【正文】 求而選取。刃傾角γs則根據(jù)所要求的排屑方向和刀刃強(qiáng)度確定。 車刀的重要角度車刀屬于單鋒刀具，因車削工作物形狀不同而有很多型式，但它各部位的名稱及作用卻是相同的。一支良好的車刀必須具有剛性良好的刀柄及鋒利的刀鋒兩大部份。車刀的刀刃角度，直接影響車削效果，不同的車刀材質(zhì)及工件材料、刀刃的角度亦不相同。車床用車刀具有四個重要角度，即前間隙角、邊間隙角、后斜角及邊斜角。 1) 前間隙角 　　自刀鼻往下向刀內(nèi)傾斜的角度為前間隙角，因有前間隙角，工作面和刀尖下形成一空間，使切削作用集中于刀鼻。若此角度太小，刀具將在表面上摩擦，而產(chǎn)生粗糙面，角度太大，刀具容易發(fā)生震顫，使刀鼻碎裂無法光制。裝上具有傾斜中刀把的車刀磨前間隙角時，需考慮刀把傾斜角度。高速鋼車刀此角度約8~10度之間，碳化物車刀則在6~8度之間。 2) 邊間隙角 　　刀側(cè)面自切削邊向刀內(nèi)傾斜的角度為邊間隙角。邊間隙角使工作物面和刀側(cè)面形成一空間使切削作用集中于切削邊提高切削效率。高速鋼車刀此角度約10~12度之間。 3) 后斜角 　　從刀頂面自刀鼻向刀柄傾斜的角度為后斜角。此角度主要是在引導(dǎo)排屑及減少排屑阻力。切削一般金屬，高速鋼車刀一般為8~16度，而碳化物車刀為負(fù)傾角或零度。 4) 邊斜角 　　從刀頂面自切削邊向另一邊傾斜，此傾斜面和水平面所成角度為邊斜角。此角度是使切屑脫離工作物的角度，使排屑容易并獲得有效之車削。切削一般金屬，高速鋼車刀此角度大約為10~14度，而碳化物車刀可為正傾角也可為負(fù)傾角。 5) 刀端角 　　刀刃前端與刀柄垂直之角度。此角度的作用為保持刀刃前端與工件有一間隙避免刀刃與工件磨擦或擦傷已加工之表面。 6) 切邊角 　　刀刃前端與刀柄垂直之角度，其作用為改變切層的厚度。同時切邊角亦可改變車刀受力方向，減少進(jìn)刀阻力，增加刀具壽命，因此一般粗車時，宜采用切邊角較大之車刀，以減少進(jìn)刀阻力，增加切削速度。 7) 刀鼻半徑 　　刀刃最高點之刀口圓弧半徑。刀鼻半徑大強(qiáng)度大，用于大的切削深度，但容易產(chǎn)生高頻振動。 車刀分類一、按結(jié)構(gòu)可分為整體車刀、焊接車刀、機(jī)夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀和成型車刀。其中可轉(zhuǎn)位車刀的應(yīng)用日益廣泛，在車刀中所占比例逐漸增加。 二、硬質(zhì)合金焊接車刀 所謂焊接式車刀，就是在碳鋼刀桿上按刀具幾何角度的要求開出刀槽，用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)，并按所選擇的幾何參數(shù)刃磨后使用的車刀。 三、機(jī)夾車刀機(jī)夾車刀是采用普通刀片，用機(jī)械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上使用的車刀。按加工面的不同車刀可分為：外圓車刀、端面車刀、內(nèi)孔車刀、切斷車刀、切槽車刀；根據(jù)車刀的結(jié)構(gòu)不同可分為：整體車刀、焊接車刀、焊接裝配式車刀、機(jī)夾車刀、可轉(zhuǎn)位車刀；根據(jù)刀桿截面形狀的不同，可分為正方形、矩形、圓形和不規(guī)則四邊形四種。本文以90176。外圓車刀為例進(jìn)行模擬試驗。選擇車刀主要參數(shù)為：刀片（A320），ltsR（2011711mm），rε=1mm，e=；刀桿（06R2525），Lhb（1402525mm）。 刀具材料刀具切削性能的好壞，取決于構(gòu)成刀具切削部分的材料、幾何形狀和刀具結(jié)構(gòu)。刀具材料對刀具使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等都有很大影響，因此要重視刀具材料的正確選擇與和合理使用。 刀具材料應(yīng)具備的性能 高的硬度和耐磨性刀具材料要比工件材料硬度高，常溫硬度在HRC62以上；耐磨性表示抵抗磨損的能力，它取決于組織中硬質(zhì)點的硬度、數(shù)量和分布。足夠的強(qiáng)度和韌性為了承受切削中的壓力沖擊和韌性，避免崩刀和折斷，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性。高耐熱性刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性得能力。良好的工藝性為了便于制造，要求刀具材料有較好的可加工性。如，切削加工性、鑄造性、鍛造性和熱處理性等。良好的經(jīng)濟(jì)性 常用的刀具材料目前，生產(chǎn)中所用的刀具材料以高速鋼和硬質(zhì)合金居多。碳素工具鋼（如T10A、T12A）、工具鋼（如SiCr、CrWMn）因耐熱性差，僅用于一些手工或切削速度較低的刀具。1. 高速鋼定義：是一種加入較多的鎢、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。性能：有較高的熱穩(wěn)定性；有較高的強(qiáng)度、韌性、硬度和耐磨性；制造工藝簡單，容易磨成鋒利的切削刃，可鍛造。是制造鉆頭、成形刀具、拉刀、齒輪刀具等的主要材料。分類：按用途分：通用型高速鋼和高性能高速鋼；按制造工藝分：熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。1) 通用型高速鋼鎢鋼：典型牌號為W18Cr4V，有良好的綜合性能，可以制造各種復(fù)雜刀具。鎢鉬鋼：典型牌號為W6Mo5Cr4V2，可做尺寸較小、承受沖擊力較大的刀具；熱塑性特別好，更適用于制造熱軋鉆頭等；磨加工性好，目前各國廣泛應(yīng)用。2) 高性能高速鋼典型牌號為高碳高速鋼W18Cr4V、高釩高速鋼W6MoCr4V鈷高速鋼W6MoCr4V2Co8和超硬高速鋼W2Mo9Cr4Co8等。適合于加工高溫合金、鈦合金和超高強(qiáng)度鋼等難加工材料。3) 粉末冶金高速鋼用高壓氬氣或氮氣霧化熔融的高速鋼水，直接得到細(xì)小的高速鋼粉末，高溫下壓制成致密的鋼坯，而后鍛壓成材或刀具形狀。適合于制造切削難加工材料的刀具、大尺寸刀具（如滾刀、插齒刀）、精密刀具、磨加工量大的復(fù)雜刀具、高動載荷下使用的刀具等。2. 硬質(zhì)合金由難熔金屬化合物（如WC、TiC）和金屬粘結(jié)劑（Co）經(jīng)粉末冶金法制成。硬質(zhì)合金以其切削性能優(yōu)良被廣泛用作刀具材料（約占50%）。如大多數(shù)的車刀、端銑刀以至深孔鉆、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等。具有高耐磨性和高耐熱性，但抗彎強(qiáng)度低、沖擊韌性差，很少用于制造整體刀具。它還可用于高速鋼刀具不能切削的淬硬鋼等硬材料。ISO將切削用的硬質(zhì)合金分為三類： a) YG(K)類，即WCCo類硬質(zhì)合金b) YT(P)類，即WCTiCCo類硬質(zhì)合金c) YW(M)類，即WCTiCTaCCo類硬質(zhì)合金 其它刀具材料a) 涂層刀具b) 陶瓷：硬度高、耐用度高，還可用于沖擊負(fù)荷下的粗加工，切削效率顯著提高。c) 金剛石d) 立方氮化硼本文選擇硬質(zhì)合金YT15作為焊接刀片材料，其主要熱物理參數(shù)為：泊松比：67；熱膨脹系數(shù)：； kg/m3，外力加載為1180N，導(dǎo)熱系數(shù)為：150W/m*K；對流傳熱系數(shù)為：600 W/(m2*K)。3 金屬切削基礎(chǔ) 金屬切削過程的基本概念車削就是在車床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運動和刀具的直線運動或曲線運動來改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要求。 車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋轉(zhuǎn)對工件進(jìn)行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉(zhuǎn)表面，大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削方法加工，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等，所用刀具主要是車刀。 在各類金屬切削機(jī)床中，車床是應(yīng)用最廣泛的一類，約占機(jī)床總數(shù)的50%。車床既可用車刀對工件進(jìn)行車削加工，又可用鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻螺紋和滾花等操作。按工藝特點、布局形式和結(jié)構(gòu)特性等的不同，車床可以分為臥式車床、落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床以及仿形車床等，其中大部分為臥式車床。 切削表面與切削運動切削表面切削加工過程是一個動態(tài)過程， 在切削過程中，工件上通常存在著三個不斷變化的切削表面。即：待加工表面：工件上即將被切除的表面。已加工表面：工件上已切去切削層而形成的新表面。過渡表面(加工表面)：工件上正被刀具切削著的表面，介于已加工表面和待加工表面之間。以車削外圓為例，如圖31。圖3 2切削運動與切削表面示意圖切削運動刀具與工件間的相對運動稱為切削運動（即表面成形運動）。按作用來分，切削運動可分為主運動和進(jìn)給運動。上圖給出了車刀進(jìn)行普通外圓車削時的切削運動，圖中合成運動的切削速度Ve、主運動速度Vc和進(jìn)給運動速度Vf之間的關(guān)系。（1） 主運動主運動是刀具與工件之間的相對運動。它使刀具的前刀面能夠接近工件，切除工件上的被切削層，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榍行迹瑥亩瓿汕行技庸?。一般，主運動速度最高，消耗功率最大，機(jī)床通常只有一個主運動。例如，車削加工時，工件的回轉(zhuǎn)運動是主運動。（2） 進(jìn)給運動進(jìn)給運動是配合主運動實現(xiàn)依次連續(xù)不斷地切除多余金屬層的刀具與工件之間的附加相對運動。進(jìn)給運動與主運動配合即可完成所需的表面幾何形狀的加工，根據(jù)工件表面形狀成形的需要，進(jìn)給運動可以是多個，也可以是一個；可以是連續(xù)的，也可以是間歇的。（3） 合成運動與合成切削速度當(dāng)主運動和進(jìn)給運動同時進(jìn)行時，刀具切削刃上某一點相對于工件的運動稱為合成切削運動，其大小和方向用合成速度向量ve表示, 見上圖。Ve=Vc+Vf 切削用量三要素 切削速度vc切削速度vc是刀具切削刃上選定點相對于工件的主運動瞬時線速度。由于切削刃上各點的切削速度可能是不同，計算時常用最大切削速度代表刀具的切削速度。當(dāng)主運動為回轉(zhuǎn)運動時：式中d—切削刃上選定點的回轉(zhuǎn)直徑，mm； n—主運動的轉(zhuǎn)速，r/s或r/min。進(jìn)給速度vf 、進(jìn)給量f進(jìn)給速度vf—切削刃上選定點相對于工件的進(jìn)給運動瞬時速度，mm/s或mm/min.。進(jìn)給量f—刀具在進(jìn)給運動方向上相對于工件的位移量，用刀具或工件每轉(zhuǎn)或每行程的位移量來表述，mm/r或mm/行程。Vf= n f切削深度ap對于車削和刨削加工來說，切削深度ap（背吃刀量）是在與主運動和進(jìn)給運動方向相垂直的方向上度量的已加工表面與待加工表面之間的距離，單位mm。