車刀材料的選擇

車刀材料的選擇

刀桿兩部分組成，刀桿一般是用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成。由于刀頭擔(dān)任切削作業(yè)，因此刀頭資料有必要具有下列根本功能：

      1）冷硬性。車刀在常溫時具有較高的硬度，即車刀的耐磨性。

      2）紅硬性。車刀在高溫下保持切削所需的硬度，該溫度的蕞高值稱為"紅熱硬度"。

      3）耐性。車刀切削部分接受轟動和沖擊負(fù)荷所具有的強度和硬度。

      車刀資料的以上三種功能是彼此聯(lián)絡(luò)、彼此制約的，在具體選用時，要根據(jù)工件資料的功能和切削要求分析選用，同時還要結(jié)合車刀資料在價格、工藝功能方面加以考慮，以便于以較低的本錢加工、刃磨和焊接制作車刀。

      目前用來作車刀切削部分的資料主要有高速鋼、硬質(zhì)合金和非金屬資料，碳素東西鋼、合金東西鋼多用作鉆頭、絲錐等東西，用作車刀的較少。現(xiàn)別離介紹作車刀刀頭的兩種主要資料：高速鋼及硬質(zhì)合金。

一、高速鋼

      高速鋼是一種含鎢、鉻、釩較多的合金鋼，又叫鋒鋼、風(fēng)鋼或白鋼。常用的有Wl8Cr4V及W9Cr4V2兩種牌號。其間用得多的是Wl8Cr4V高速鋼。它們的化學(xué)成分如表4-2所示。

      高速鋼資料分為帶黑皮的高速鋼和表面磨光的高速鋼兩種。前者是未經(jīng)熱處理的高速鋼，后者是經(jīng)熱處理的高速鋼。高速鋼硬度較高，具有必定的紅熱硬性，耐性和加工功能均較好。高速鋼車刀制作簡略，刃磨方便，容易磨得鋒利。由于高速鋼耐性好，常用于加工一些沖擊性較大、形狀不規(guī)則的零件，它也常用于制作精車刀，但因紅硬性不如硬質(zhì)合金，故不宜用于高速切削。

二、硬質(zhì)合金

      硬質(zhì)合金是由難熔資料的碳化鎢、碳化鐵和鈷的粉末在高壓下成形，經(jīng)l350～1560"（2高溫?zé)Y(jié)而成的資料，具有極高的硬度，僅次于陶瓷和金剛石。硬質(zhì)合金的紅硬性很好，在1000℃左右仍能保持杰出切削功能；具有較高的運用強度，其抗彎強度可高達(dá)1000--1700MPa，但脆性大、耐性差、怕震，以上這些缺點可通過刃磨合理的角度加以克服，因此，硬質(zhì)合金現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用。

怎樣磨好車刀

在切削過程中，由于車刀的前刀面和后刀面處于劇烈的沖突和切削熱的效果之中，會使車刀切削刃口變鈍而失去切削才能，只要經(jīng)過磨才能康復(fù)切削刃口的尖利和正確的車刀視點。因此，車工不只要懂得切削原理合理地挑選車刀視點的有關(guān)常識，還必須熟練地掌握車刀的刃磨技能。下面就由小編來問大家介紹下車刀刃磨的一些經(jīng)驗吧！

老外磨車刀

一、車刀的組成

車刀由刀頭和刀體兩部分組成。刀頭用于切削，刀體用于裝置。刀頭一般由三面，兩刃、一尖組成。

前刀面     是切屑流經(jīng)過的外表。  

主后刀面   是與工件切削外表相對的外表。 

副后刀面   是與工件已加工外表相對的外表。  

主切削刃   是前刀面與主后刀面的交線，背負(fù)主要的切削作業(yè)。  

副切削刃   是前刀面與副后刀面的交線，背負(fù)少數(shù)切削作業(yè)，起一定修光效果

刀尖      是主切削刃與副切削刃的相交部分，一般為一小段過渡圓弧。

二、車刀的方式結(jié)構(gòu)

常用的車刀結(jié)構(gòu)方式有以下兩種：

（1）全體車刀

刀頭的切削部分是靠刃磨得到的，全體車刀的資料多用高速鋼制成，一般用于低速切削。

（2）焊接車刀

將硬質(zhì)合金刀片焊在刀頭部位，不同品種的車刀可使用不同形狀的刀片。焊接的硬質(zhì)合金車刀，可用于高速切削。

三、車刀的主要視點及效果

車刀的主要視點有前角（γ0）、后角（α0）、主偏角（Kr）、副偏角（Kr’）和刃傾角（λs）。 為了確定車刀的視點，要建立三個坐標(biāo)平面：切削平面、基面和主剖面。對車削而言，假如不考慮車刀裝置和切削運動的影響，切削平面可以認(rèn)為是鉛垂面；基面是水平面；當(dāng)主切削刃水平時，垂直于主切削刃所作的剖面為主剖面。

（1）前角γ0在主剖面中丈量，是前刀面與基面之間的夾角。其效果是使刀刃尖利，便于切削。但前角不能太大，否則會削弱刀刃的強度，硬質(zhì)合金刀具價格，簡單磨損乃至崩壞。加工塑性資料時，前角可選大些，如用硬質(zhì)合金車刀切削鋼件可取γ0=10～20，加工脆性資料，車刀的前角γ0應(yīng)比粗加工大，以利于刀刃尖利，工件的粗糙度小。

（2）后角α0在主剖面中丈量，是主后邊與切削平面之間的夾角。其效果是減小車削時主后邊與工件的沖突，一般取α0=6～12°，粗車時取小值，精車時取大值。

（3）主偏角Kr在基面中丈量，它是主切削刃在基面的投影與進給方向的夾角。其效果是：

1）可改變主切削刃參與切削的長度，影響刀具壽命。

2）影響徑向切削力的大小。

小的主偏角可增加主切削刃參與切削的長度，因而散熱較好，對延伸刀具使用壽命有利。但在加工細(xì)長軸時，工件剛度不足，小的主偏角會使刀具效果在工件上的徑向力增大，易產(chǎn)生曲折和振動，因此，主偏角應(yīng)選大些。

車刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等幾種，其中45°多。

（4）副偏角Kr’在基面中丈量，是副切削刃在基面上的投影與進給反方向的夾角。其主要效果是減小副切削刃與已加工外表之間的沖突，以改善已加工外表的精糙度。

在切削深度ap、進給量f、主偏角Kr持平的條件下，減小副偏角Kr’，可減小車削后的殘留面積，從而減小外表粗糙度，一般選取Kr′=5～15°。

（5）刃傾角入λs在切削平面中丈量，是主切削刃與基面的夾角。其效果主要是控制切屑的流動方向。主切削刃與基面平行，λs=0;刀尖處于主切削刃的蕞低點，λs為負(fù)值，刀尖強度增大，切屑流向已加工外表，用于粗加工；刀尖處于主切削刃的蕞高點，λs為正值，刀尖強度削弱，切屑流向待加工外表，用于精加工。車刀刃傾角λs，一般在-5- 5°之間選取。

四、車刀的刃磨

車刀用鈍后，必須刃磨，以便康復(fù)它的合理形狀和視點。車刀一般在砂輪機上刃磨。磨高速鋼車刀用白色氧化鋁砂輪，磨硬質(zhì)合金車刀用綠色碳化硅砂輪。

車刀重磨時，往往依據(jù)車刀的磨損狀況，磨削有關(guān)的刀面即可。車刀刃磨的一般順序是：磨后刀面→磨副后刀面→磨前刀面→磨刀尖圓弧。車刀刃磨后，還應(yīng)用油石細(xì)磨各個刀面。這樣，硬質(zhì)合金刀具優(yōu)點，可有效地進步車刀的使用壽命和減小工件外表的粗糙度。

車刀刃磨的過程如下：

磨主后刀面，一起磨出主偏角及主后角，如圖(a)所示；

磨副后刀面，一起磨出副偏角及副后角， 如上圖(b)所示；

磨前面，一起磨出前角， 如上圖(c)所示；

修磨各刀面及刀尖， 如上圖(d)所示。

刃磨車刀的姿勢及方法是：

人站立在砂輪機的旁邊面，以防砂輪碎裂時，碎片飛出傷人；

兩手握刀的間隔放開，常州硬質(zhì)合金刀具，兩肘夾緊腰部，以減小磨刀時的顫動；

磨主、副后刀面時，車刀要放在砂輪的水平中心，刀尖略向上翹約3°~8°，車刀接觸砂輪后應(yīng)作左右方向水平移動。當(dāng)車刀離開砂輪時，車刀需向上抬起，以防磨好的刀刃被砂輪碰傷；

磨后刀面時，刀桿尾部向左偏過一個主偏角的視點；磨副后刀面時，刀桿尾部向右偏過一個副偏角的視點；

修磨刀尖圓弧時，通常以左手握車刀前端為支點，用右手滾動車刀的尾部。

刃磨車刀時要注意以下事項：

（1）刃磨時，兩手握穩(wěn)車刀，刀桿靠于支架，使受靡面輕貼砂輪。切勿用力過猛，防止擠碎砂輪，形成事端。

（2）應(yīng)將刃磨的車刀在砂輪圓周面上左右移動，使砂輪磨耗均勻，不出溝槽。防止在砂輪兩旁邊面用力粗磨車刀，以致砂輪受力偏擺，跳動，涂層硬質(zhì)合金刀具，乃至破碎。

（3）刀頭磨熱時，即應(yīng)沾水冷卻，防止刀頭因溫升過高而退火軟化。磨硬質(zhì)合金車刀時，刀頭不應(yīng)沾水，防止刀片沾水急冷而產(chǎn)生裂紋。

（4）不要站在砂輪的正面刃磨車刀，以防砂輪破碎時使操作者受傷。

五、常用的車刀品種和用處

車刀按用處可分外圓車刀，端面車刀，堵截刀，鏜孔刀，成形車刀和紋車刀等。

常用的車刀的品種

（a）90°車刀（偏刀）

（b）45°車刀(彎頭車刀)

（c）堵截刀

（d）鏜孔刀

（e）成形車刀

（f）螺紋車刀

（g）硬質(zhì)合金不重磨車刀

“木匠刀具涂層技能研討”

化學(xué)氣相堆積法（CVD)和物理氣相堆積法 (PVD)將較硬的資料涂到硬質(zhì)合金、髙速剛刀具外表，提髙刀具耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性等性能已在金屬

切削刀具中得到了充分的證實?，F(xiàn)在在發(fā)達(dá)國家，涂層高速剛刀具的使用率已占金屬切削髙速剛刀具的50p%，涂層硬度合金刀片已占硬質(zhì)合金

轉(zhuǎn)位刀片的60p%。我國從八十年代初開端研 究涂層技能，八十年代中期涂層逐漸在工業(yè)生產(chǎn)中得到了使用，并開端從工業(yè)發(fā)達(dá)國家引入先進的涂層設(shè)備和技能。

1.涂層高速鋼

由于CVD是一種高溫工藝，高速剛刀具經(jīng)涂層后需求從頭熱處理，這樣就會發(fā)作變形，降低刀具的精度。因此.高速鋼涂層常選用PVD涂層。

PVD法的堆積溫度低于髙速鋼回火溫度，可使預(yù)先經(jīng)熱處理的髙速剛刀具機械性能不受影響，還可防止刀具變形。高速剛刀具選用的PVD涂層辦法

包括多弧離子涂、空心陰極離子涂和陰極等離子涂技能。

髙速剛刀具常用涂層資料有TiN和TiC，實際使用證實TiN涂層性能較為明顯，而TiC是金屬成型東西、螺紋滾壓成型模具等作業(yè)外表的理想涂層。除此之外，還在研討開發(fā)TiCN、CrCN涂層材

料及TiC-TiCN、Ti-TiC-TiN等復(fù)合涂層。我國開

發(fā)研討的（Ti，Ai)N新型涂層資料，其硬度和耐磨 性均高于TiN涂層，由于（Ti，Ai)N與基體之間有一過渡層（a —Ti FeTD，因此使涂層與基體之間具有較強的結(jié)合強度，提髙了涂層的耐磨性。

髙速剛刀具涂層目的是提髙刀具耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性。但TiN和TiC化學(xué)穩(wěn)定性并不令人滿意，TiC涂層在300400C時就開端氧化，TiN涂層在450 C以上時也開端氧化。

2.涂層硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金是由硬度和熔點都很髙的碳化物和金屬粘結(jié)劑組成，用粉末冶金工藝制成的。硬質(zhì)合 金的硬度很高，可達(dá)HRC7482，耐磨性也較好，

特別是耐熱性，它所答應(yīng)的作業(yè)溫度可達(dá)800‰1000C。因此，硬質(zhì)合金涂層既可選用CVD技能，也可選用PVD技能。等離子輔佐化學(xué)氣相堆積

(PCVD)利用CVD和PVD的利益，成功地用于硬質(zhì)合金涂層。由于涂層溫度（450650 C)低，在硬

質(zhì)合金基體與涂層資料之間不會發(fā)作分散、相變或 交流反響，因此基本上堅持了刀片原有的韌性，具有良好的切削性能。此外，硬質(zhì)合金刀具還可以采 用CVD和PVD聯(lián)合涂層辦法：經(jīng)CVD涂層后又

進行PVD涂層。其間CVD涂層資料為TiC和TiN，主要目的是提髙刀片刃口的尖利性。

3.涂層木匠刀具

近來研討標(biāo)明TiN涂層高速剛刀具在切削山毛櫸、棟木、云杉和翠柏時，刀具耐磨性都有不同程 度的提高。但是，關(guān)于硬質(zhì)合金刀具而言，涂層后的

耐磨性，其成果比較復(fù)雜。在用TiN涂層硬質(zhì)合金鋸齒時，鋸齒的耐磨性僅有輕微的改進。用A12Os- TiC復(fù)合涂層（CVD法）時，也只有輕微的提髙（涂在鋸齒的前刀面，切削柏樹）。另一研討發(fā)現(xiàn)，在銑

削刨花板時，TiN涂層硬質(zhì)合金刀具（CVD法）的耐磨性改進甚微；TiN涂層鋸齒前刀面，耐磨性有

些改進。以上研討顯示?木匠刀具耐磨性和涂層的 關(guān)系并不能闡明涂層的真實價值。

在用PVD法涂層木匠刀具進行切削試驗時，發(fā)現(xiàn)T!N涂層的碳化鎢硬質(zhì)合金鋸片（涂覆前齒面）鋸切硬質(zhì)纖維板時，鋸齒磨損量降低了，但鋸切

刨花板、膠合板時，卻沒有明顯的優(yōu)越性。

硬質(zhì)合金刀具通過涂層后，耐磨性之所以改進不明顯，是因為刀具刃口鄰近的涂層資料過早地脫落。CVD法涂層溫度較髙，導(dǎo)致在基體和涂層之間

構(gòu)成脆性的粘結(jié)相。在涂層剩余應(yīng)力及切削熱、切削力作用下，刃口上的涂層很快地脫落。和CVD法相比，PVD法涂層溫度低得多。因此，PVD法涂層的刀具，可獲得較好涂層結(jié)構(gòu)和髙的涂層硬度，刀具刃口尖利度也改進了。此外，PVD法涂層刀具有較好抗龜裂的能力。

九十年代中期，研討人員在用PVD法涂層木匠刀具方面進行了一些研討，從硬質(zhì)合金碳化物尺寸、粘結(jié)劑含量和涂層資料等方面進行研討。碳化

物顆粒尺寸分別為0.8pm，1.7;im和1.7fxm，對應(yīng)的鈷含量分別為3%，4%，6%和10%。涂層資料為TiN，TiN-TiCN-TiN和TiAlN2，對應(yīng)的涂層厚度為3. 5/xm，5.5pm和3/im。涂在刀具的前刀面上。試驗成果標(biāo)明三種涂層資料均出現(xiàn)涂層剝落，

但TiN和TKN、CN)要比TiAlN2小得多，并且細(xì)顆粒和低含鈷量的刀具，耐磨性提髙了10%至30%。但關(guān)于含鈷量髙的刀具，涂層反而降低了耐磨性。研討還指出涂層粘結(jié)強度是涂層脫落的致命因素。

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