常用车刀的选择及应用技巧

1.90°车刀使用中的利弊关系

常用的外圆车刀包括主偏角45°车刀、60°车刀、75°车刀和90°车刀等，然而，某些操作者无论工件外形和批量如何，都习惯使用主偏角为90°的车刀。其原因是90°车刀正装可以车外圆，斜装可以车端面和倒角，车削台阶轴时，90°车刀更是必不可少。这种一刀多用的效果，正是车工习惯使用90°车刀的根本原因。

当然，主偏角为90°的车刀与其他车刀相比，确实具有很大的适应性，并可避免多次换刀，可以用较少的车刀车出较多的表面；同时，它的主偏角较大，所以降低了切削力，有利于减少因工艺系统刚性较差所产生的振动。但是，从提高加工质量和生产率的角度来看，90°车刀的这种使用方法不是最合理的。所以，上述有利因素的发挥是有一定前提的，也是有局限性的。离开了这些前提条件，以下不利因素就有可能占主导地位，影响切削加工的实际效果。

1）在副偏角相同时，主偏角90°车刀的刀尖角较小，这样既削弱了刀尖强度，又恶化了该处的散热条件，使车刀寿命缩短，限制了切削用量的提高。

图2-1 相同副偏角和进给量时的比较

a）主偏角小于90°的外圆车刀 b）主偏角等于90°的外圆车刀

2）从图2-1可以看出，在副偏角和进给量相同的情况下，90°车刀会使残留面积高度H增大，从而提高了表面粗糙度值。

3）外圆车削时的背吃刀量a_p=fsinκ_r，如图2-2所示；而对于主偏角为90°的车刀，背吃刀量a_p=f，达到最大值，由此将使参加切削的单位长度切削刃上的负荷增大，从而影响车刀的使用寿命和切削效率的提高。

4）用一把主偏角为90°的焊接式车刀既车外圆，又车端面，当车端面由外向中心走刀时，实际上是用车刀的副切削刃进行切削（图2-3）。刃磨车刀时，为保证车外圆时主切削刃有较好的切削性能和强度，主切削刃的前角γ_o应磨成正值，刃倾角应磨成负值。但由于车端面与车外圆共用前刀面，此时副切削刃在切削时呈刮削状态，这显然对端面车削时的加工质量和效率都十分有害。

图2-2 背吃刀量与进给量

图2-3 用90°车刀车端面

根据以上分析可知，盲目地使用主偏角为90°的车刀是不适宜的，在以下几种情况下使用才是合理的。

1）单件小批生产时，由于工件的加工状态经常改变，可采用适应性较强的90°车刀。

2）台阶轴类工件的台阶根部作垂直清根时，只能用90°车刀车削。为防止产生切削振动和变形，加工细长轴类等刚性较差的工件时，宜采用90°车刀。

3）90°可转位车刀的主、副切削刃均具有预制好的正前角，可以保证两切削刃的正常切削，因而可广泛应用。(www.xing528.com)

以下几种情况下采用90°车刀则是不合理的：成批、大量生产时的车削加工；直径较大端面的车削加工；要求表面粗糙度值较低的工件的车削；高强度、高硬度材料的车削加工；每段加工面较短，并且切入和切出次数较多工件的加工。

2.车刀的副切削刃及其应用

副切削刃是车刀前刀面和副后刀面的交线，如图2-4所示。副偏角κ_r′和副后角α_o′都是副切削刃上的角度（副后角从副截面上测量），它们决定着副切削刃的使用价值。副切削刃不完全是一条直线，可以做成平直形或圆弧形，如图2-5所示，其形状根据使用情况而定。平直形副切削刃应于精车外圆时使用，它起着修光和削平残留面积高度和降低表面粗糙度值的作用，采用这种形状副切削刃的车刀（图2-6），其主偏角κ_r=60°～90°，副偏角κ_r′=5°～30°，具有较长的修光刃[f₂=（1.5～2）f]和较大的径向前角（γ_o=15°～30°），后角α_o=6°～12°。精车外圆时，采用该车刀可以改善已加工表面的质量。

图2-4 车刀副切削刃的位置和有关角度

图2-5 副切削刃的应用

a）平直形副切削刃 b）圆弧形副切削刃

图2-7所示为双刀体车刀，也是车刀副切削刃得到进一步应用的突出示例。它在主切削刃上磨出两条切削刃，再磨出两条副切削刃，构成一刀四刃，形成两个副偏角κ′_r1和κ′_r2，并使κ′_r1≥κ′_r2，再在第二条副切削刃上磨出平直形或圆弧形副切削刃。第一条主切削刃承担2/3的背吃刀量（粗车层），完成第一层切削（副切削刃形状为尖形），副偏角可取大值（κ_r′=30°～60°），以利于减小切削过程中的径向力。第二条主切削刃承担1/3的背吃刀量，此段副切削刃磨成平直形（加工塑性材料时）或圆弧形（加工脆性材料时），完成第二层切削。这种一刀四刃分层切削车刀适用于排屑顺利、散热条件好、切削性能较差的铬钢和碳钢材料。

车削过程中，当车刀刀体被崩断时，可采用重磨副切削刃的方法，即将崩裂处重新磨平，磨出较长的副切削刃，开出宽的月牙槽（取前角γ_o=15°～30°），形成一把新的宽刃精车刀（图2-8），这种车刀适合精车端面或倒角，并且车出的端面上不容易出现凹面和扎刀现象。

图2-6 精车外圆车刀

图2-7 双刀体车刀

图2-8 车刀副切削刃及其应用