车刀的选择与使用
作者：苏伟 张倩
来源：《科技创新导报》 2013年第24期
    苏伟  张倩
    （山东塔高矿业机械装备制造有限公司  山东泰安  271411）
    摘 要:在金属的车削加工过程中，车床是形成切削运动和提供切削动力的来源。刀具则是直接改变毛胚的形状，使其达到符合图纸要求的效果。刀具的性能直接影响着产品质量和生产效率。车刀材质、几何形状、和角度是影响车刀性能的主要原因。此外，切削用量和刃磨技术也是影响车刀切削状态的重要因素，故需合理的选择。该文以常用刀具为例，从刀具的材质、刀具的几何角度、和刀具的安装、使用三个方面论述车刀的选择和使用方法。
    关键词:车刀材料  车刀几何角度  车刀安装使用
    中图分类号：TP2    文献标识码：A        文章编号：1674-098X(2013)08(c)-0020-01
    “三分手艺，七分刀”。这句俗语很形象的说明了，在车床加工中，最重要的部分是刀具。随着社会的进步，科技的发展，从普通车床向精密数控加工中心的过渡、越来越多的原材料种类、越来越高的工件性能要求、热处理和激光熔覆使原材料的硬度翻倍增加。在机床加工过程中，对刀具的要求越来越高。
    在数控机床和普通车床的使用、刀具的选择和安装中，碰见过很多的问题。在翻阅书籍和请问老师傅后，获得了很多经验，在这里写出来。与大家共同学习，共同探讨，共同进步。
    1 车刀材料的选择
    车刀的使用寿命和生产效率取决于车刀材料的切削性能。车刀由刀头和刀杆两部分组成，刀杆一般由碳素结构钢制成。由于刀头担任切削工作，受切削力和切削热的影响，因此，刀头必须有以下基本性能。
    1.1 冷硬性
    车刀在常温时具有较高的硬度，即车刀要耐磨。
    1.2 红硬性
75寸的电视机
    车刀在高温时保持切削所需的硬度，该温度最高值称为“红热硬度”。
    1.3 韧性
赵擎    车刀为切削部分，承受机床和工件的震动冲击负荷所具有的强度硬度。
    以上三种车刀的性能，相互联系，相互制约。在具体的选用时，要根据工件材料的性能和切削要求分析选用。同时还要结合车刀材料在价格、工艺性能方面加以考虑，以便于较低成本加工、刃磨、和焊接制造刀具。
    本单位使用的刀具有两类。一类是白钢条，即高速钢。一类是刀头，即硬质合金钢。这两类即代表了车刀刀头的主要材料。
    (1)高速钢是一种含钨、钒、洛较多的合金钢。常用的有W18CR4V及W9CR4V2两种牌号。高速钢硬度较高，韧性和加工性能较好。容易磨得很锋利。但不利于高速切削。所以本单位在加工一些特殊工件时才会使用。
    (2)硬质合金由难熔的碳化钨、碳化铁和钴粉末在高压下成型，经1350～1560°高温烧结而成的材料，具有极高的硬度，仅次陶瓷和金刚石。硬质合金红硬性很好，在1000°的高温下仍具有较高的使用硬度，其抗弯硬度可高达1000～1700MPA。但脆性大，韧性差，怕震。根据其制造合金元素不同可分为四类。钨钴合金（代号YG）、钨钛钻合金（代号YT）、钨钴钛合金（代号YW）、钨钴铌合金（代号YA）。
    鉴于本单位常用的毛胚材料为30CrMnTi、40Cr、27SiMn类塑性材料，热处理后硬度能达到HRC35-45(HB240-300)，所以最常选择的刀具是硬质合金中的钨、钛、钻合金，即YT型。本单位常用的YT15、YT30即属于钨钛钻合金。由碳化钨、碳化钛，和元素钻组成。代号YT，常用牌号有YT5，YT14，YT15，YT30。钨钛钻合金的冷硬性和红硬性较高，在高温条件下，比钨钴合金耐热、耐磨、抗粘性大、易于加工钢料及其他韧性金属材料。此类刀头完全能适应本单位销轴类工件的加工需要，且经济合理。
    2 车刀几何角度的选择
    刀头是车刀的切削部分它分为前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、和刀尖组成。简称“三面两刃一尖”。车刀的切削角度有7项,即前角、后角、主偏角、副偏角、刀尖角、刃倾角、和副后角。
    本单位主要以加工液压支架管件、销轴等工件为主，因此外圆刀主要是以主偏角45°、75°、90°。
    在日常加工过程中选用粗车刀应遵循以下几点要求：
    （1）为了减少切削力，应当将刀具刃磨锋利，在这种情况下，前角、后角可小些，以增加强度，前角主要是以15～25°，后角主要是5～10°，角度越小刀刃越锋利；
    （2）主偏角不宜太小，如果工件允许的情况下，最好取75～90°左右，这时刀具能承受较大的切削力，并且有利于刀刃散热；
    （3）主刀刃上应磨出负倒角，以增加刀刃的强度；
    （4）刃倾角主要是是根据工件材质及加工类型调整，一般情况下，采用-5～-10°。
    3 车刀的安装和使用
袁立的前夫    车刀在机床的使用位置安装的是否正确，对切削断销是否顺利，工件表面光洁度是否符合图纸要求，有很大的关系。如果没有正确的安装刀具，就不能发挥应有的作用。
    3.1 车刀安装高低对切削的影响
高尔夫知识    车刀刀尖应安装的与工件中心线（卡盘、主轴箱中心线）一致，才能发挥作用。对于新机床，可用钢尺直接测量标准中心高安装即可。对于老旧的机床，可利用顶尖、工件中心孔正安装。
    刀尖高于工件中心线时，车刀切入材料困难易伤刀杆。安装刀尖低于工件中心线时，刀尖受力不均，易伤刀头。
    3.2 车刀安装偏斜对切削的影响
    车削时，一般车刀安装总是与中心线垂直。这样主偏角和副偏角不会改变。
    以车床主轴正转，刀具为正偏刀为例，刀头向左偏时，主偏角增大，副偏角减小。刀尖受切削力和切削热最大，易崩碎。刀头向右偏时，主偏角减小，副偏角增大。从而极易造成工件末尾易形成斜面、钝角，不符合图纸设计要求。
把我的悲伤留给自己 原唱    由于学识能力有限，并且车刀所涉及的方面还有很多，本文主要就以车刀材质，几何角度，和车刀安装三个方面，来简述日常车刀的选择和使用方法。如有不足之处还望斧正。
    参考文献
    [1]危卫华,徐九华,傅玉灿,等.置氢钛合金TC4的切削加工性研究[J].南京航空航天大学学报,2009(5).
    [2]马海涛，尤文，贾文超.一种基于重块平衡原理的砂轮动平衡系统建模方法[J].长春工业大学学报（自然科学版）,2006(3):21-23.
    [3]杨振朝,张定华,姚倡锋,等.TC4钛合金高速铣削参数对表面完整性影响研究[J].西北工业大学学报,2009(4).
    [4]邓敏,潘应君,尹作鹏.高速钢表面PN+PVD复合处理工艺和性能研究[J].武汉科技大学学报,2009(2).
    [5]龙震海,王西彬,刘志兵.(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具高速铣削30CrNi4MoV钢时的磨损机理[J].北京理工大学学报,2004(11).
    [6]许鸿昊,左敦稳,朱笑笑,等.拉伸高速铣削对TC4钛合金疲劳性能的影响[J].南京航空航天大学学报,2008(2).
黄灿灿身高    [7]曹克伟,李佳,徐燕申,等.钛合金材料的数控加工方法[J].组合机床与自动化加工技术,2005(4).