90°外圓車刀的刃磨技巧及應用研究 Research on Grinding Technique and Application of 90° Cylindrical Turning Tool

王智能WANG Zhi-neng 解景浦XIE Jing-pu 程青鵬CHENG Qing-peng

摘要：車床加工范圍廣，靈活性強，一直被機械加工企業(yè)廣泛應用，使用到的刀具統(tǒng)稱車刀。車刀質(zhì)量的好壞直接影響零件加工質(zhì)量、切削性能效率以及車刀使用壽命。新車刀和長時間使用磨鈍后的車刀，都需要對各刀面及切削刃進行刃磨，目前車刀大部分還是靠人工在砂輪上刃磨，因車刀各刀面結(jié)構(gòu)及切削刃角度復雜，一般操作者很難磨制出合格好用的車刀，車刀的刃磨對操作者的技術(shù)和經(jīng)驗要求很高。經(jīng)過多年車刀刃磨實踐和經(jīng)驗總結(jié)，本文介紹常用90°車刀的刃磨方法及注意事項。

Abstract： Lathe has wide processing range and strong flexibility. It has been widely used by machining enterprises. The tools used are collectively referred to as turning tools.? The quality of turning tool directly influences the machining quality， cutting performance and service life of turning tool. Both the new turning tool and the dull turning tool used for a long time need to grind the knife surface and cutting edge. At present， most of the turning tool is grinded manually on the grinding wheel. Due to the complex structure of the knife surface and cutting edge angle of the turning tool， it is difficult for the general operator to grind the qualified and easy-to-use turning tool. The grinding of the turning tool requires high technology and experience for the operator. After many years of grinding practice and experience， this paper introduces the common 90° turning tool grinding method and notes.

關鍵詞：車刀;磨法;注意事項

Key words： turning tool;grinding method;notes

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ?? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）22-0094-02

0? 引言

車床加工范圍廣，靈活性強，一直被機械加工企業(yè)廣泛應用，使用到的刀具統(tǒng)稱車刀。車刀質(zhì)量的好壞直接影響零件加工質(zhì)量、切削性能效率以及車刀使用壽命。新車刀和長時間使用磨鈍后的車刀，都需要對各刀面及切削刃進行刃磨。磨制出合格的車刀，首先，需要從車刀的原理、結(jié)構(gòu)入手，然后選擇合適的砂輪片，安裝在砂輪機上啟動進行刃磨，其次是進行車刀角度檢驗試切，最后修磨達到使用要求。

1? 車刀常用材料、組成、角度及功用

1.1 車刀的材料及要求

車刀頭是車刀的重要組成部分，在金屬的切削中承擔著主要加工支撐和剝離作用，因此刀頭切削部分的材料應具有高硬度，還必須具有很高的熱硬性、耐磨性、較好的焊接性及良好的金屬工藝性能。車刀常用的材料有各種類型的硬質(zhì)合金、高速鋼及陶瓷，其中高速鋼和硬質(zhì)合金車刀是機修車間及生產(chǎn)線上應用最廣、性價比最高的兩種切削材料的刀具。

1.2 車刀的結(jié)構(gòu)（如圖1所示）

90°車刀的組成：前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖等。

1.3 車刀的角度? 如圖2所示，包含前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角。

1.4 功用? 常用來車削工件的外圓、端面和臺階。

2? 刃磨車刀時砂輪的正確選擇

2.1 砂輪的種類

砂輪按用途不同，其形狀、大小、薄厚、材料、硬度、粗細、旋轉(zhuǎn)方式等要素很多，磨削車刀常選用平形砂輪，通常磨削刀具用的是白色氧化鋁和綠色碳化硅兩類砂輪;白色氧化鋁砂輪又稱白剛玉砂輪，多呈白色，磨粒韌性較好、不易脫離，其磨削尖角較為鋒利，但硬度低，主要磨削硬質(zhì)合金車刀的刀桿部分和高速鋼車刀;碳化硅砂輪多呈綠色，磨粒硬度高、刃口鋒利，其磨粒自脫性較強，脆性大，且損耗較快，主要用于磨削焊接的硬質(zhì)合金車刀刀頭和脆硬鋼。

2.2 砂輪的選用原則

通常磨削高速鋼和硬質(zhì)合金車刀刀桿部分，選用白色的氧化鋁砂輪較為合適;而磨削硬質(zhì)合金車刀的切削部分，則選用綠色的碳化硅砂輪較為合適;粗磨普通車刀時應選用粘結(jié)砂輪的沙粒顆粒較大、但粒度較小的粗砂輪（36～60粒），精磨車刀時宜選用顆粒較小、但粒度較大的細砂輪（80～120粒）。

2.3 砂輪的修復

磨削前用金剛石筆、砂條或砂輪修整刀，對砂輪外圓柱面及側(cè)面進行修復平整，消除橢圓度。修整外平面時修復具逐漸靠近砂輪，并來回定尺平行移動，一定要讓砂輪找修復用具，絕不能讓修復用具去找砂輪，產(chǎn)生彈跳，否則，砂輪的平直度和圓周很難保證，動平衡不好，修復效率低，安全也難保證。

3? 車刀磨削的方法步驟

常用90°外圓焊接車刀的手工磨削，通常可分為，刀桿和刀頭兩部分，其中刀桿在白色的氧化鋁砂輪上磨削，磨削要求以刀頭在切削加工時不礙事和傳遞刀頭剛度為原則;而刀頭的切削部分宜選在綠色的碳化硅砂輪上磨削，首先粗磨、然后精磨，要分開;其主要磨削主后刀面、副后刀面、前刀面及其焊瘤、焊渣，保證切削加工時根據(jù)材料不同，磨出合理的幾何角度。①磨削剛開始時先磨去車刀前刀面、主、后刀面上的焊渣，粗磨時先磨主后面，手法是刀桿尾向左偏移，刀桿與砂輪軸線之間成略小于90°的夾角，同時一并磨出主偏角，前刀面向磨削者懷里轉(zhuǎn)6～8°，以減小車刀和砂輪之間的摩擦力，保護刀尖在可控的視線范圍內(nèi)，形成6～8°主后角。接著磨削副后面，將刀桿尾部向右偏斜6～8°，使刀桿與砂輪軸線之間成一定的角度，同時刀桿尾部向下壓5～8°，把刀桿穩(wěn)住保持這兩個角度，從副后面右下角開始輕觸砂輪，即可一并磨出副后角和副偏角。刀尖朝上再磨前刀面，同時小心磨出正確的前角1～3°。②當精磨時要用修復砂輪的金鋼筆或砂輪修整器修復砂輪外圓柱面，保證砂輪平整和運行穩(wěn)定、磨粒尖角鋒利且磨削率高。先修磨前刀面，注意要把刀尖朝上，方便觀察、保證前刀面光滑，還在同一個平直的面上;其次再修磨主后刀面、副后刀面，磨削后要保證主切削刃口平直、刀尖最長、最前、上刃、鋒利、無崩刃、卷邊;最后右手握車刀前部作為支點，左手轉(zhuǎn)動刀桿尾部，修磨其刀尖圓弧過渡刃，強化使用壽命。③磨削斷屑槽：斷屑槽在整個切削過程中起斷屑作用，同時保證排屑方向和順暢。為使切屑卷曲規(guī)范斷裂，通常在車刀前刀面磨出斷屑槽;磨斷屑槽時，先把砂輪的外圓柱面與端面的交匯角，用金鋼筆或砂輪修整器將交匯角修整成相吻合的尖角或圓弧角;磨削時刀尖向上移動，磨點位置應跟刀尖、主切削刃邊緣離開幾毫米平行距離;用力要輕，移動要穩(wěn)、準，而且方向要正，眼睛要盯著刀尖的移動范圍和刀桿尾部的平行位移，防止偏斜而磨傷主切削刃及前刀面。④磨削主切削刃負倒棱：為增加刀具強度，延長刀具的使用壽命，硬質(zhì)合金車刀刀頭一般都需磨出負倒棱;磨削負倒棱時用力要輕，且磨削量很小，車刀要沿主切削刃的后端向刀尖方向擺動。它是磨削車刀的最后一步，站姿要穩(wěn)，集中精力，磨削一定要小心謹慎，輕觸忌重壓，控制好角度，防止砂輪損傷已磨好的刀面和刃口。

4? 磨削車刀的操作要領

①磨削車刀時，操作者要站在砂輪的側(cè)面，不能正對砂輪片，以防磨削過程中砂輪意外破碎，飛出傷人;同時在磨削車刀前，先觀察砂輪機周邊環(huán)境和道路是否通暢，設備安全狀況是否良好，防護眼鏡是否戴好，冷卻水是否備好，再啟動設備，待砂輪運轉(zhuǎn)正常后，即可開始磨削。②磨削時兩手握刀盡量遠點，右手握住刀桿的前端，左手握住刀桿的尾部;磨削者兩臂要自然夾緊腰部，身體略微彎曲并向前傾，重心落在兩腳上;磨削過程要平穩(wěn)，左右慢慢移動要均勻，盡量減小磨削時的抖動，保證刃口的平直度和合理的角度。③磨削主后刀面時刀桿向身體偏轉(zhuǎn)一個主偏角的角度6～8°，刃磨時，車刀的切削部分要擺放在砂輪的水平中心位置。目測到位后，車刀輕觸砂輪外平面，注意要沿砂輪水平方向左右緩慢、勻速移動磨削。車刀需離開砂輪時，手要減小壓力，同時車刀磨削部分一要有意識的向上抬起，防止磨好的刀刃被不當?shù)耐顺龇绞脚鰝?。④磨削副后面時刀桿尾部向右偏轉(zhuǎn)一個副偏角的角度，并把刀頭翹起6～8°，照此手法可一氣將副后角、副偏角磨出。⑤修磨刀尖圓弧時通常以右手握前端為支點，左手以右手為支點勻速轉(zhuǎn)動車刀的尾部，讓刀尖圓弧在砂輪上自然磨成。

5? 車刀磨削的注意事項

磨削車刀，既要保證磨削角度和質(zhì)量，又要保證操作者的安全，磨削時應注意以下幾點：①車刀磨削時，磨削處必須掌控在砂輪水平中心線上。刀尖向上翹約3～8°，車刀接觸砂輪外平面，應作左右方向水平緩慢移動;當車刀要離開砂輪時，刀尖需向上抬起，同時壓低刀桿，快速退出，以防磨好的刀刃被砂輪碰傷。磨削主后面時，刀桿前面向身體轉(zhuǎn)過一個主偏角的角度;磨削副后面時，刀桿尾部向右偏過一個副偏角的角度，并把刀桿尾部下壓約6～8°，照此手法，兩手握穩(wěn)刀桿從副后面右下角往上磨，可一氣將副后角和副偏角同時磨出;并觀察火花的一致性，退出后要目測各切削刃是否完全磨好，主副切削刃是不是都磨成直線，刀尖是不是最長的。②硬質(zhì)合金車刀在磨削時，不允許把發(fā)熱的刀頭直接放入水中冷卻，但可把刀桿插入水中讓其逆冷，以防刀頭速冷而爆裂;磨削高速鋼車刀，刀頭必須隨時快速入水冷卻，以防退火，降低其切削性能和縮短壽命。③磨削車刀時，雙手分工握穩(wěn)車刀，輕觸砂輪外平面，并作水平方向左右緩慢移動，以免砂輪表面出現(xiàn)凹坑或偏斜，直到磨削出的車刀角度及各面都有足夠的支承強度和表面光潔，無退火燒傷現(xiàn)象，試車時達到切削順暢且耐用。

6? 結(jié)論

經(jīng)過對常用車刀材料、組成、角度的認識了解，選用合適的砂輪，并用熟練的手法，正確的刃磨出車刀的主后面、副后面、前面以及排屑順暢的刃傾角，同時還要保證刃磨車刀的安全注意事項和操作者的人身安全，以此來完成車刀的刃磨工作。

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