切断车刀的改进及其选择性使用

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1、切断车刀的改进及其选择性使用2011汽车工业先进制造工艺与技术论坛4月13日北京同期展会CIMT2011切断车刀主要用在卧式和立式车床、回轮和转塔车床、自动和半自动车床、数控车床以及车削中心上切断杆料，也可用於切槽、切左右端面、倒角等工作。切削过程中，切削区排屑困难，冷却不足，刃宽较窄（通常刀头宽度B=0.6mm，式中d为被切工件直径，单位为mm）、刀头厚度小而伸出臂长，其强度、刚性、散热及切削条件差，当切削接近到工件中心时，实际工作後角变为负值，切削力较开始切断时显着增大，常会引起振动、挤压、“紮刀”或打刀等现象。为

2、此，须对切断车刀的刃形和结构加以改进，而实践业已证明，这样做效果很好。改变刀具的刃形切断车刀切削刃的形状（刃形）除直接影响刀具强度外，还会影响切削变形、切削力、排屑及刀具工作角度的变化。因此，必须根据具体条件选择合适的刃形。生产中常见的切断车刀刃形如图1所示。图1切断车刀的刃形平直刃型如图1a所示，它刃磨简单，切下的工件两端面平整，切削变形小。但两个刀尖角小，散热条件差，刀尖易磨损，而且由於切削层的横向（膨胀）变形，易使切屑堵塞在加工表面槽壁之间，增加了排屑的困难，易引起振动、挤压、“紮刀”或打刀等现象。主要用於强度、

3、硬度不高的低碳钢及有色金属的切断加工。高速钢切断车刀一般磨成这种刃型。单斜刃型如图1b所示，在工件将切断时切削刃逐渐切出，减小了工件芯部残留芯柱，但因其切削力的水平分力F会使刀头向尾座方向偏斜，切出工件端面中心内凹。单斜刃型切断刀适於切割管类零件。图2折线形切削刃的参数双过渡刃型如图1c所示，在平直刃型的两个刀尖处磨出偏角为45°、长度bɛ≈B/5（B为刀头宽度）的两条过渡刃即成双过渡刃型。由於增大了刀尖角，刀具的强度和散热情况得到改善，有利於提高刀具寿命，适於加工碳钢、工具钢等中等强度的钢料。折线形切削刃型（平剑刃型

4、）如图1d所示，它采用一刀多刃分解切削，把一条平直主切削刃上两个强度最弱的刀尖处磨成两条斜切削刃，使刀尖角增大到150°，两条斜刃和两个副切削刃间夹角也成为118°~119°，既增加了刀尖强度和散热条件，也减少了单位切削刃长度上的切削负荷。由於在刀具上要磨出一定前角，故两条斜刃会自然形成两个负刃倾角λp，如图2所示，从而使普通平直刃的单纯推切削变为一小段平刃推切和两条斜刃起剃削作用的斜切削，平刃在切断时起引导作用，而斜刃可增大实际切削前角，使切削刃钝圆半径减小，刃口更为锋利，从而使切削阻力减小。此外，因两侧斜刃上的切屑

5、要垂直於刀刃方向流出，所以会使形成的切屑横截面收缩，宽度变窄，不易挤在工件的两个槽壁之间，有利於切屑的排出。折线形切削刃的参数可取为：b=a≈B/3（B为刀头宽度），κrɛ=30°,bɛ=b/cosκr1。因两条斜刃的长度大於一小段平直刃长度，这样就形成了一种“以剃为主，推切为副，推剃并用”的新型切削方式。这种刃型适於强力切割中碳钢和合金钢等材料，切出工件端面也较平整。图3SANDVIK公司切断刀硬质合金刀片分类双斜刃型（人字型）如图1e所示，它是图1d刃型中取消一小段平直刃的特例。切削时它充分利用斜角切削的原理，适於

6、加工强度高、韧性大的金属，如合金工具钢、高速钢及不钢等材料。图1f为在双斜刃上再磨出一条R=0.5~1mm带小圆弧槽的刃型，在工件表面上形成一道圆环形凸筋，起导向与消振作用。屋脊刃型如图1g所示，它耐冲击，具有较高强度，适於加工各种不回火铸铁、白口铁和六角钢等工件。台阶刃型如图1h所示，它能以较大的进给量切削各类碳钢及不钢等材料。其主要特点是刀具导向及分屑性能好。圆弧刃型如图1j所示，刀具寿命高，在相同的加工条件下，可比普通平直刃切断车刀的切削速度提高20％左右，但刃磨困难，主要用於加工各种小圆弧工件。凹面刃型如图1k

7、所示，是在图1j刃型的前刀面上再用小直径（小於50mm）砂轮修磨出近似於30°的全凹形弧面，因前角较大，故适於加工特软和粘性的材料，如橡胶滚筒、胶皮轴类以及软铅、铝、塑胶等。图4切断车刀的几何参数瓦楞刃型如图1l所示，适於加工各种脆性材料。其特点是能使原飞溅的碎屑变形，卷曲成瓦楞状而折断，操作安全且粉屑少。由上可知，上述各种刃形总的特点是强化了刀尖，减少了单位切削刃长度上的切削负荷，使排屑顺利，还有一定的抗振作用。必须指出，我国目前硬质合金刀片在这方面很不完全，各种刃形须靠操作者手工磨出，品质难以保证，而国外如瑞典SA

8、NDVIK公司已有硬质合金切断（槽）车刀的八类刃形刀片供用户选用，如图3所示。正确选择刀具的几何参数切断车刀主要的几何参数如图4所示。图5卷屑槽斜角的作用前角：前角γo为使刃磨和测量方便，通常切断车刀只给出进给方向上的前角γf。在平直刃上γo=γf。前角在刀具强度允许的前提下，应尽量取大值。加工中碳钢时，硬质合金切断车刀的前角，一