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車刀的蕞佳角度

一、車刀切削部分的組成

車刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖組成。▲ 三面二刃一刀尖

1）前刀面 刀具上切屑流過的外表。

2）主后刀面 刀具上與工件上的加工外表相對著而且彼此作用的外表，稱為主后刀面。

3）副后刀面 刀具上與工件上的已加工外表相對著而且彼此作用的外表，稱為副后刀面。

4）主切削刃 刀具的前刀面與主后刀面的交線稱為主切削刃。

5）副切削刃 刀具的前刀面與副后刀面的交線稱為副切削刃。

6）刀尖 主切削刃與副切削刃的交點稱為刀尖。刀尖實踐是一小段曲線或直線，稱修圓刀尖和倒角刀尖。

二、測量車刀切削角度的輔佐平面

為了確定和測量車刀的幾許角度，需求選取三個輔佐平面作為基準，這三個輔佐平面是切削平面、基面和正交平面。

1）切削平面——切于主切削刃某一選定點并筆直于刀桿底平面的平面。

2）基面——過主切削刃的某一選定點并平行于刀桿底面的平面。

3）正交平面——筆直于切削平面又筆直于基面的平面。

可見這三個坐標平面彼此筆直，構成一個空間直角坐標系。

三、車刀的主要幾許角度及挑選

3.1前角(γ0 )挑選的準則

前角的巨細主要解決刀頭的鞏固性與鋒利性的矛盾。因而首要要根據加工資料的硬度來挑選前角。加工資料的硬度高，前角取小值，反之取大值。其次要根據加工性質來考慮前角的巨細，粗加工時前角要取小值，精加工時前角應取大值。前角一般在-5°～25°之間選取。

一般，制造車刀時并沒有預先制出前角（γ0），而是靠在車刀上刃磨出排屑槽來取得前角的。排屑槽也叫斷屑槽，它的作用大了去了折斷切屑，不發生纏繞； 操控切屑的流出方向，保持已加工外表的精度；降低切削抗力，延常刀具壽命。

3.2 后角(α0 )挑選的準則

首要考慮加工性質。精加工時，后角取大值，粗加工時，后角取小值。其次考慮加工資料的硬度，加工資料硬度高，主后角取小值，以增強刀頭的鞏固性；反之，后角應取小值。后角不能為零度或負值，一般在6°～12°之間選取。

3.3 主偏角(Kr )的選用準則

首要考慮車床、夾具和刀具組成的車削 工藝系統的剛性，如系統剛性好，主偏角應取小值，這樣有利于進步車刀使用壽命、改進散熱條件及外表粗造度。其次要考慮加工工件的幾許形狀，當加工臺階時，主偏角應取90°，加工中心切入的工件，主偏角一般取60°。主偏角一般在30°～90°之間，常用的是45°、75 °、90°。

3.4 副偏角(Kr′)的挑選準則

首要考慮車刀、工件和夾具有滿足的剛性，才能減小副偏角；反之，應取大值；其次，考慮加工性質，精加工時，副偏角可取10°～15°，粗加工時，副偏角可取5°左右。

3.5 刃傾角(λS)的挑選準則

主要看加工性質，粗加工時，工件對車刀沖擊大， 取λS ≤ 0°，精加工時，工件對車刀沖擊力小， 取λS≥0°；一般取λS=0°。刃傾角一般在-10°～5°之間選取。

硬質合金刀具跟著數控機床和加工中心等設備運用日漸遍及，在航空航天、汽車、高速列車、風電、電子、能源、模具等裝備制造業的開展推進下，切削加工已邁入了一個以高速、和環保為標志的高速加工開展的新時期—現代切削技能階段。

高速切削、干切削和硬切削作為當前切削技能的重要開展趨向，其重要地位和人物日益凸顯。對這些先進切削技能的運用，不僅令加工功率成倍進步，亦著實推進了產品開發和工藝立異的進程。例如，精細模具硬質資料的型腔，選用高轉速、小進給量和小吃深加工，既可取得很高的表面質量，又能夠省卻磨削、EDM和手藝拋光或削減相應工序的時間，然后縮短生產工藝流程，進步生產率。

曩昔一些企業制造復雜模具時，基本上都需要3~4個月才能交付運用，而現在選用高速切削加工後，半個月便可完成。據調查，一般的工模具，有60%的機加工量可用高速加工工藝來完成。

高速加工時，不光要求硬質合金刀具可靠性高、切削性能好、能穩定地斷屑和卷屑、還要能達成，并能完成快換或自動替換等。因此，對硬質合金刀具材資料、刀具結構、以及刀具的裝夾都提出了更高要求。

對硬質合金刀具資料的要求：

高速加工對硬質合金刀具杰出的要求是，既要有高的硬度和高溫硬度，又要有足夠的斷裂耐性。為此，須選用細晶粒硬質合金、涂層硬質合金、陶瓷、聚晶金剛石(PCD)和聚晶立方氮化硼(PCBN)等刀具資料—它們各有特點，適應的工件資料和切削速度范圍也都不同。例如，高速加工鋁、鎂、銅等有色金屬件，首要選用PCD和CVD金剛石膜涂層刀具。高速加工鑄件、淬硬鋼(50~67HRC)和冷硬鑄鐵首要用淘瓷刀具和PCBN刀具。

1.硬質合金刀具材已邁入細晶粒超細晶粒階段

涂層硬質合金刀具(如TiN、TiC、TiCN、TiAlN等)雖其加工工件資料范圍廣，但抗癢化溫度一般不高，所以通常只宜在400-500m/min的切削速度范圍內加工鋼鐵件。對於Inconel718高溫鎳基合金可運用陶瓷和PCBN刀具。據報道，加拿大學者用SiC晶須增韌陶瓷銑削Inconel718合金，推薦蕞佳的切削條件為：切削速度700m/min，吃深為1-2mm，每齒進給量為0.1-0.18mm/z。

目前，硬質合金已進入細晶粒(1-0.5μm)和超細晶粒(<0.5μm)的開展階段，曩昔細晶粒多用於K類(WC Co)硬質合金，近幾年來P類(WC TiC Co)和M類(WC TiC TaC或NbC Co)硬質合金也向晶粒細化方向開展。

以往，為進步硬質合金的耐性，通常是添加鈷(Co)的含量，由此帶來的硬度下降如今可以經過細化晶粒得到補償，并使硬質合金的抗彎強度進步到4.3GPa，已達到并超越普通高速鋼(HSS)的抗彎強度，改變了人們普遍認為P類硬質合金適於切鋼、而K類硬質合金只適於加工鑄鐵和鋁等有色金屬的選材格式。

選用WC基的超細晶粒K類硬質合金，相同可加工各種鋼料。細晶粒硬質合金的另一個優點是硬質合金刀具刃口尖利，特別適於高速切削粘而韌的工件資料。以日本不二越公司開發的AQUA麻花鉆為例，其用細晶粒硬質合金制造，并涂覆耐熱、耐沖突的潤滑涂層，在高速濕式加工結構鋼和合金鋼(SCM)時，切削速度200m/min，進給速度1600mm/min，加工功率進步了2.5倍，刀具壽數進步2倍；干式鉆孔時，切削速度150m/min，進給速度1200mm/min。

2.涂層提升到開發厚膜、復合和多元涂層的新階段

現如今，涂層已進入到開發厚膜、復合和多元涂層的新階段，新開發的TiCN、TiAlN多元超薄、超多層涂層(有的超薄膜涂層數可多達2000層，每層厚約1nm)與TiC、TiN、Al2O3等涂層的復合，加上新式抗塑性變形的基體，在改進涂層的耐性、涂層與基體的結合強度、進步涂層的耐磨性方面有了重大進展，進步了硬質合金刀具材的性能。

硬質合金材涂層刀具已成為現代切削硬質合金刀具的標志，在刀具中的運用份額達到60%。涂層硬質合金刀具的產品現已出現品牌化、多樣化和通用化的趨向。例如，德國施耐爾(Schnell)公司用納米技能推出的一種超長壽數LL涂層立銑刀，用其加工零件硬度超越70HRC淬硬模具鋼材時，硬質合金刀具材壽數可延長2-3倍。

特別值得強調的是，近幾年開展起來的在硬質合金表面涂覆金剛石的技能，使硬質合金刀具不僅在黑色金屬范疇，并且在有色金屬范疇中的切削功率取得了進步。由此可知，硬質合金今後仍將是制造高速加工刀具的首要基體資料。

一、鉆孔與擴孔

1. 鉆孔

鉆孔是在實心資料上加工孔的地一道工序，鉆孔直徑一般小于 80mm 。鉆孔加工有兩種辦法：一種是鉆頭旋轉；另一種是工件旋轉。上述兩種鉆孔辦法發作的差錯是不相同的，在鉆頭旋轉的鉆孔辦法中，因為切削刃不對稱和鉆頭剛性不足而使鉆頭引偏時，被加工孔的中心線會發作偏斜或不直，但孔徑根本不變；而在工件旋轉的鉆孔辦法中則相反，鉆頭引偏會引起孔徑改變，而孔中心線仍然是直的。

常用的鉆孔刀具有：麻花鉆、中心鉆、深孔鉆等，其中常用的是麻花鉆，其直徑規格為 Φ0.1-80mm。

因為構造上的約束，鉆頭的曲折剛度和扭轉剛度均較低，加之定心性不好，鉆孔加工的精度較低，一般只能到達 IT13～IT11；外表粗糙度也較大，

Ra

一般為 50~12.5μm；但鉆孔的金屬切除率大，切削功率高。鉆孔首要用于加工質量要求不高的孔，例如螺栓孔、螺紋底孔、油孔等。對于加工精度和外表質量要求較高的孔，則應在后續加工中經過擴孔、鉸孔、鏜孔或磨孔來到達。

2. 擴孔

擴孔是用擴孔鉆對已經鉆出、鑄出或鍛出的孔作進一步加工，以擴大孔徑并進步孔的加工質量，擴孔加工既能夠作為精加工孔前的預加工，也能夠作為要求不高的孔的終究加工。擴孔鉆與麻花鉆類似，但刀齒數較多，沒有橫刃。

與鉆孔比較，擴孔具有下列特色：（1）擴孔鉆齒數多（3~8個齒）、導向性好，切削比較穩定；（2）擴孔鉆沒有橫刃，切削條件好；（3）加工余量較小，容屑槽能夠做得淺些，鉆芯能夠做得粗些，刀體強度和剛性較好。擴孔加工的精度一般為

IT11~IT10

級，外表粗糙度Ra為12.5~6.3μm。擴孔常用于加工直徑小于

的孔。在鉆直徑較大的孔時（D ≥30mm ），常先用小鉆頭（直徑為孔徑的 0.5~0.7 倍）預鉆孔，然后再用相應尺度的擴孔鉆擴孔，這樣能夠進步孔的加工質量和出產功率。

擴孔除了能夠加工圓柱孔之外，還能夠用各種特殊形狀的擴孔鉆（亦稱锪鉆）來加工各種沉頭座孔和锪平端面示。锪鉆的前端常帶有導向柱，用已加工孔導向。

二、鉸孔

鉸孔是孔的精加工辦法之一，在出產中運用很廣。對于較小的孔，相對于內圓磨削及精鏜而言，鉸孔是一種較為經濟實用的加工辦法。

1. 鉸刀

鉸刀一般分為手用鉸刀及機用鉸刀兩種。手用鉸刀柄部為直柄，作業部分較長，導向作用較好，手用鉸刀有整體式和外徑可調整式兩種結構。機用鉸刀有帶柄的和套式的兩種結構。鉸刀不僅可加工圓形孔，也可用錐度鉸刀加工錐孔。

2. 鉸孔工藝及其運用

鉸孔余量對鉸孔質量的影響很大，余量太大，鉸刀的負荷大，切削刃很快被磨鈍，不易取得光潔的加工外表，尺度公役也不易確保；余量太小，不能去掉上工序留下的刀痕，天然也就沒有改進孔加工質量的作用。一般粗鉸余量取為0.35~0.15mm，精鉸取為

01.5~0.05mm。

為防止發作積屑瘤，鉸孔一般選用較低的切削速度（高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時，v ＜8m/min）進行加工。進給量的取值與被加工孔徑有關，孔徑越大，進給量取值越大，高速鋼鉸刀加工鋼和鑄鐵時進給量常取為

0.3~1mm/r。

鉸孔時必須用恰當的切削液進行冷卻、光滑和清洗，以防止發作積屑瘤并及時鏟除切屑。與磨孔和鏜孔比較，鉸孔出產率高，容易確保孔的精度；但鉸孔不能校對孔軸線的方位差錯，孔的方位精度應由前工序確保。鉸孔不宜加工階梯孔和盲孔。

鉸孔尺度精度一般為 IT9～IT7級，外表粗糙度Ra一般為

3.2~0.8

μm。對于中等尺度、精度要求較高的孔（例如IT7級精度孔），鉆—擴—鉸工藝是出產中常用的典型加工計劃。

三、鏜孔

鏜孔是在預制孔上用切削刀具使之擴大的一種加工辦法，鏜孔作業既能夠在鏜床上進行，也能夠在車床上進行。

1. 鏜孔辦法

鏜孔有三種不同的加工辦法。

（1）工件旋轉，刀具作進給運動 在車床上鏜孔大都屬于這種鏜孔辦法。工藝特色是：加工后孔的軸心線與工件的反轉軸線一致，孔的圓度首要取決于機床主軸的反轉精度，孔的軸向幾許形狀差錯首要取決于刀具進給方向相對于工件反轉軸線的方位精度。這種鏜孔辦法適于加工與外圓外表有同軸度要求的孔。

（2）刀具旋轉，工件作進給運動 鏜床主軸帶動鏜刀旋轉，作業臺帶動工件作進給運動。

（3）刀具旋轉并作進給運動 選用這種鏜孔辦法鏜孔，鏜桿的懸伸長度是改變的，鏜桿的受力 變形也是改變的，靠近主軸箱處的孔徑大，遠離主軸箱處的孔徑小，構成錐孔。此外，鏜桿懸伸長度增大，主軸因自重引起的曲折變形也增大，被加工孔軸線將發作相應的曲折。這種鏜孔辦法只適于加工較短的孔。

2. 金剛鏜

與一般鏜孔比較，金剛鏜的特色是背吃刀量小，進給量小，切削速度高，它能夠取得很高的加工精度（IT7～IT6）和很光潔的外表（Ra為

0.4~0.05

μm）。金剛鏜初用金剛石鏜刀加工，現在普遍選用硬質合金、CBN和人造金剛石刀具加工。首要用于加工有色金屬工件，也可用于加工鑄鐵件和鋼件。

金剛鏜常用的切削用量為：背吃刀量預鏜為 0.2~0.6mm，終鏜為0.1mm ；進給量為

0.01~0.14mm/r

；切削速度加工鑄鐵時為100~250m/min ，加工鋼時為150~300m/min ，加工有色金屬時為

300~2000m/min。

為了確保金剛鏜能到達較高的加工精度和外表質量，所用機床（金剛鏜床）須具有較高的幾許精度和剛度，機床主軸支承常用精細的角觸摸球軸承或靜壓滑動軸承，高速旋轉零件須經經確平衡；此外，進給機構的運動必須十分平穩，確保作業臺能做平穩低速進給運動。

金剛鏜的加工質量好，出產功率高，在大批大量出產中被廣泛用于精細孔的終究加工，如發動機氣缸孔、活塞銷孔、機床主軸箱上的主軸孔等。但須引起留意的是：用金剛鏜加工黑色金屬制品時，只能運用硬質合金和CBN制造的鏜刀，不能運用金剛石制造的鏜刀，因金剛石中的碳原子與鐵族元素的親和力大，刀具壽數低。

3. 鏜刀

鏜刀可分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。