車刀的種類和用途.doc

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車刀種類和用途 車刀是應(yīng)用最廣的一種單刃刀具。也是學(xué)習(xí)、分析各類刀具的基礎(chǔ)。 車刀用于各種車床上，加工外圓、內(nèi)孔、端面、螺紋、車槽等。 車刀按結(jié)構(gòu)可分為整體車刀、焊接車刀、機(jī)夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成型車刀。其中可轉(zhuǎn)位車刀的應(yīng)用日益廣泛，在車刀中所占比例逐漸增加。 二、硬質(zhì)合金焊接車刀 所謂焊接式車刀，就是在碳鋼刀桿上按刀具幾何角度的要求開出刀槽，用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)，并按所選擇的幾何參數(shù)刃磨后使用的車刀。 三、機(jī)夾車刀 機(jī)夾車刀是采用普通刀片，用機(jī)械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的車刀。此類刀具有如下特點(diǎn)：（1）刀片不經(jīng)過高溫焊接，避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、產(chǎn)生裂紋等缺陷，提高了刀具的耐用度。 （2）由于刀具耐用度提高，使用時(shí)間較長(zhǎng)，換刀時(shí)間縮短，提高了生產(chǎn)效率。 （3）刀桿可重復(fù)使用，既節(jié)省了鋼材又提高了刀片的利用率，刀片由制造廠家回收再制，提高了經(jīng)濟(jì)效益，降低了刀具成本。 （4）刀片重磨后，尺寸會(huì)逐漸變小，為了恢復(fù)刀片的工作位置，往往在車刀結(jié)構(gòu)上設(shè)有刀片的調(diào)整機(jī)構(gòu)，以增加刀片的重磨次數(shù)。 （5）壓緊刀片所用的壓板端部，可以起斷屑器作用。 四、可轉(zhuǎn)位車刀 可轉(zhuǎn)位車刀是使用可轉(zhuǎn)位刀片的機(jī)夾車刀。一條切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位換成相鄰的新切削刃，即可繼續(xù)工作，直到刀片上所有切削刃均已用鈍，刀片才報(bào)廢回收。更換新刀片后，車刀又可繼續(xù)工作。 1．可轉(zhuǎn)位刀具的優(yōu)點(diǎn) 與焊接車刀相比，可轉(zhuǎn)位車刀具有下述優(yōu)點(diǎn): （1）刀具壽命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高溫引起的缺陷,刀具幾何參數(shù)完全由刀片和刀桿槽保證，切削性能穩(wěn)定，從而提高了刀具壽命。 （2）生產(chǎn)效率高 由于機(jī)床操作工人不再磨刀，可大大減少停機(jī)換刀等輔助時(shí)間。 （3）有利于推廣新技術(shù)、新工藝 可轉(zhuǎn)位刀有利于推廣使用涂層、陶瓷等新型刀具材料。 （4）有利于降低刀具成本 由于刀桿使用壽命長(zhǎng)，大大減少了刀桿的消耗和庫存量，簡(jiǎn)化了刀具的管理工作，降低了刀具成本。 2．可轉(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊特點(diǎn)與要求 （1）定位精度高 刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片后，刀尖位置的變化應(yīng)在工件精度允許的范圍內(nèi)。 （2）刀片夾緊可靠 應(yīng)保證刀片、刀墊、刀桿接觸面緊密貼合，經(jīng)得起沖擊和振動(dòng)，但夾緊力也不宜過大，應(yīng)力分布應(yīng)均勻，以免壓碎刀片。 （3）排屑流暢 刀片前面上最好無障礙，保證切屑排出流暢，并容易觀察。 （4） 使用方便 轉(zhuǎn)換刀刃和更換新刀片方便、迅速。對(duì)小尺寸刀具結(jié)構(gòu)要緊湊。 在滿足以上要求時(shí)，盡可能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和使用方便。 五、成形車刀 成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用刀具，其刃形是根據(jù)工件廓形設(shè)計(jì)的，可用在各類車床上加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)體的成形表面。 用成形車刀加工零件時(shí)可一次形成零件表面，操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高，加工后能達(dá)到公差等級(jí)IT8～I(xiàn)T10、粗糙度為10～5μm，并能保證較高的互換性。但成形車刀制造較復(fù)雜、成本較高，刀刃工作長(zhǎng)度較寬，故易引起振動(dòng)。 成形車刀主要用在加工批量較大的中、小尺寸帶成形表面的零件。 工欲善其事，必先利其器，為了在車床上做良好的切削，正確地準(zhǔn)備和使用刀具是很重要的工作。不同的工作需要不同形狀的車刀，切削不同的材料要求刀口具不同的刀角，車刀和工作物的位置和速度應(yīng)有一定相對(duì)的關(guān)系，車刀本身也應(yīng)具備足夠的硬度、強(qiáng)度而且耐磨、耐熱。因此，如何選擇車刀材料，刀具角度之研磨都是重要的考慮因素。 車刀的種類和用途 刀具材質(zhì)的改良和發(fā)展是今日金屬加工發(fā)展的重要課題之一，因?yàn)榱己玫牡毒卟牧夏苡行?、迅速的完成切削工作，并保持良好的刀具壽命。一般常用車刀材質(zhì)有下列幾種： 1 高碳鋼： 高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼，經(jīng)過淬火硬化后使用，因切削中的摩擦四很容易回火軟化，被高速鋼等其它刀具所取代。一般僅適合于軟金屬材料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。 2 高速鋼： 高速鋼為一種鋼基合金俗名白車刀，含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中產(chǎn)生的摩擦熱可高達(dá)至6000C，適合轉(zhuǎn)速1000rpm以下及螺紋之車削，一般常用高速鋼車刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。 3 非鑄鐵合金刀具： 此為鈷、鉻及鎢的合金，因切削加工很難，以鑄造成形制造，故又叫超硬鑄合金，最具代表者為stellite，其刀具韌性及耐磨性極佳，在8200C溫度下其硬度仍不受影響，抗熱程度遠(yuǎn)超出高速鋼，適合高速及較深之切削工作。 4燒結(jié)碳化刀具： 碳化刀具為粉未冶金的產(chǎn)品，碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢，并加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結(jié)合劑，再經(jīng)加熱燒結(jié)完成。碳化刀具的硬度較任何其它材料均高，有最硬高碳鋼的三倍，適用于切削較硬金屬或石材，因其材質(zhì)脆硬，故只能制成片狀，再焊于較具韌性之刀柄上，如此刀刃鈍化或崩裂時(shí)，可以更換另一刀口或換新刀片，這種夠車刀稱為舍棄式車刀。 碳化刀具依國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)其切削性質(zhì)的不同，分成P、M、K三類，并分別以藍(lán)、黃、紅三種顏色來標(biāo)識(shí)： P類適于切削鋼材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六類，P01為高速精車刀，號(hào)碼小，耐磨性較高，P50為低速粗車刀，號(hào)碼大，韌性高，刀柄涂藍(lán)色以識(shí)別之。 K類適于切削石材、鑄鐵等脆硬材料，有K01、K10、K20、K30、K40五類，K01為高速精車刀，K40為低速粗車刀，此類刀柄涂以紅色以識(shí)別。 M類介于P類與M類之間，適于切削韌性較大的材料如不?袗?等，此類刀柄涂以黃色來識(shí)別之。 5 陶瓷車刀： 陶瓷車刀是由氧化鋁粉未，添加少量元素，再經(jīng)由高溫?zé)Y(jié)而成，其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高，但是因?yàn)橘|(zhì)脆，故不適用于非連續(xù)或重車削，只適合高速精削。 6 鉆石刀具 作高級(jí)表面加工時(shí)，可使用圓形或表面有刃緣的工業(yè)用鉆石來進(jìn)行光制。可得到更為光滑的表面，主要用來做銅合金或輕合金的精密車削，在車削時(shí)必須使用高速度，最低需在60~100m/min，通常在200~300m/min。 7 氧化硼 立方晶氧化硼(CBN)是近年來推廣的材料，硬度與耐磨性僅次于鉆石，此刀具適用于加工堅(jiān)硬、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金。 車刀形狀及使用情形 1 一般使用之車刀尖型式有下列幾種： (1)粗車刀：主要是用來切削大量且多余部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時(shí)表面光度不重要，因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。 (2)精車刀：此刀刃可用油石礪光，以便車出非常圓滑的表面光度，一般來說精車刀之圓鼻比粗車刀大。 (3)圓鼻車刀：可適用許多不同型式的工作是屬于常用車刀，磨平頂面時(shí)可左右車削也可用來車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面，也可當(dāng)精車刀來使用。 (4)切斷車刀：只用端部切削工作物，此車刀可用來切斷材料及車度溝槽。 (5)螺絲車刀(牙刀)：用于車削螺桿或螺帽，依螺紋的形式分60度，或55度V型牙刀，29度梯形牙刀、方形牙刀。 (6)搪孔車刀：用以車削鉆過或鑄出的孔。達(dá)至光制尺寸或真直孔面為目的。 (7)側(cè)面車刀或側(cè)車刀：用來車削工作物端面，右側(cè)車刀通常用在精車軸的未端，左側(cè)車則用來精車肩部的左側(cè)面。 2因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可區(qū)分為： (1)右手車刀：由右向左，車削工件外徑。 (2)左手車刀：由左向右，車削工件外徑。 (3)圓鼻車刀：刀刃為圓弧形，可以左右方向車削，適合圓角或曲面之車削。 (4)右側(cè)車刀：車削右側(cè)端面。 (5)左側(cè)車刀：車削左側(cè)端面。 (6)切斷刀：用于切斷或切槽。 (7)內(nèi)孔車刀：用于車削內(nèi)孔。 (8)外螺紋車刀：用于車削外螺紋。 (9)內(nèi)螺紋車刀：用于車削內(nèi)螺紋。 車刀各部位名稱及功能 車刀屬于單鋒刀具，因車削工作物形狀不同而有很多型式，但它各部位的名稱及作用卻是相同的。一支良好的車刀必須具有剛性良好的刀柄及鋒利的刀鋒兩大部份。車刀的刀刃角度，直接影響車削效果，不同的車刀材質(zhì)及工件材料、刀刃的角度亦不相同。車床用車刀具有四個(gè)重要角度，即前間隙角、邊間隙角、后斜角及邊斜角。 1 前間隙角 自刀鼻往下向刀內(nèi)傾斜的角度為前間隙角，因有前間隙角，工作面和刀尖下形成一空間，使切削作用集中于刀鼻。若此角度太小，刀具將在表面上摩擦，而產(chǎn)生粗糙面，角度太大，刀具容易發(fā)生震顫，使刀鼻碎裂無法光制。裝上具有傾斜中刀把的車刀磨前間隙角時(shí)，需考慮刀把傾斜角度。高速鋼車刀此角度約8~10度之間，碳化物車刀則在6~8度之間。 2 邊間隙角 刀側(cè)面自切削邊向刀內(nèi)傾斜的角度為邊間隙角。邊間隙角使工作物面和刀側(cè)面形成一空間使切削作用集中于切削邊提高切削效率。高速鋼車刀此角度約10~12度之間。 3 后斜角 從刀頂面自刀鼻向刀柄傾斜的角度為后斜角。此角度主要是在引導(dǎo)排屑及減少排屑阻力。切削一般金屬，高速鋼車刀一般為8~16度，而碳化物車刀為負(fù)傾角或零度。 4 邊斜角 從刀頂面自切削邊向另一邊傾斜，此傾斜面和水平面所成角度為邊斜角。此角度是使切屑脫離工作物的角度，使排屑容易并獲得有效之車削。切削一般金屬，高速鋼車刀此角度大約為10~14度，而碳化物車刀可為正傾角也可為負(fù)傾角。 5 刀端角 刀刃前端與刀柄垂直之角度。此角度的作用為保持刀刃前端與工件有一間隙避免刀刃與工件磨擦或擦傷已加工之表面。 6 切邊角 刀刃前端與刀柄垂直之角度，其作用為改變切層的厚度。同時(shí)切邊角亦可改變車刀受力方向，減少進(jìn)刀阻力，增加刀具壽命，因此一般粗車時(shí)，宜采用切邊角較大之車刀，以減少進(jìn)刀阻力，增加切削速度。 7 刀鼻半徑 刀刃最高點(diǎn)之刀口圓弧半徑。刀鼻半徑大強(qiáng)度大，用于大的切削深度，但容易產(chǎn)生高頻振動(dòng)。 1.車刀材料主要有兩類:一是高速度鋼車刀, 二是硬質(zhì)合金類. 2.硬質(zhì)合金類有: （ 1）鎢鈷類（ WC+Co）硬質(zhì)合金（ YG） 它由 WC和 Co組成，具有較高的抗彎強(qiáng)度的韌性，導(dǎo)熱性好，但耐熱性和耐磨性較差，主要用于加工鑄鐵和有色金屬。細(xì)晶粒的 YG類硬質(zhì)合金（如 YG3X、 YG6X），在含鈷量相同時(shí)，其硬度耐磨性比 YG3、 YG6高，強(qiáng)度和韌性稍差，適用于加工硬鑄鐵、奧氏體不銹鋼、耐熱合金、硬青銅等。 （ 2）鎢鈦鈷類（ WC+TiC+Co）硬質(zhì)合金（ YT） 由于 TiC的硬度和熔點(diǎn)均比 WC高，所以和 YG相比，其硬度、耐磨性、紅硬性增大，粘結(jié)溫度高，抗氧化能力強(qiáng)，而且在高溫下會(huì)生成 TiO 2,可減少粘結(jié)。但導(dǎo)熱性能較差，抗彎強(qiáng)度低，所以它適用于加工鋼材等韌性材料。 (3) 鎢鉭鈷類（ WC+TaC+Co）硬質(zhì)合金（ YA） 在 YG類硬質(zhì)合金的基礎(chǔ)上添加 TaC(NbC),提高了常溫、高溫硬度與強(qiáng)度、抗熱沖擊性和耐磨性，可用于加工鑄鐵和不銹鋼。 （ 4）鎢鈦鉭鈷類（ WC+TiC+TaC+Co） )硬質(zhì)合金 (YW) 在 YT類硬質(zhì)合金的基礎(chǔ)上添加 TaC(NbC),提高了抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性、高溫硬度、抗氧能力和耐磨性。既可以加工鋼，又可加工鑄鐵及有色金屬。因此常稱為通用硬質(zhì)合金（又稱為萬能硬質(zhì)合金）。目前主要用于加工耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼等難加工材料。