深入探析车刀的构造组成

1.组成部分

车刀由刀体和刀头组成。刀体是刀具的夹持部分，刀头是刀具上夹持或焊接刀片的部分，或由它形成切削刃的部分，如图1－23所示。

刀头是车刀的切削部分，由“三面两刃一尖”（即前面、主后面、副后面、主切削刃、副切削刃、刀尖）组成，如图1－24所示。

图1－23　车刀的组成

图1－24　刀头的结构组成

（1）前面：切削时刀具上切屑流出的表面。

（2）主后面：切削时与工件上过渡表面相对的表面。

（3）副后面：切削时与工件上已加工表面相对的表面。

（4）主切削刃：前面与主后面的交线，担负主要的切削工作。

（5）副切削刃：前面与副后面的交线，担负少量的切削工作，起一定的修光作用。

（6）刀尖：主切削刃与副切削刃的相交部分，一般为一小段过渡圆弧。

2.主要角度及作用

为了确定车刀的角度，要建立三个辅助坐标平面，即切削平面、基面和主剖面。对车削而言，如果不考虑车刀安装和切削运动的影响，切削平面可认为是铅垂面；基面是水平面；主切削刃水平时，垂直于主切削刃所做的剖面为主剖面，如图1－25所示。

图1－25　刀具角度的辅助平面

如图1－26所示，车刀的主要角度有前角（γ0）、后角（α0）、主偏角（κr）、副偏角（κr′）和刃倾角（λs）。(www.xing528.com)

图1－26　车刀角度

1）在主剖面中测量的角度

（1）前角（γ0）。前角是前面与基面之间的夹角，主要作用是使刀刃锋利，便于切削。车刀的前角不能太大，否则会削弱刀刃的强度，容易磨损甚至崩刃。加工塑性材料时，前角可选大些，若用硬质合金车刀切削钢件，可取γ0＝10°~20°；精加工时，车刀的前角应比粗加工大，这样刀刃锋利，降低工件的表面粗糙度。

（2）后角（α0）。后角是主后面与切削平面之间的夹角，主要作用是减小车削时主后面与工件的摩擦，一般取6°~12°，粗车时取小值，精车时取大值。

2）在基面中测量的角度

（1）主偏角（κr）。主偏角是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角，主要作用是可改变主切削刃、增加切削刃的长度，影响径向切削力的大小以及刀具使用寿命。小的主车刀常用的主偏角有45°、60°、75°、90°等几种。

（2）副偏角（κr′）。副偏角是副切削刃在基面上的投影与进给反方向的夹角，主要作用是减小副切削刃与已加工表面之间的摩擦，以改善已加工表面的表面粗糙度。κr′一般取5°~15°。

3）在切削平面中测量的角度是刃倾角

刃倾角是主切削刃与基面的夹角，主要作用是控制切屑的流出方向。主切削刃与基面平行时，λs＝0；刀尖处于主切削刃的最低点时，λs为负值，刀尖强度增大，切屑流向已加工表面，用于粗加工；刀尖处于主切削刃的最高点时，λs为正值，刀尖强度减小，切屑流向待加工表面，用于精加工。车刀刃倾角λs一般取－5°~＋5°。

3.车刀安装说明

（1）车刀安装在刀架上，伸出部分不宜太长，伸出量一般为刀杆高度的1~1.5倍。

伸出过长会使刀杆刚性变差，切削时易产生振动，影响工件的表面粗糙度。

（2）车刀垫铁要平整，数量要少，垫铁应与刀架对齐。车刀至少要用两个螺钉在刀架上压紧，并逐个轮流拧紧，如图1－27所示。

图1－27　车刀的安装

（a）正确 （b）不正确

（3）车刀刀尖一般应与工件轴线等高，否则会因基面和切削平面的位置发生变化，而改变车刀工作时的前角和后角的数值。当车刀刀尖高于工件轴线时，会使后角减小，增大车刀后面与工件间的摩擦；当车刀刀尖低于工件轴线时，会使前角减小，切削不顺利，如图1－28所示。