项目2 常用刀具的刃磨

任务一 理论部分

车刀

知识目标

1.理解并掌握车刀的种类及使用范围。

2.理解并掌握车刀组成及车刀角度的知识。

3.理解并掌握各种车刀应如何选择。

建议的学习课时：2学时。

一、车刀的种类和用途

在车削过程中，由于零件的形状、大小和加工要求不同，采用的车刀也不相同。车刀的种类很多，用途各异，现介绍几种常用车刀（图2-1）。

1.外圆车刀

外圆车刀又称尖刀，主要用于车削外圆、平面和倒角。外圆车刀一般有三种形状。

① 直头车刀。主偏角与副偏角基本对称，一般在45°左右，前角可在5°～30°之间选用，后角一般为6°～12°。

② 45°弯头车刀。主要用于车削不带台阶的光轴，它可以车外圆、端面和倒角，使用比较方便，刀头和刀尖部分强度高。

③ 75°强力车刀。主偏角为 75°，适用于粗车加工余量大、表面粗糙、有硬皮或形状不规则的零件，它能承受较大的冲击力，刀头强度高，耐用度高。

2.偏刀

偏刀的主偏角为 90°，用来车削工件的端面和台阶，有时也用来车外圆，特别是用来车削细长工件的外圆，可以避免把工件顶弯。偏刀分为左偏刀和右偏刀两种，常用的是右偏刀，它的刀刃向左。

3.切断刀和切槽刀

切断刀的刀头较长，其刀刃狭长，这是为了减少工件材料消耗和切断时能切到中心。因此，切断刀的刀头长度必须大于工件的半径。

切槽刀与切断刀基本相似，只不过其形状应与槽间一致。

4.扩孔刀

扩孔刀又称镗孔刀，用来加工内孔。它可以分为通孔刀和不通孔刀两种。通孔刀的主偏角小于90°，一般在45°～75°之间，副偏角为20°～45°，扩孔刀的后角应比外圆车刀稍大，一般为10°～20°。不通孔刀的主偏角应大于90°，刀尖在刀杆的最前端，为了使内孔底面车平，刀尖与刀杆外端距离应小于内孔的半径。

5.螺纹车刀

螺纹按牙形有三角形、方形和梯形等，相应使用三角形螺纹车刀、方形螺纹车刀和梯形螺纹车刀等。螺纹的种类很多，其中以三角形螺纹应用最广。采用三角形螺纹车刀车削公制螺纹时，其刀尖角必须为60°，前角取零度。

二、车刀组成及车刀角度

车刀是形状最简单的单刃刀具，其他各种复杂刀具都可以看做车刀的组合和演变，有关车刀角度的定义，均适用于其他刀具。

1.车刀的组成

车刀是由刀头（切削部分）和刀体（夹持部分）所组成的。车刀的切削部分是由三面、二刃、一尖所组成的，即一点二线三面（图2-2）。

① 前刀面 切削时，切屑流出所经过的表面。

② 主后刀面 切削时，与工件加工表面相对的表面。

③ 副后刀面 切削时，与工件已加工表面相对的表面。

④ 主切削刃 前刀面与主后刀面的交线。它可以是直线或曲线，担负着主要的切削工作。

⑤ 副切削刃 前刀面与副后刀面的交线。一般只担负少量的切削工作。

⑥ 刀尖 主切削刃与副切削刃的相交部分。为了强化刀尖，常磨成圆弧形或成一小段直线称过渡刃（图2-3）。

2.车刀角度

车刀的主要角度有前角γo、后角αo、主偏角κr、副偏角κ′r和刃倾角λs（图2-4）。

车刀的角度是在切削过程中形成的，它们对加工质量和生产率等起着重要作用。在切削时，与工件加工表面相切的假想平面称为切削平面，与切削平面相垂直的假想平面称为基面，另外还采用机械制图的假想剖面（主剖面），由这些假想的平面再与刀头上存在的三面二刃就可构成实际起作用的刀具角度（图2-5）。对车刀而言，基面呈水平面，并与车刀底面平行。切削平面、主剖面与基面是相互垂直的。

（1）前角γo

前角是指前刀面与基面之间的夹角，其表示前刀面的倾斜程度。前角可分为正、负、零，前刀面在基面之下则前角为正值，反之为负值，相重合为零。一般所说的前角是指正前角。图2-6为前角与后角的剖视图。

① 前角的作用：增大前角，可使刀刃锋利、切削力降低、切削温度低、刀具磨损小、表面加工质量高。但过大的前角会使刃口强度降低，容易造成刃口损坏。

② 选择原则：用硬质合金车刀加工钢件（塑性材料等），一般选择 γo=10°～20°；加工灰口铸铁（脆性材料等），一般选择 γo=5°～15°。精加工时，可取较大的前角，粗加工应取较小的前角。工件材料的强度和硬度大时，前角取较小值，有时甚至取负值。

（2）后角αo

后角是指主后刀面与切削平面之间的夹角，其表示主后刀面的倾斜程度。

① 后角的作用：减少主后刀面与工件之间的摩擦，并影响刃口的强度和锋利程度。

② 选择原则：一般后角可取αo=6°～8°。

（3）主偏角κr

主偏角是指主切削刃与进给方向在基面上投影间的夹角（图2-7）。

① 主偏角的作用：影响切削刃的工作长度（图2-8）、切深抗力、刀尖强度和散热条件。主偏角越小，则切削刃工作长度越长，散热条件越好，但切深抗力越大（图2-9）。

② 选择原则：车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种。工件粗大、刚性好时，可取较小值。车细长轴时，为了减少径向力而引起工件弯曲变形，宜选择较大值。

（4）副偏角κ′r

副偏角是指副切削刃与进给方向在基面上投影间的夹角（图2-7）。

① 副偏角的作用：影响已加工表面的表面粗糙度（图2-10），减小副偏角可使已加工表面光洁。

② 选择原则：一般选择κ′r=5°～15°，精车时可取5°～10°，粗车时取10°～15°。

（5）刃倾角λs

刃倾角是指主切削刃与基面间的夹角，刀尖为切削刃最高点时为正值，反之为负值。

① 刃倾角的作用：主要影响主切削刃的强度和控制切屑流出的方向。以刀杆底面为基准，当刀尖为主切削刃最高点时，λs为正值，切屑流向待加工表面，如图2-11（a）所示；当主切削刃与刀杆底面平行时，λs=0°，切屑沿着垂直于主切削刃的方向流出，如图 2-11（b）所示；当刀尖为主切削刃最低点时，λs 为负值，切屑流向已加工表面，如图2-11（c）所示。

② 选择原则：一般 λs在 0°～±5°之间选择。粗加工时，常取负值，虽切屑流向已加工表面，但保证了主切削刃的强度好。精加工常取正值，使切屑流向待加工表面，从而不会划伤已加工表面的质量。