成形车刀及刃磨相关知识

1、国家职业教育机械制造技术专业教学资源库 成形车刀及刃磨相关知识一、圆弧车刀圆弧表面要求光滑、具有良好的表面粗糙度。为使每次进给切削时过渡圆滑，需采用主切削刃呈圆弧形的车刀，如机夹式圆弧车刀，如图 1（a）所示。双手控制法车成形面时，一般采用此种车刀。圆弧车刀的刃磨方法与刃磨外切槽车刀相似，可用外切槽车刀改磨。如图1（b）所示。 （a）机夹式圆弧车刀 （b）外切槽车刀改磨圆弧车刀 图1 圆弧车刀二、 成形车刀将刀具切削部分的形状刃磨成与工件成形面轮廓相同，所得到的刀具称为成形车刀或样板车刀，用此刀进行一次横向进给就可以加工出成形面。成形车刀有以下三种：（一）整体式普通成形刀这种成形刀与普通车刀相

2、似，其特点是将切削刃磨成和成形面表面轮廓相同的曲线形状。由于成形面的精度主要由成形刀来保证，所以对车削精度要求较低的成形面，其切削刃用手工刃磨；而车削精度要求较高时，可在工具磨床上刃磨。图2 整体式普通成形刀（二）棱形成形刀如图3所示，这种成形刀由刀头和弹性刀柄两部分组成。刀头的切削刃按工件形状在工具磨床上用成形砂轮磨削，可制造得很精确。刀头后部的燕尾块装夹在弹性刀柄的燕尾槽中，并用螺钉紧固。刀头前刀面上磨出一个等于径向前角与径向后角之和的角度。如图4所示。刀柄上的燕尾槽做成具有一个等于径向后角的倾角，这样装上刀头后就有了径向后角，同时前刀面也恢复到径向前角。 图3 棱形成形刀 （a）装刀前

3、（b）装刀后图4 棱形成形刀的径向前角和后角棱形成形刀磨损后，只需刃磨前刀面，并将刀头稍向上升起，刀头可使用至无法夹住为止。这种成形刀精度高，使用寿命较长，但制造比较复杂。（三）圆形成形刀圆形成形刀也由刀头和刀柄组成，如图5所示。这种成形刀的刀头是一个开有缺口的圆轮，在缺口上磨出成形刀刃，缺口面即前刀面，在此面上磨出合适的前角。刀头与刀柄用螺栓紧固。在刀头与刀柄的贴合侧面都做出端面齿，这样可防止刀头转动。当成形刀刃低于圆轮的中心，在切削时自然就产生了径向后角（如图6所示）。因此，可按所需的径向后角o（一般为6°10°）求出成形切削刃低于圆轮中心的距离，以调整好后角。图5 圆

4、形成形刀主切削刃低于圆轮中心的距离，可按下式计算： H=D/2(Sin(o) 式中 D圆形成形刀直径，mm； o成形刀的径向后角，一般为6°10°。 a) b)图6 圆形成型刀的后角a)后角等于零 b)切削刃低于中心后，产生纵向后角例1 已知圆形成形刀的直径D=50 mm，需要保证径向后角为8°，求主切削刃低于中心的距离H。 解：根据公式H=D/2(Sin(o)，得 H=D/2(Sin(o) =25×01392=3.48 mm棱形成型刀和圆形成形车刀精度高，使用寿命长，但是制造较复杂。由于成形车刀的形状质量对工件的加工质量影响较大，因此对成形车刀要求较高

5、，需要在专用工具磨床上刃磨，在使用中生产效率较高，工件质量有保证，适用于批量生产。三、成形车刀的刃磨成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刃形是根据工件廓形设计的，可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。用成形车刀加工零件时可一次形成零件表面，操作简便、生产率高，加工后能达到公差等级IT8IT10、粗糙度为105m，并能保证较高的互换性。但成形车刀制造较复杂、成本较高，刀刃工作长度较宽，故易引起振动。 成形车刀主要用在加工批量较大的中、小尺寸带成形表面的零件。车刀用钝后，必须刃磨，以便恢复它的合理形状和角度，车刀（指整体车刀与焊接车刀）重新刃磨是在砂轮机上刃磨的。刃磨高速钢车刀用氧化铝砂

6、轮（白色），刃磨硬质合金刀头用碳化硅砂轮（绿色）。（一）砂轮的选择砂轮的特性由磨料、粒度、硬度、结合剂和组织5个因素决定。1、磨料，常用的磨料有氧化物系、碳化物系和高硬磨料系3种。船上和工厂常用的是氧化铝砂轮和碳化硅砂轮。氧化铝砂轮磨粒硬度低(HV2000-HV2400)、韧性大，适用刃磨高速钢车刀，其中白色的叫做白刚玉，灰褐色的叫做棕刚玉。 碳化硅砂轮的磨粒硬度比氧化铝砂轮的磨粒高(Hv2800以上) 。性脆而锋利，并且具有良好的导热性和导电性，适用刃磨硬质合金。 其中常用的是黑色和绿色的碳化硅砂轮。而绿色的碳化硅砂轮更适合刃磨硬质合金车刀。2、 粒度：粒度表示磨粒大小的程度。以磨

7、粒能通过每英寸长度上多少个孔眼的数字作为表示符号。例如60粒度是指磨粒刚可通过每英寸长度上有60个孔眼的筛网。因此，数字越大则表示磨粒越细。 粗磨车刀应选磨粒号数小的砂轮，精磨车刀应选号数大( 即磨粒细) 的砂轮。船上常用的粒度为46 号台0 号的中软或中硬的砂轮。3、硬度：砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。 砂轮硬，即表面磨粒难以脱落；砂轮软，表示磨粒容易脱落。 砂轮的软硬和磨粒的软硬是两个不同的概念，必须区分清楚。 刃磨高速钢车刀和硬质合金车刀时应选软或中软的砂轮.另外，在选择砂轮时还应考虑砂轮的结合剂和组织。 船上和工厂一般选用陶瓷结合剂(代号A)和中等组织

8、的砂轮。 综上所述，我们应根据刀具材料正确选用砂轮。刃磨高速钢车刀时，应选用粒度为46号到60号的软或中软的氧化铝砂轮。刃磨硬质合金车刀时，应选用粒度为60号到80号的软或中软的碳化硅砂轮，两者不能搞错。（二）成形车刀手工刃磨的一般步骤 (a) (b) (c) (d)图7 成形车刀的刃磨 如图7所示，成形车刀手工刃磨的一般步骤是：1、磨主后刀面，同时磨出主偏角及主后角，如图（a）所示；2、 磨副后刀面，同时磨出副偏角及副后角, 如图（b）所示；3、 磨前刀面，同时磨出前角, 如图（c）所示；4、修磨各刀面及刀尖圆弧, 如图（d）所示。车刀刃磨后，还应用油石细磨各个刀面。这样，可有效地提高车刀的使用寿命和减小工件表面的粗糙度。（三）磨刀安全知识1、刃磨刀具前，应首先检查砂轮有无裂纹，砂轮轴螺母是否拧紧，并经试转后使用，以免砂轮碎裂或飞出伤人。2、刃磨刀