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1、轴类工件车削时车刀的选择【】轴是机器中最常用的零件之一,一般由外圆柱面、端面、台阶、倒角、过渡圆角、沟槽和中心孔等结构要素构成。车削轴类工作一般可分为粗车和精车两个阶段。粗车的作用是提高劳动生产率,尽快将毛坯上的余量车去;而精车的作用是使工件达到规定的技术要求。粗车和精车的目的不同,对所用车刀的要求也存在较大差别。 【关键词】轴类工件车削车刀 一、车刀的结构 车刀由刀头(或刀片)和刀柄两部分组成。刀头担负切削工件,故又称为切削部分;刀柄用来把车刀装夹在刀架上。刀头由若干前面、后面等刀面
2、和切削刃。 车刀切削部分共有六个独立的基本角度,它们是主偏角、副偏角、前角、主后角、副后角和刃倾角;还有两个派生角度:刀尖角和楔角。 1.主偏角 主切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角。它改变主切削刃的受力及导热能力,影响切屑的厚度。选择主偏角时应重点考虑工件的形状和刚性。刚性差应选用大的主偏角,反之,则选用较小的主偏角。 2.副偏角 副切削刃在基面上的投影与背离进给运动方向之间的夹角。它减少副切削刃与工件已加工表面的摩擦,影响工件表面质量及车刀强度。粗车时副偏角选稍大些,精车
3、时副偏角选稍小些。一般情况下副偏角取6°～8°。 3.前角 前面与基面间的夹角。它影响刃口的锋利程度和强度,影响切削变形和切削力。只要刀体强度允许,尽量选用较大的前角。具体选择时要综合考虑工件材料、刀具材料、加工性质等因素。车塑性材料或硬度较低的材料,可取较大的前角;车脆性材料或硬度较高的材料则取较小的前角;粗加工时取较小的前角,精加工时取较大的前角;车刀材料的强度、韧性较差时,前角应取较小值。反之,可取较大值。 4.主后角 主后面与主切削平面间的夹角。它减少车刀主后面与工件过渡表面间的
4、摩擦。粗加工时应取小的后角;精加工时应取较大的后角;工件材料较硬,取较小的后角;反之取较大后角;车刀后角一般选择a0=4°～12°。如车削中碳钢工件,用高速钢车刀时:粗车取a0=6°～8°,精车取a0=8°～12°;用硬质合金车刀时,粗车取a0=5°～7°,精车取a0=6°～9°。 5.副后角 副后面与副切削平面间的夹角。它减少车刀副后面与工件已加工表面的摩擦。副后角一般磨成与主后角大小相等。 6.刃倾角 主切削刃与基面间的夹角。它控制排屑方向。当刃倾角为负值时可增加刀头强度,并在车刀受
5、冲击时保护刀尖。 7.刀尖角 主、副切削刃在基面上的投影间的夹角。它影响刀尖强度和散热性能。 8.楔角 前面与后面间的夹角,它影响刀头截面的大小,从而影响刀头的强度。 二、轴类工件常用车刀 常用的轴类工件用车刀的主偏角有45°、75°和90°等几种。按其进给方向,车刀又分为左右两把。右车刀的主切削刃在刀柄左侧,由车床的右侧向左侧纵向进给;左车刀的主切削刃在刀柄右侧,由车床的左侧向右侧纵向进给。其判别方法为:将平摊的右手手心向下放在刀柄的上面,如果主切削刃和右手拇指为同一侧,则该车刀为
6、右车刀;将平摊的左手手心向下放在刀柄的上面,如果主切削刃和左手拇指为同一侧,则该车刀为左车刀。 45°车刀的刀尖角εr=90°,刀尖强度和散热性都比90°车刀好。常用于车削工件的端面和进行45°倒角,也可用来车削较短的外圆;75°硬质合金车刀。车刀刀尖角εr>90°,刀尖强度高,较耐用。适用于粗车轴类工件的外圆和对加工余量较大的铸锻件外圆进行强力车削,还适用于车削铸锻件的大端面;90°车刀的散热条件比前两者差,但应用广泛;应用时在主切削刃上磨有大的正值刃倾角(λs=15°～30°),可保证切屑
7、排向工件待加工表面,但这种车刀车削时的背吃刀量应选得较小(ap<0.5mm)。右偏刀一般用来车削工件的外圆、端面和右向台阶;左偏刀一般用来车削工件的外圆和左向台阶,也适用于车削直径较大且长度较短的工件的端面。90°车刀因其主偏角较大,车外圆时的背向力Fp较小,所以不易使工件产生径向弯曲。 三、选择原则 1.粗车刀 粗车刀必须适应粗车时吃刀深和进给快的特点,主要要求车刀有足够的强度,能一次进给车去较多的余量。选择粗车刀几何参数的一般原则为: (1)主偏角kr。主偏角不宜太小,否则车削时容易
8、引起振动。当工件外圆形状许可时,主偏角最好选择75°左右。这样车刀不但能承受较大的的切削力,而且有利于切削刃散热。 (2)前角γ0和后角a0。为了增加刀头强度,前角和后角应选小些。但要注意前角太小反而会增大切削力。 (3)倒棱宽度br1与倒棱前角γ01,为增加切削刃的强度,主切削刃上应磨有倒棱,倒棱宽度为br1=(0.5～0.8)f,倒棱前角γ01=-10°～-5°。 (4)过渡刃偏角krε(过渡刃)。为了增加刀尖强度,改善散热条件,使车刀耐用,刀尖处应磨有过渡刃。采用直线形过渡刃时,其过
