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车刀

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​车刀是应用最广的一种单刃刀具,也是学习、分析各类刀具的基础。车刀用于各种车床上,加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。 车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛,在车刀中所占比例逐渐增加。下面为大家介绍车刀分类、特点、用途、优缺点及车刀的材质。

车刀分类特点、用途、优缺点

一、按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛,在车刀中所占比例逐渐增加。

二、硬质合金焊接车刀 所谓焊接式车刀。

三、机夹车刀 机夹车刀是采用普通刀片,用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。

 

硬质合金焊接车刀

所谓焊接式车刀,就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽,用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内,并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。

 

机夹车刀

机夹车刀是采用普通刀片,用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。此类刀具有如下特点:

1)刀片不经过高温焊接,避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、产生裂纹等缺陷,提高了刀具的耐用度。

2)由于刀具耐用度提高,使用时间较长,换刀时间缩短,提高了生产效率。

3)刀杆可重复使用,既节省了钢材又提高了刀片的利用率,刀片由制造厂家回收再制,提高了经济效益,降低了刀具成本。

4)刀片重磨后,尺寸会逐渐变小,为了恢复刀片的工作位置,往往在车刀结构上设有刀片的调整机构,以增加刀片的重磨次数。

5)压紧刀片所用的压板端部,可以起断屑器作用。

 

可转位车刀

可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃,即可继续工作,直到刀片上所有切削刃均已用钝,刀片才报废回收。更换新刀片后,车刀又可继续工作。

1.可转位刀具的优点 与焊接车刀相比,可转位车刀具有下述优点:

1)刀具寿命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证,切削性能稳定,从而提高了刀具寿命。

2)生产效率高 由于机床操作工人不再磨刀,可大大减少停机换刀等辅助时间。

3)有利于推广新技术、新工艺 可转位刀有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。

4)有利于降低刀具成本 由于刀杆使用寿命长,大大减少了刀杆的消耗和库存量,简化了刀具的管理工作,降低了刀具成本。

2.可转位车刀刀片的夹紧特点与要求

1)定位精度高 刀片转位或更换新刀片后,刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。

2)刀片夹紧可靠 应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合,经得起冲击和振动,但夹紧力也不宜过大,应力分布应均匀,以免压碎刀片。

3)排屑流畅刀片前面上最好无障碍,保证切屑排出流畅,并容易观察。

4)使用方便转换刀刃和更换新刀片方便、迅速。对小尺寸刀具结构要紧凑。在满足以上要求时,尽可能使结构简单,制造和使用方便。

 

成形车刀

成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具,其刃形是根据工件廓形设计的,可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。 用成形车刀加工零件时可一次形成零件表面,操作简便、生产率高,加工后能达到公差等级IT8~IT10、粗糙度为10~5μm,并能保证较高的互换性。但成形车刀制造较复杂、成本较高,刀刃工作长度较宽,故易引起振动。成形车刀主要用在加工批量较大的中、小尺寸带成形表面的零件。

 

切断车刀

切断车刀切既窄且深的槽,排屑空间小,切屑极易堵塞,为了减小同已加工表面的摩擦,其切削部分的两侧必须磨有副偏角,因而根部的强度大大削弱。此外,切断车刀在切近工件中心处时,切削速度趋近于零,不利于切削。因此,切断车刀在工作时极易"打刀"(崩裂)。先进的切断车刀一般将主切削刃做成人字形,前面磨成屋脊形,使切屑产生横向收缩,朝一个方向稳定地排出,不致堵塞在槽中,同时再将刀头底部制成凸肚形,以最大限度地提高强度和刚度

工欲善其事,必先利其器,为了在车床上做良好的切削,正确地准备和使用刀具是很重要的工作。不同的工作需要不同形状的车刀,切削不同的材料要求刀口具不同的刀角,车刀和工作物的位置和速度应有一定相对的关系,车刀本身也应具备足够的硬度、强度而且耐磨、耐热。因此,如何选择车刀材料,刀具角度之研磨都是重要的考虑因素。

 

车刀的材质

刀具材质的改良和发展是今日金属加工发展的重要课题之一,因为良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作,并保持良好的刀具寿命。一般常用车刀材质有下列几种:

1、高碳钢:高碳钢车刀是由含碳量0.8%~1.5%之间的一种碳钢,经过淬火硬化后使用,因切削中的摩擦很容易回火软化,被高速钢等其它刀具所取代。一般仅适合于软金属材料之切削,常用者有SK1,SK2、、、、SK7等。

2、 高速钢:高速钢为一种钢基合金俗名白车刀,含碳量0.7~0.85%之碳钢中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速钢材料中含有18%钨、4%铬以及4%钒的高速钢。高速钢车刀切削中产生的摩擦热可高达至6000C,适合转速1000rpm以下及螺纹之车削,一般常用高速钢车刀如SKH2SKH4ASKH5SKH6SKH9等。

、非铸铁合金刀具:此为钴、铬及钨的合金,因切削加工很难,以铸造成形制造,故又叫超硬铸合金,最具代表者为stellite,其刀具韧性及耐磨性极佳,在8200C温度下其硬度仍不受影响,抗热程度远超出高速钢,适合高速及较深之切削工作。

4、烧结碳化刀具:碳化刀具为粉末冶金的产品,碳化钨刀具主要成分为

50%~90%钨,并加入钛、钼、钽等以钴粉作为结合剂,再经加热烧结完成。碳化刀具的硬度较任何其它材料均高,有最硬高碳钢的三倍,适用于切削较硬金属或石材,因其材质脆硬,故只能制成片状,再焊于较具韧性之刀柄上,如此刀刃钝化或崩裂时,可以更换另一刀口或换新刀片,这种车刀称为舍弃式车刀。

碳化刀具依国际标准(ISO)其切削性质的不同,分成P、M、K三类,并分别以蓝、黄、红三种颜色来标识:

P类适于切削钢材,有P01P10P20P30P40P50六类,P01为高速精车刀,号码小,耐磨性较高,P50为低速粗车刀,号码大,韧性高,刀柄涂蓝色以识别之。

K类适于切削石材、铸铁等脆硬材料,有K01、K10、K20、K30、K40五类,K01为高速精车刀,K40为低速粗车刀,此类刀柄涂以红色以识别。

M类介于P类与K类之间,适于切削韧性较大的材料,此类刀柄涂以黄色来识别之。

陶瓷车刀:陶瓷车刀是由氧化铝粉末,添加少量元素,再经由高温烧结而成,其硬度、抗热性、切削速度比碳化钨高,但是因为质脆,故不适用于非连续或重车削,只适合高速精削。

6、 钻石刀具:作高级表面加工时,可使用圆形或表面有刃缘的工业用钻石来进行光制。可得到更为光滑的表面,主要用来做铜合金或轻合金的精密车削,在车削时必须使用高速度,最低需在60~100m/min,通常在200~300m/min。

7、 氧化硼:立方晶氧化硼(CBN)是近年来推广的材料,硬度与耐磨性仅次于钻石,此刀具适用于加工坚硬、耐磨的铁族合金和镍基合金、钴基合金。