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车刀

原图链接来自机电之家的图片

外文名： Turning tool 加工范围 ：外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等 所属类别：单刃刀具

车刀是应用最广的一种单刃刀具。也是学习、分析各类刀具的基础。 车刀用于各种车床上，加工外圆、内孔、端面、螺纹、车槽等。

车刀结构

车刀由切削部分、刀柄两部分组成。

切削部分承担切削加工任务。

刀柄部分用来把车刀装夹在机床刀架上。

车刀切削部分的几何要素

车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。

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A、刀面

（l）前刀面Aγ：刀具上切屑流过的表面；

（2）主后刀面Aα：与工件上过渡表面相对的刀面；

（3）副后刀面Aαˊ：与工件上已加工表面相对的刀面。

B、切削刃

（1）主切削刃S：前刀面与后刀面的交线，承担主要的切削工作；

（2）副切削刃Sˊ：前刀面与副后刀面的交线，承担少量的切削工作。

C、刀尖：是主、副切削刃相交的一点。

（1）过渡刃：为了提高刀尖强度和延长车刀的使用寿命，将刀尖磨成一段直线或微小圆弧，称为直线形过渡刃和圆弧形过渡刃。其中微小圆弧的半径称为刀尖圆弧半径,用rε表示。

（2）修光刃：副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃，称为修光刃。切削时，它起到修光已加工表面的作用。

来自知乎常用车刀

车刀切削部分的几何参数

车刀与其他刀具一样必须锋利才能保证正常进行切削加工，如何才能刃磨得锋利？这跟刀具切削部分的几何角度有直接关系。车刀的切削部分共有6个独立的基本角度和2个派生角度。

一.在基面内测量的角度

(1)主偏角kr：主切削刃在基面的投影与进给运动方向间的夹角，在基面中测量。

主偏角的作用是：影响刀尖部分的强度和散热条件，影响切削分力的分配。

（2）副偏角kr′：副切削刃与进给运动反方向间的夹角，在基面中测量。副偏角可减小副切削刃与工件已加工表面之间的摩擦，并影响刀尖部分的强度和散热条件；影响工件已加工表面的粗糙度。

（3）刀尖角εr：主切削平面与副切削平面间的夹角。

刀尖角的大小会影响刀具切削部分的强度和传热性能。它与主偏角和副偏角的关系如下:

εr=180°-（kr+kr′）

二.在主正交平面内测量的角度

（1）前角γo 前刀面与基面间的夹角，在正交平面中测量。

前角表示刀具前面的倾斜程度，它可以是正值、负值或为零。

它的主要作用是影响刀具的锋利程度和强度。

（2）后角αo 后刀面与切削平面间的夹角。在正交平面中测量。

主后角表示刀具主后面倾斜的程度。

它的主要作用是：减少刀具后刀面与工件加工表面之间的摩擦磨损，并配合前角调整切削刃的锐利程度和强度。

（3）楔角βo 前刀面与后刀面间的夹角。

楔角的大小将影响切削部分截面的大小，决定着切削部分的强度，它与前角和后角ao的关系如下

βo=90°-(γo+αo)

三、在切削平面内测量的角度

刃倾角λs 主切削刃与基面间的夹角，在主切削平面中测量。

刃顸角有正负之分(图2-4)。刀尖处于最高点时，刃倾角为正；刀尖处于最低点时，刃倾角为负；切削刃平行于底面时，刃倾角为零。

刃倾角的主要作用是：影响切屑的流向(图2-5)；影响刀具的强度和锋利性（有刃倾角时刀具锋利，无刃倾角时刀具的锋利性下降）。

四.在副切削刃正交平面内测量的角度

(3)副后角αo′副后面与副切削平面间的夹角，在副正交平面中测量。副后角表示刀具副后面倾斜的程度。副后角的主要作用是：影响车刀副后面与工件已加工表面的摩擦。

上述的几何角度中，最常用的是前角、后角、主偏角、刃倾角、副偏角和副后角，通常称之为基本角度，在刀具切削部分的几何角度中，上述基本角度能完整地表达出车刀切削部分的几何形状，反映出刀具的切削特点。刀尖角和楔角为派生角度。

车刀的种类

一、硬质合金焊接车刀

所谓焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。

二、机夹车刀

机夹车刀是采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀。

此类刀具有如下特点：

（1）刀片不经过高温焊接，避免了因焊接而引起的刀片硬度下降、产生裂纹等缺陷，提高了刀具的耐用度。

（2）由于刀具耐用度提高，使用时间较长，换刀时间缩短，提高了生产效率。

（3）刀杆可重复使用，既节省了钢材又提高了刀片的利用率，刀片由制造厂家回收再制，提高了经济效益，降低了刀具成本。

（4）刀片重磨后，尺寸会逐渐变小，为了恢复刀片的工作位置，往往在车刀结构上设有刀片的调整机构，以增加刀片的重磨次数。

（5）压紧刀片所用的压板端部，可以起断屑器作用。

原图链接机夹车刀

三、可转位车刀

可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。一条切削刃用钝后可迅速转位换成相邻的新切削刃，即可继续工作，直到刀片上所有切削刃均已用钝，刀片才报废回收。更换新刀片后，车刀又可继续工作。

1．可转位刀具的优点 与焊接车刀相比，可转位车刀具有下述优点:

（1）刀具寿命高 由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具寿命。

（2）生产效率高 由于机床操作工人不再磨刀，可大大减少停机换刀等辅助时间。

（3）有利于推广新技术、新工艺 可转位刀有利于推广使用涂层、[[陶瓷]等新型刀具材料。

（4）有利于降低刀具成本 由于刀杆使用寿命长，大大减少了刀杆的消耗和库存量，简化了刀具的管理工作，降低了刀具成本。

2．可转位车刀刀片的夹紧特点与要求

（1）定位精度高 刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内。

（2）刀片夹紧可靠 应保证刀片、刀垫、刀杆接触面紧密贴合，经得起冲击和振动，但夹紧力也不宜过大，应力分布应均匀，以免压碎刀片。

（3）排屑流畅 刀片前面上最好无障碍，保证切屑排出流畅，并容易观察。

（4） 使用方便 转换刀刃和更换新刀片方便、迅速。对小尺寸刀具结构要紧凑。 在满足以上要求时，尽可能使结构简单，制造和使用方便。

四、成形车刀

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IT8～IT10、粗糙度为10～5μm，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。

工欲善其事，必先利其器，为了在车床上做良好的切削，正确地准备和使用刀具是很重要的工作。不同的工作需要不同形状的车刀，切削不同的材料要求刀口具不同的刀角，车刀和工作物的位置和速度应有一定相对的关系，车刀本身也应具备足够的硬度、强度而且耐磨、耐热。因此，如何选择车刀材料，刀具角度之研磨都是重要的考虑因素。

对刀具材料的基本要求

刀具材料是指切削部分的材料。它在高温下工作，并要承受较大的压力、摩擦、冲击和振动等，因此应具备以下基本性能。

（1）较高的硬度 刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，常温硬度一般在60HRC以上。

（2）有足够的强度和韧性，以承受切削力、冲击和振动。

（3）有较好的耐磨性，以抵抗切削过程中的磨损，维持一定的切削时间。

（4）较高的耐热性，以便在高温下仍能保持较高硬度，又称为红硬性或热硬性。

（5）有较好的工艺性，以便于制造各种刀具。工艺性包括锻造、轧制、焊接、切削加工、磨削加工和热处理性能等。

目前尚没有一种刀具材料能全面满足上述要求。因此，必须了解常用刀具材料的性能和特点，以便根据工件材料的性能和切削要求，选用合适的刀具材料。

常用的车刀材料

刀具材质的改良和发展是今日金属加工发展的重要课题之一，因为良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作，并保持良好的刀具寿命。一般常用车刀材质有下列几种：

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1 高碳钢：

高碳钢车刀是由含碳量0.8%~1.5%之间的一种碳钢，经过淬火硬化后使用，因切削中的摩擦四很容易回火软化，被高速钢等其它刀具所取代。一般仅适合于软金属材料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。

2 高速钢：

高速钢为一种钢基合金俗名白车刀，含碳量0.7~0.85%之碳钢中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速钢材料中含有18%钨、4%铬以及4%钒的高速钢。高速钢车刀切削中产生的摩擦热可高达至6000C，适合转速1000rpm以下及螺纹之车削，一般常用高速钢车刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。

3 非铸铁合金刀具：

此为钴、铬及钨的合金，因切削加工很难，以铸造成形制造，故又叫超硬铸合金，最具代表者为stellite，其刀具韧性及耐磨性极佳，在8200C温度下其硬度仍不受影响，抗热程度远超出高速钢，适合高速及较深之切削工作。

4 烧结碳化刀具：

碳化刀具为粉未冶金的产品，碳化钨刀具主要成分为50%~90%钨，并加入钛、钼、钽等以钴粉作为结合剂，再经加热烧结完成。碳化刀具的硬度较任何其它材料均高，有最硬高碳钢的三倍，适用于切削较硬金属或石材，因其材质脆硬，故只能制成片状，再焊于较具韧性之刀柄上，如此刀刃钝化或崩裂时，可以更换另一刀口或换新刀片，这种够车刀称为舍弃式车刀。

碳化刀具依国际标准(ISO)其切削性质的不同，分成P、M、K三类，并分别以蓝、黄、红三种颜色来标识：

P类适于切削钢材，有P01、P10、P20、P30、P40、P50六类，P01为高速精车刀，号码小，耐磨性较高，P50为低速粗车刀，号码大，韧性高，刀柄涂蓝色以识别之。

K类适于切削石材、铸铁等脆硬材料，有K01、K10、K20、K30、K40五类，K01为高速精车刀，K40为低速粗车刀，此类刀柄涂以红色以识别。

M类介于P类与M类之间，适于切削韧性较大的材料如不?袗?等，此类刀柄涂以黄色来识别之。

5 陶瓷车刀：

陶瓷车刀是由氧化铝粉未，添加少量元素，再经由高温烧结而成，其硬度、抗热性、切削速度比碳化钨高，但是因为质脆，故不适用于非连续或重车削，只适合高速精削。

6 钻石刀具

作高级表面加工时，可使用圆形或表面有刃缘的工业用钻石来进行光制。可得到更为光滑的表面，主要用来做铜合金或轻合金的精密车削，在车削时必须使用高速度，最低需在60~100m/min，通常在200~300m/min。

7 氧化硼

立方晶氧化硼(CBN)是近年来推广的材料，硬度与耐磨性仅次于钻石，此刀具适用于加工坚硬、耐磨的铁族合金和镍基合金、钴基合金。

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