。 但 是 ， 為 了 能夠 順 利 切 削 、 保 證 加 工 質(zhì) 量 、 提高 生 產(chǎn) 效 率 ， 還 要 保 證 車 刀 切 削部 分 有 一 定 的 幾 何 形 狀 與 角 度 。下 面 我 們 來 學(xué) 習(xí) 車 刀 的 幾 何 形 狀及 其 角 度 。 在 金 屬 切 削 過 程 中 ， 直 接擔(dān) 當(dāng) 切 削 工 作 的 是 車 刀 的 切 削部 分 。 簡(jiǎn) 單 來 說

13、， 切 削 部 分 是由 一 尖 、 兩 刃 、 三 面 組 成 。 我們 來 具 體 認(rèn) 識(shí) 一 下 。 三面 刀 具 上 切 屑 流 經(jīng) 的 表 面 。前 刀 面 ：主 后 刀 面 ：刀 具 上 同 前 刀面 相 交 形 成 主切 削 刃 的 后 刀面 。 前 刀 面 主 后 刀 面刀 具 上 同 前 刀面 相 交 形 成 副切 削 刃 的 后 刀面 。 副 后 刀 面副 后 刀 面 ： 主 切 削 刃 ： 對(duì) 車 刀 來 說 是 前刀 面 與 副 后 刀 面 的 交 線 ， 參加 部 分 切 削 工 作 。兩 刃 ： 刀 尖 對(duì) 車 刀 來 說 是 前 刀 面 與 主后 刀 面 的 交

14、線 。 承 擔(dān) 主要 切 削 任 務(wù) 。副 切 削 刃 ： 主 切 削 刃刀 尖 ： 主 切 削 刃 與 副 切 削 刃的 連 接 處 相 當(dāng) 少 的 一 部 分 切削 刃 。 為 增 加 刀 尖 強(qiáng) 度 ， 通常 磨 成 一 小 段 過 渡 圓 弧 。 三 面 、 兩 刃 、 一 尖副 切 削 刃一 尖 : 1)輔 助 平 面 基 面 ： 通 過 切 削 刃 上 選 定 點(diǎn) ， 垂直 于 該 點(diǎn) 切 削 速 度 方 向 的 平 面 。 切 削 平 面 ： 通 過 切 削 刃 選 定 點(diǎn) ，與 切 削 刃 相 切 并 垂 直 于 基 面 的平 面 。 顯 然 ， 切 削 平 面 與 基 面 始

15、 終是 相 互 垂 直 的 。 對(duì) 于 車 削 來 說 ，基 面 一 般 是 通 過 工 件 軸 線 的 。 正 交 平 面 ： 通 過 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 并同 時(shí) 垂 直 于 基 面 和 切 削 平 面 的平 面 。 為 了 確 定 和 測(cè) 量 車 刀 的 幾 何 角 度 ， 需 要 假 想 以 下三 個(gè) 輔 助 平 面 作 為 基 準(zhǔn) 。 c1) 基 面 通 過 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 的 平 面 ， 它 平 行 刀具 安 裝 的 一 個(gè) 平 面 ， 其 方 位 要 垂 直 于主 運(yùn) 動(dòng) 方 向 。 c2) 切 削 平 面 通 過 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 并 同 時(shí) 垂 直 于基 面

16、 的 平 面 。 c 正 交 平 面切 削 平 面基 面 3) 正 交 平 面 通 過 切 削 刃 選 定 點(diǎn) 并 同 時(shí) 垂 直 于基 面 和 切 削 平 面 的 平 面 。 2） 車 刀 的 幾 何 角 度 及 作 用 在 車 刀 靜 止 參 考 系 內(nèi) ， 車 刀 切 削 部 分在 輔 助 平 面 中 的 位 置 形 成 了 車 刀 的 幾 何角 度 ， 主 要 有 前 角 、 后 角 、 主 偏 角 、 副偏 角 和 刃 傾 角 等 。 （ 1） 前 角 （ ） 在 正 交 平 面 內(nèi) ， 基面 與 前 刀 面 之 間 的 夾角 。 前 角 的 大 小 主 要影 響 切 削 刃 的 鋒

17、 利 程度 和 切 削 刃 的 強(qiáng) 度 ，前 角 越 大 刀 刃 越 鋒 利 ，越 利 于 切 削 ， 但 前 角過 大 會(huì) 削 弱 切 削 刃 的強(qiáng) 度 ， 容 易 崩 刃 。0 （ 2） 主 后 角 （ ） 在 正 交 平 面 內(nèi) ， 主后 刀 面 與 切 削 平 面 間 的夾 角 。 主 后 角 影 響 主 后刀 面 與 工 件 過 渡 表 面 的摩 擦 及 刀 刃 的 強(qiáng) 度 和 鋒利 程 度 。 0 （ 3） 主 偏 角 （ ） 主 切 削 刃 在 基 面 上 的 投 影 與進(jìn) 給 方 向 之 間 的 夾 角 ， 在 基 面 中測(cè) 量 。 其 大 小 主 要 影 響 切 削 條 件和

18、 刀 具 壽 命 。 減 小 主 偏 角 ， 刀 尖強(qiáng) 度 增 加 ， 散 熱 條 件 改 善 ， 刀 具耐 用 度 提 高 ， 但 會(huì) 使 刀 具 對(duì) 工 件的 徑 向 力 加 大 ， 易 將 工 件 頂 彎 ，不 宜 切 削 細(xì) 長(zhǎng) 軸 類 工 件 。 rk （ 4） 副 偏 角 （ ） 副 切 削 刃 在 基 面 上 的 投 影與 背 進(jìn) 給 方 向 之 間 的 夾 角 ， 在基 面 中 測(cè) 量 。 其 作 用 是 減 少 負(fù)切 削 刃 與 工 件 已 加 工 表 面 之 間的 摩 擦 。 副 偏 角 較 小 時(shí) ， 可 減小 切 削 時(shí) 的 殘 留 面 積 ， 減 小 表面 粗 糙 度

19、 值 。 /rk （ 5） 刃 傾 角 ( s) 主 切 削 刃 與 基 面 間 的 夾 角 ，在 切 削 平 面 中 測(cè) 量 。 刃 傾 角主 要 影 響 切 屑 流 向 和 刀 頭 的強(qiáng) 度 。 s=0， 切 屑 沿 垂 直 于主 切 削 刃 的 方 向 流 出 ； s0,切 屑 流 向 待 加 工 表 面 ； s 0， 切 屑 流 向 已 加 工 表 面 。 粗 加 工 或 車 削 較 硬 的 材 料時(shí) ， 為 了 提 高 刀 頭 強(qiáng) 度 ， 可取 負(fù) 值 。 精 加 工 時(shí) ， 為 了 避 免 切 屑劃 傷 已 加 工 表 面 ， 應(yīng) 取 正 值或 零 值 ； s=0 s 0 s 0

20、車 刀 角 度 小 結(jié) ： 角 度 定 義 測(cè) 量 平 面 作 用前 角 0 前 刀 面 和 基 面 間的 夾 角 正 交 平 面 1、 使 切 削 刃 鋒 利 2、切 削 省 力 3、 便 于 排 屑主 后 角 0 主 后 刀 面 與 切 削平 面 間 的 夾 角 正 交 平 面 改 變 車 刀 主 后 刀 面 與工 件 間 的 摩 擦 狀 況主 偏 角 r 主 切 削 刃 與 進(jìn) 給方 向 之 間 的 夾 角 基 面 改 變 主 切 削 刃 與 刀 頭的 受 力 和 散 熱 情 況副 偏 角 r 副 切 削 刃 與 進(jìn) 給方 向 的 反 方 向 間的 夾 角 基 面 改 變 副 切 削 刃

21、 與 工 件已 加 工 表 面 之 間 的 摩擦 狀 況 刃 傾 角 入 s 主 切 削 刃 與 基 面間 的 夾 角 切 削 平 面 影 響 刀 尖 強(qiáng) 度 ， 并 控制 切 屑 的 流 出 方 向 四 、 車 刀 的 安 裝安 裝 車 刀 應(yīng) 注 意 下 列 幾 點(diǎn) ： 1） 刀 頭 不 宜 伸 出 太 長(zhǎng) ， 否 則 切 削 時(shí) 容 易 產(chǎn)生 振 動(dòng) ， 影 響 工 件 加 工 精 度 和 表 面 粗 糙 度 。 一般 刀 頭 體 伸 出 長(zhǎng) 度 不 超 過 刀 柄 厚 度 的 兩 倍 。 2） 刀 尖 應(yīng) 與 車 床 主 軸 中 心 線 等 高 。 車 刀 裝 得太 高 ， 后 角 減 小 ， 后 刀 面 與 工 件 加 劇 摩 擦 ，裝 得 太 低 ， 前 角 減 少 ， 切 削 不 順 利 ， 會(huì) 使 刀尖 崩 碎 。 作 業(yè)1、 請(qǐng) 說 出 常 用 的 刀 具 材 料 有 哪 些 。2、 指 出 下 圖 車 刀 切 削 工 件 時(shí) 的 兩 個(gè) 運(yùn) 動(dòng) 及 形 成的 三 個(gè) 表 面 。（ ） （ ）（ ）（ ）（ ）