【導讀】water-hardeningsteels,high-speedsteels,hard-cast,nonferrousalloys,sintered. speedorwhenold,low-speedequipment,suchasaflat-beltlathe,isused.notchange.

　　

【正文】 17 刀具和刀夾 想順利的加工工件，就必須做到 ： 1． 刀具或刀片的種類要恰當。 2． 刀夾的類型要合適。 3． 刀具的切削刃要鋒利。 4． 刀具要安裝或調整到適當的位置和高度。 刀具的材料 制造車床上使用的刀片的基本材料有以下六種 ：水淬硬化鋼，高速鋼，硬鑄有色合金，燒結硬質合金，陶瓷和金剛石。使用材料的選擇取決于許多因素：刀具成本，刃磨費用，刀具的尺寸和類型，金屬切削速率，使用時間的長短，零件的光潔度和公差，以及機床的條件和性能。由于有著許多因素，選擇材料常常是根據一般的經驗而不是精確計算。然而，對各種不同刀具材料的某些一般特性是應該有所了解的。 水淬硬化鋼 這一類包括高碳工具鋼（即普通碳鋼或加入了少量鉻，釩或鎢的碳鋼）。在美國鋼鐵協(xié)會的分類制中，把各種鋼號的水淬工具鋼都歸為 W 鋼。用這種材料制造的刀具經過適當的熱處理，其切削刃便非 常鋒利，光滑。它們適用于切削速度較低的有限車削，或使用于老式的，低轉速設備，如平皮帶車床上。 用水淬工具鋼制造的刀具其主要的缺點是在刃磨或切削時，切削刃溫度如果超過華氏 300~400 度，刀具就會軟化。另一個缺點是刃口的耐磨性很低。 高速鋼 高速鋼在切削效率方面同水淬工具鋼相比有很大的改進。用高速鋼制成的刀具甚至當刀具溫度達到華氏 1050 度時，還能保持足夠的硬度進行高速切削。即使熱的變成暗紅色，它們還能使用。冷卻至室溫后，這種鋼原來的硬度也不改變。 高速鋼的抗磨性比碳鋼或合金鋼的抗磨性要好的多，這是由于它的含 碳量高，尤其在合金成分較高的高速鋼里更是如此。高速鋼由于充分淬火，比碳鋼或硬鑄合金有更高的抗沖擊強度。 美國鋼鐵協(xié)會分類制規(guī)定的有兩種主要的高速鋼，一種是 M 鋼，一種是 T 鋼?？梢再I到由這些材料制成的，刃磨成各種形狀的刀條。未經刃磨的刀條叫做刀坯，也是可以購買到的。這類刀坯都制成標準尺寸以適應普通車床使用。常見的尺寸是 3/16 英寸見方乘 1 英寸， 1/4 英寸見方乘 2 英寸長， 5/16 英寸見方乘 2。 5 英寸長，和 3/8 英寸見 18 方乘 3 英寸長。高速鋼刀條是校辦機加工車間里最常見的。 硬鑄合金 這類材料不含有足夠的鐵，因而不能算 作鋼。相反它們主要是鈷，鉻，鎢和為了特殊用途而加一些其它元素的合金。它們在鑄造狀態(tài)下，不用熱處理，即可達到充分的硬度。它們在鑄造后，必須磨削至應有的尺寸。就其耐熱性，耐磨性，抗沖擊性幾生產成本而言，鑄合金可排在高速鋼和硬質合金之間。 硬鑄合金的抗拉強度比較差而且比高速鋼更脆，因而不適用于強烈的沖擊載荷。它們在商業(yè)上的名稱是司太立鎢鉻鈷合金，銳克斯鎢鉻鈷合金和坦塔鎢鉻鈷合金。 燒結硬質合金 要進行高效和高速車削，使用燒結硬質刀片形狀合金刀可以得到最佳效果。市場上買到的硬質合金有的做成整體形狀，有的做成刀片形狀 焊接在刀桿上，或著我卡緊在刀桿上。裝卡的刀片其形狀通常是圓的，方的或三角行的，它上面所有的切削刃都是預磨好的。這類刀片能夠轉動，所以隨時可得到鋒利的切削刃。使用現代化的機床和級別適當的燒結硬質合金刀有可能采用比高速鋼車刀要快 10~30 倍的切削速度。 硬質合金刀適用于大多數的機加工作業(yè)，如單刀刃車削，鉆削，洗削，螺紋車削和鉸削。只有當硬質合金刀能夾持得很牢固而且機床具有合適的功率與轉速使其能發(fā)揮有效作用時才應采用硬質合金刀。 金屬陶瓷 除了工業(yè)用金剛石以外，金屬陶瓷刀片是現有的最硬，最強有力的刀片。他們抗磨損 ，抗碎裂，抗斷折。這類刀片用在剛性良好的床子上，對夾持牢固的工件能發(fā)揮最好的作用。在大多數加工情況下，不需要切削液。 金剛石 當需要極高質量的表面光潔度時，可采用工業(yè)用金剛石作精加工。這種金剛石具有圓形或小平面的切削刃。盡管使用別種刀具材料能取得很光滑的光潔度，但金剛石車削可在公差很小的情況下，提供更加光滑的光潔度。 刀夾 刀夾在切削加工時可使刀具夾持牢固。常用的夾具有以下四種： 1． 帶有標準刀夾的刀架 刀架由支架，螺桿，墊圈，套圈，調整墊板組成。墊圈嵌在上滑塊槽內。套圈和調整墊板可是刀尖上升或下降。螺桿則將刀 夾固定就位。 高速工具刀條的標準刀夾有三種常見的形狀：直刀夾，右偏刀夾和左偏刀夾。用手 19 拿住固定螺釘的一端 ，便可判斷刀夾是右偏還是左偏。如果刀把偏向右，就是右偏刀夾。如果刀把偏向左，便是左偏刀夾。 直刀夾可用于大多數加工活兒。當需要接近卡盤或雞心夾卡箍進行切削時，便可使用左偏夾。右便刀夾是當朝著尾架方向進給時使用的。在這三種刀夾上，刀條均以 14到 16。 5 的角度固定。這便是所謂刀夾角度。 硬質合金刀頭的刀夾也有三種形式，在外表面上與上述高速鋼的刀夾類似。但是夾持刀片的孔和刀夾的底邊是平行的。 2． 開口刀架或稱重 型刀架一次可以夾持一把刀，它上面有一個帶 T 形槽的壓板，一個 C 型塊，和兩個或多個刀具價緊螺絲。因為這種裝置非常牢靠，它尤其適用于重切削。刀條可以直接裝卡于這種刀架內，也可以使用某種類型的硬質合金刀夾。 3． 轉塔刀架或稱方刀架有一回轉塊，車刀可以裝于其中。常見的轉塔刀架可以裝四把刀。每把刀都能很快地回轉至切削位置并價緊。某些轉塔架具有八個刀位。通常，為了增加一個附加的加工工序，可在橫向流板的后部安裝一開口型刀架。采用這種安排，可裝上 5~9 把不同類型的刀具，就可以按順序對重復型零件進行車外圓，成形，車端面，滾花和切斷 等工序。 4． 速換型刀具系統(tǒng)一次只夾持一把刀具，但它的三個不同的側邊均可以用來裝置刀具。它有一個帶夾緊桿的快速換刀架，可安裝一系列的刀夾作車外圓，車端面，鏜孔，切斷，攻絲，滾花和車螺紋。 單刃切削刀具 刀具的各個部分 在認磨刀條之前，必須熟悉表明刀具各不同部分的一些術語 1．頂面 是刀條的頂部，它是當切削的一部分從工件上切下時刀條被切下的這一部分切屑所緊貼著的那個表面。 2．切削刃是刀條實際進行切削的那一部分。 3．刀尖是側切刃和端切刃所形成的夾角或圓弧。 4．側面是切削刃以下的表面。 5．刀頭是刀片上構成 切削刃和頂面的那一部分。 刀具的角度 用于一切單刃切削刀具的重要刀具角度如下： 1． 橫向后角是刃磨表面和刀條在刃磨之前的垂直側邊之間的夾角。這個角度以 20 前叫橫向隙角，現在許多機工仍然采用這個術語。橫向后角是工件的切削表面和刀具側面之間的隙角。刀具的磨損會使有效橫向隙角變小，如果這個交度太小，刀具就會摩擦，生熱。如果這個角度太大，切削刃就會變鈍，而刀具就易扎進工件里。 2． 縱向后角是切削刃末端和一垂直線之間的形成的夾角。以前這個角叫前向隙角?？v向后角是工件的已加工表面和刀具之間的間隙。如果這個角度太小，刀具將在已加工表 面上摩擦從而產生不良的表面光潔度。磨損會使這一角度變小。如果著這一角度太大，刀具可能扎進工件，引起顫動，并由于崩刃而無法切削。對于鋼制刀具，這一角度建議采用 8~15 度，硬質合金刀具建議用 6~8 度。如果刀具安裝的高于旋轉中心，就會使有效隙角變小。在選擇合適的角度時，必須考慮到這一點。 3． 端刃角是刀具和工件已加工表面之間的夾角。如果這個角太小，就會造成顫動。然而為了形成光滑的表面光潔度，在精加工時，采用大約 6 度的小角度是合適的。 4． 側刃角可將切屑從已加工表面卷走。角度最好在 5~15 渡之間。 5． 刀尖半徑可使刀具不致有脆 弱的尖角，可以延長刀具的壽命并改進表面光潔度。對于高強度的粗切刀，半徑可大一些，而對于輕量進給則可以小一些。只要沒有顫動產生，刀尖半徑越大，光潔度就越好。對于精加工，刀尖半徑建議采用 0。 010到 0。 030 英寸或更大，對于粗加工是 1/32 到 1/2 英寸。 6． 為了有助于形成切削刃和頂面，必須在刀條上刃磨出兩個前角來。從垂直面或水平面上傾斜就形成前角。當刀條頂面是平的或水平是，它沒有前角。這兩個前角就是縱向前角和橫向前角 / 縱向前角，在向側面單刃進給時，可將切削從已加工的工件上卷走，同時使刀具有一種切片的作用?？v向前 角為零時，易形成蝸旋形切削，而當縱向前角大于零時，它易于使蝸旋形切削伸展為螺旋形切屑 /使用 5~15 度的縱向前角可防止切削刮到工件上。高速鋼刀條通常都刃磨成正前角。然而硬質合金刀具可能具有正的或負的前角。負前角可使形成切削的剪角增大，造成良好的表面光潔度。負前角刀具一般可在高速，大走刀的重型車床上使用。 橫向前角指的是刀具的頂面和刀具刃磨前從摸端看過去代表其頂部的那根線之間的夾角。橫向前角可控制機加工時所產生的切屑的形狀以及切屑的移動方向。橫向前角小的刀具比前角大的刀具所產生的切屑要短一些。 7． 刀尖角是側切刃和端切刃之間的夾角。 單刃切削刀具的分類 21 為了進行某些機加工工序需要不同形狀的刀條，大多數刀條都刃磨成只朝一個方向切削。其常見的類型現在叫做有切刀和左切刀。以前叫做右偏刀和左偏刀。 右切單刃刀是一種當頂面朝上，從刀尖方向看過去切削刃的右邊的刀具。這種刀條裝在車床上，它的切削刃就在左邊。這種刀條是從右向左，即從尾架那一端朝車床的床頭方向切削的。 左切刀是當頂面朝上，從刀尖方向看過去切削刃在左邊的刀具。這種刀具都刃磨成從左向右切削的，即朝車床的尾架方向切削的。 常用的刀條類型有以下幾種： 1． 粗車刀是 一種用來進行重切削，把工件直徑切至接近尺寸的刀具。因為在粗 加工時，表面光潔度是不重要的，這樣的刀條可以刃磨成幾乎是鋒利的到尖。不過，這樣的刀尖通常要稍微磨成圓弧狀以防止崩刀。 2． 精車刀有磨的很鋒利的切削刃，這種切削刃經油石研磨可產生非常光滑的光潔度。精車刀通常具有比粗車刀更大的圓弧尖。 3． 圓頭刀是一種可以用于多種類型的通用刀具。當頂部磨平時，它既能用于右切也能用于左切，還能車削黃銅。它也可以用來在軸肩角處切削半徑。圓頭刀可用來作精車刀具。 4． 方頭刀只用于工件末端的切削。它用來倒角和粗車以加工方形肩。 5． 切斷 刀只用于工件末端的切削，可用來切斷裝卡在卡盤上的棒料或工件。 6． 端面偏刀即通常所謂的偏刀，用來把工件的端部精車成與母線成直角的光滑的端面。右切端面偏刀總是用語精車軸的端部。左切端面偏刀可以用來精車軸肩的左側。 斷屑槽 為了解決切屑延續(xù)不斷的這一難題，常?？梢栽诟咚黉摰都馍先心コ鲆粋€斷屑槽。斷屑槽能夠在一般磨刀砂輪上刃磨出來，而槽形的斷屑槽則能由一個裝在平面磨床上的薄砂輪刃磨出來。另一種單獨的斷屑器常用于裝卡式硬質合金刀上。 切削作用 當車床車削時，有三個基本切削力，即：工件的縱向力，作用于刀具的側面；工件的徑 向力，作用于刀具的前端；工件的切向力，作用于刀具的頂部。其中切向力比其他兩個力要大的多，它對切削作用的影響也最大。這一巨大的作用力是加在切削刃上的。在大型金屬切削機床上的測量表明，每平方英尺上的壓力可達到 25 萬磅。假如刀具形狀不合適或裝卡角度不合適，刀具很快就會變鈍。 22 在車床上切削時，就會從正在加工的材料上擠下片狀的切屑。即連續(xù)的金屬帶。在軟的，韌性材料上，這種楔擠作用是連續(xù)進行的。再較硬的材料上，楔擠力使金屬受壓縮。壓縮一直延續(xù)到剪斷為至。于是被擠壓的金屬就與工件脫離。在切削加工中始終重復這一過程。 刀具 的形狀比切削刃的實際鋒利程度更加重要的多。刀具沒有后角就會使刀具在工件上磨蹭。這樣加大了對切削刃的壓力，從而影響刀具的性能。后角太大會使刀具脆弱無力，不能很好支撐切削刃。這樣刀口就會迅速折斷或磨損。 刃磨高速工具鋼刀條 1． 使刀具具有銳利的切削刃。 2． 使刀條為特定的工序提供正確的或最好的形狀。 3． 使刀條的前端留有隙角。 4． 使刀條的側面留有隙角。 5． 使切屑能在刀條頂面順利滑過，并脫離切削刃。 刃磨右切圓刀頭的正確程序如下 ： 1． 檢查砂輪，看砂輪表面是否修整好。再不平的或有溝的砂輪上刃磨出好的切削刃是困難的。應在刃磨切削刀具的 專用臺式磨床或立式砂輪機上進行刃磨。在這種砂輪機的一邊應安裝一個氧化鋁粗砂輪另一邊裝一個細砂輪。使用粗砂輪把刀條粗磨成一定的形狀。然后用細砂輪精磨刀條。 2． 刀具砂輪機應具有刃磨支架，把雙手擱在支架上，以控制刀條的運動。握緊刀條，使它不能在砂輪上跳動。但不要握的太緊，以致難于移動刀條。 3． 手握刀條在砂輪上刃磨出橫向后角，以便磨成側刃角。這個角度在切削軟鋼時應大約 6 度。手握刀條貼在砂輪上，使刀條底部向內傾斜即可得到這種角度。當刃磨時，應將刀條在砂輪面上橫向來回移動，而不改變其位置。這有利于較快的磨好刀條并防止在砂輪 上磨出溝槽來。當刀條發(fā)熱時就把它浸在水里使其冷卻。初學者經犯上下移動的錯誤。這會在刀條側面形成許多不同的角度，從而使它變的形狀怪異。要避免出現這種情況，就應該使刀條固定在砂輪的一個位置上。要來回移動而決不要上下移動。 4． 在對側刃磨出橫向后角以把刀條磨成應有的形狀。 5． 刃磨縱向后角，要握著刀使端部向上。成半圓形地擺動刀柄。力圖使端部圓弧與兩側均勻的光滑的連接起來。在刃磨刀片的圓弧時，一定要減輕壓力。不做到這一點，磨出的圓頭刀就會大于所要求的形狀。 23 6． 刃磨右切刀的橫向前角，應使刀條的頂面即頂部與砂輪的右側成直角。使刀片底部向內傾斜。使刀具保持這一位置，直到砂輪將整個頂面磨到切削刃時為止 /刃磨左切刀的橫向