切断刀和车槽刀的刃磨

一、实训要求

(1)切断刀和车槽刀的种类和用途;

(2)切断刀和车槽刀的组成部分及其角度要求;

(3)切断刀和车槽刀的刃磨方法;

(4)切断刀和车槽刀的角度。

二、实训内容

1.切断刀和车槽刀的种类和用途

切断与车槽是车工的基本操作技能之一,能否掌握好,关键在于刀具的刃磨。因为切断刀和车槽刀的刃磨要比刃磨外圆刀难度大一些。

直形车槽刀和切断刀的几何形状基本相似、刃磨方法也基本相同,只是刀头部分的宽度和长度有些区别,二者有时也通用。

2.切断刀及应用

切断刀以横向进给为主,前端的切削刃是主切削刃,两侧的切削刃是副切削刃。为了减少工件材料的浪费,保证切断实心工件时能切到工件的中心,一般切断刀的主切削刃较窄,刀头较长,其刀头强度相对其他车刀较低,所以,在选择几何参数和切削用量时应特别注意。

1)高速钢切断刀

高速钢切断刀的形状和几何参数如图2.4-1所示。

前角r0＝5°～20°;主后角a0＝6°～8°;两个副后角a1＝1°～3°;主偏角Kr＝90°;两个副偏角＝1°～1.5°。

例:切断外径为36mm,孔径为16mm的空心工件,试计算切断刀的主切削刃宽度和刀头长度。

图2.4-1 高速钢切断刀的形状和几何参数

解:a≈(0.5～0.6)/＝(0.5～0.6)＝3～3.6

为了使切削顺利,在切断刀的弧形前面上磨出卷屑槽,卷屑槽的长度应超过切入深度。但卷屑槽不可过深,一般槽深为0.75～1.5mm,否则会削弱刀头强度。

在切断工件时,为使带孔工件不留边缘,实心工件的不留小凸头,可将切断刀的切削刃略磨斜些。如图2.4-2所示。

图2.4-2 切断工件

(a)切断实心工件;(b)切断空心工件

2)硬质合金切断刀及应用

如果硬质合金切断刀的主切削采用平直刃,那么切断时的切屑和工件槽宽相等,切屑容易堵塞在槽内而不易排出。为使排屑顺利,可把主切削刃两边倒角或磨成人字形,为增加刀头的支撑刚度,常将切断刀的刀头下部做成凸圆弧形。高速切断时,会产生大量的热量,为防止刀片脱焊,必须浇注充足的切削液,发现切削刃磨钝时,应及时刃磨。

3)弹性切断刀及应用

为了节省高速钢,切断刀可以做成片状,装夹在弹性刀柄如图2.4-3所示。弹性切断刀的优点是:当进给量过大时,弹性刀柄会因受力而产生变形,由于刀柄的弯曲中心在上面,所以刀头就会自动向后退让,从而避免了因扎刀而导致切断刀折断的现象。

4)反切刀及应用

切断直径较大的工件时,由于刀头较长,刚度很低,很容易产生振动,这时可采用反向切断法,即工件反转,用反切刀切断。如图2.4-4所示反向切断时,作用在工件上的切削力与工件重力方向一致,这样不容易产生振动;并且切屑向下排出,不容易在槽中堵塞。

图2.4-3 弹性切断刀

(a)实物图;(b)结构图

图2.4-4 反切刀

(a)实物图;(b)结构图

3.车槽刀及应用

车一般外沟槽的车槽刀的形状和几何参数与切断刀基本相同。如图2.4-5车狭窄的外沟槽时,用主切削刃宽度与槽宽相等的车槽刀一次直进车出。车较宽外沟槽时,可以用多次车槽的方法来完成,但必须在槽的两侧和槽的底部留出精车余量,最后根据槽的宽度和位置进行精车。

图2.4-5 车外沟槽

1)车槽刀的几何角度(参见图2.4-1)

2)切断刀和车槽刀长度和宽度的选择

(1)切断刀刀头宽度的经验计算公式是

a≈(0.5～0.6)D

式中 a——主刀刃宽度,mm;

D——被切断工件的直径,mm。

(2)刀头部分的长度L。

①切断实心材料时,L＝1/2D＋(2～3)mm。

②切断空心材料时,L＝被切工件壁厚＋(2～3)mm。

③车槽刀的长度L为槽深＋(2～3)mm。刀宽根据需要刃磨。

3)切断刀和槽刀的刃磨方法

刃磨左侧副后面:两手握刀,车刀前面向上(图2.4-6(a)),同时磨出左侧副后角和副偏角。

刃磨右侧副后面:两手握刀,车刀前面向上(图2.4-6(b)),同时磨出右侧副后角和副偏角。

刃磨主后面(图2.4-6(c)),同时磨出主后角。

刃磨前面和前角,车刀前面对着砂轮磨削表面(图2.4-6(d))。

图2.4-6 切断刀和车槽刀的刃磨方法

(a)刃磨左侧副后面;(b)刃磨右侧副后面;(c)刃磨主后面;(d)刃磨前面和前角

三、实训图样(图2.4-7)

图2.4-7 实训图样

四、实训步骤

(1)粗磨前面和两侧副后面以及主后面,使刀头基本成型。

(2)精磨前面和前角。

(3)精磨副后面和主后面。

(4)修磨刀尖。

五、注意事项

(1)切断刀的卷屑槽不宜磨得太深,一般为0.75～1.5mm,如图2.4-8(a)所示。卷屑槽刃磨太深,其刀头强度差,容易折断,如图2.4-8(b)所示。更不能把前面磨低或磨成台阶形,如图2.4-8(c)所示。这种刀切削不顺利,排屑困难、切削负荷大增,刀头容易折断。

图2.4-8 切断刀的卷屑槽

(a)卷屑槽刃磨正确;(b)卷屑槽刃磨太深;(c)卷屑槽磨成台阶形

(2)刃磨切断刀和槽刀的两侧副后角时,应以车刀的底面为基准,用钢直尺或90°角尺检查,如图2.4-9(a)所示。图2.4-9(b)中副后角一侧有负值,切断时要与工件侧面摩擦。图2.4-9(c)中两侧副后角的角度太大,刀头强度变差,切削时容易折断。

图2.4-9 用角尺检查切断刀副后角

(a)正确;(b)错误;(c)错误

1—平板;2—角尺;3—切断刀

(3)刃磨切断刀和槽刀的副偏角K′r时,要防止下列情况产生:如图2.4-10(a)所示副偏角K′r太大,刀头强度变差,容易折断;如图2.4-10(b)所示副偏角K′r负值,不能用直进法切削;如图2.4-10(c)所示副刀刃不平直,不能用直进法切割;如图2.4-10(d)所示车刀左侧磨去太多,不能切割有高台阶的工件。

(4)高速钢车刀刃磨时,应随时冷却,以防退火。硬质合金刀刃磨时不能在水中冷却,以防刀片碎裂。

(5)硬质合金车刀刃磨时,不能用力过猛,以防刀片烧结处产生高热脱焊,使刀片脱落。

(6)刃磨切断刀和槽刀时,通常左侧副后面磨出即可,刀宽的余量应放在车刀右侧磨去。

(7)主刀刃与两侧副刀刃之间应对称和平直。

(8)在刃磨切断刀副刀刃时,刀侧与砂轮表面的接触点应放在砂轮的边缘处,仔细观察和修整副刀刃的直线度。

图2.4-10 副偏角产生的几种情况

(a)副偏角太大;(b)副偏角负值;(c)副刀刃不平直;(d)车刀左侧磨去太多

(9)建议选用练习刀刃磨,经检查符合要求后,再刃磨正式车刀。

(10)小圆头车刀的刃磨和直形槽刀相似,只是在刃磨主刀刃圆弧时有区别。其刃磨圆头的方法是:以左手握车刀前端为支点,用右手转动车刀尾端,如图2.4-11所示。

图2.4-11 刃磨圆头