第一节常用车刀简介
一、车刀的种类
图3–1 车刀的种类
1．按用途可分为：
①外圆车刀
如图示3–1a 、b 主偏角一般取75°和90°，用于车削外圆表面和台阶；
②端面车刀
如图示3–1c，主偏角一般取45°，用于车削端面和倒角，也可用来车外圆；
③切断、切槽刀
如图示3–1d 用于切断工件或车沟槽。
④镗孔刀
如图示3–1e用于车削工件的内圆表面，如圆柱孔、圆锥孔等；
⑤成形刀
如图示3–1f 有凹、凸之分。用于车削圆角和圆槽或者各种特形面；
⑥内、外螺纹车刀
用于车削外圆表面的螺纹和内圆表面的螺纹。图3–1g为外螺纹车刀。
2．按结构可分为：
①整体式车刀
刀头部分和刀杆部分均为同一种材料。用作整体式车刀的刀具材料一般是整体高速钢,如图3–1f 所示。
②焊接式车刀
刀头部分和刀杆部分分属两种材料。即刀杆上镶焊硬质合金刀片，而后经刃磨所形成的车刀。图3–1所示a、b、c、d、e、g均为焊接式车刀。
③机械夹固式车刀
刀头部分和刀杆部分分属两种材料。它是将硬质合金刀片用机械夹固的方法固定在刀杆上的,如图3–1h所示。它又分为机夹重磨式和机夹不重磨式两种车刀。图3–2所示即是机夹重磨式车刀。图3–3即是机夹不重磨车刀。两者区别在于：后者刀片形状为多边形，即多条切削刃，多个刀尖，用钝后只需将刀片转位即可使新的刀尖和刀刃进行切削而不须重新刃磨；前者刀片则只有一个刀尖和一个刀刃，用钝后就必须的刃磨。
图3–2 机夹重磨式车刀图3–3 机夹不重磨式车刀
目前，机械夹固式车刀应用比较广泛。尤其以数控车床应用更为广泛。用于车削外圆、端面、切断、镗孔、内、外螺纹等。
二、常用车刀的用途
如图3–4所示:
外圆车刀（90°偏刀、75°偏刀、 60°偏刀）车外圆和台阶；
端面车刀（45°弯头刀）车端面；
切刀切槽和切断；
螺纹车刀车内外螺纹；
镗孔刀车内孔；
滚花刀滚网纹和直纹；
圆头刀车特形面。
图3–4 车刀用途示意图
三、车刀的组成
图3–5b所示为车刀组成示意图。它是由刀头和刀杆两部分组成。刀头用于切削，又称切削部分；刀杆用于把车刀装夹在刀架上，又称夹持部分。
车刀刀头在切削时直接接触工件，它具有一定的几何形状。如图3–5a、b、c中所示是三种刀头为不同几何形状的车刀。
图3–5 车刀组成示意图
图3－5中车刀刀具各部分结构，它组要由以下各部分组成：
1．前刀面它是刀具上切屑流过的表面。
2．主后刀面同工件上加工表面相互作用或相对应的表面。
3．副后刀面同工件上已加工表面相互作用或相对应的表面。
4．主切削刃它是前刀面与主后刀面相交的交线部位。
5．副切削刃它是前刀面与副后刀面相交的交线部位。
6．刀尖主、副切削刃相交的交点部位。为了提高刀尖的强度和耐用度往往把刀尖刃磨成圆弧形和直线形的过渡刃。
7．修光刃副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃。与进给方向平行且长度大于工件每转一转车刀沿进给方向的移动量，才能起到修光作用。
以上即是俗称的车刀切削部分的“三面两刃一尖”。其组成如下：
第二节车刀常用材料
一、车刀材料应具备的性能
车刀切削部分在工作时要承受较大的切削力和较高的切削温度以及摩擦、冲击和振动。因此车刀材料应具备以下性能：
1.硬度是刀具材料应具备的基本特征。刀具材料的硬度要高于被加工材料的硬度，一般地说常温硬度须在HRC60以上；
2.耐磨性即材料抵抗磨损的能力，是刀具材料的机械性能、组织结构和化学性能的综合反映。一般说来硬度愈高，耐磨性就愈好。
3.耐热性指在高温下能保持材料硬度、耐磨性、强度和韧性不变而不失切削性能。可用高温硬度表示，也可用红硬性（维持刀具材料切削性能的最高温度限度）表示。高温硬度愈高，则刀具切削性能愈好，允许的切削速度就愈高。它是衡量刀具材料性能的主要标志。同时，在高温下还应具有抗氧化、抗粘结、抗扩散的能力，即具有良好的化学稳定性；
4.强度和韧性为了承受冲击力、切削力和振动，刀具材料应具有足够的强度和韧性。强度用抗弯强度表示；韧性用冲击值表示。
5.工艺性为了便于刀具的制造,要求刀具材料具有良好的锻造、焊接、热处理、高温塑性变形和磨削加工等性能。
此外,还应考虑到刀具材料的经济性。
二、常用的车刀材料
一般用作刀杆部分的材料为优质碳素结构钢，常采用45#钢。
一般用作切削部分的材料有：
1．合金工具钢
含铬、钨、硅、锰等合金元素的低合金工具钢加入合金元素后使硬度及耐磨性得到提高，淬透性较好，这类钢可制造刃形较复杂的低速刀具，如铰刀、拉刀、丝锥等。常用的牌号有CrWMn 、9SiCr、GCr15、Cr12MoV等。
2．高速工具钢
简称高速钢，又称白钢和风钢。含有大量的钨、铬、钼、钒等合金元素，形成大量的高硬度碳化物相，淬火后的硬度可达HRC63-70。不但淬火后硬度高，而且耐磨性、淬透性和回火稳定性显著提高；并有足够的韧性；当切削温度高达600℃时能保持切削加工所要求的硬度。除高钒高速钢的磨削加工性能较差外, 高速钢的工艺性也较好。所以在各种刀具材料中高速钢的性能最为理想。用高速钢制造刀具其显著的特点是制造工艺简单、韧性好、易刃磨成锋利的刃口，所以常常用高速钢制造各种复杂精密的刀具。如车刀、铣刀、铰刀和齿轮刀具等。
高速钢是综合性能较好，可以加工从有色金属到高温合金等各种材料。是应用范围最广的一种刀具材料。其常用的种类和牌号有以下几种：
⑴通用性高速钢
用于加工碳结钢、合结钢和普通铸铁等。常用牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W14Cr4VMnRe等。其中W18Cr4V应用最广；
⑵钴高速钢
用于加工高硬合金、不锈钢等难加工材料。常用牌号有W2Mo9Cr4Vco8,其特点是具有良好的综合性能、硬度高（接近于HRC70），但价格较高，一般用于制造各种高精度复杂刀具；
⑶超硬高速钢
用于加工调质钢材、高温合金等高难加工材料。常用牌号有W6Mo5Cr4V2AI、 W10Mo4CrV3AI两种。这是我国研制成的两种不含稀有金属钴而含廉价铝的新型超硬高速钢。价格比含钴高速钢低的多，可用来制造要求耐用度高、精度高的刀具，如拉刀、滚刀等；
⑷粉末冶金高速钢
这是用粉末冶金法生产的高速钢。即用高压氩气或纯氮气雾化熔融的高速钢钢水直接得到细小的高速钢粉末，经高温、高压制成刀具形状或毛坯。因此碳化物晶粒细小、分布均匀、热处理后变形小、硬度、耐磨性、耐热性显著提高且磨削加工性能好，不足之处是成本较高。因此主要用于制造断续切削刀具和精密刀具。如齿轮滚刀、拉刀和成型铣刀等。
3．硬质合金
硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC、TaC等）和金属粘合剂(Co、Ni等)经过粉末冶金的方法制成。其特点是硬度很高，可达HRC74-82;耐磨性和耐热性亦好，它所允许的工作温度可达800℃-1000℃，甚至更高。所以允许的切削速度比高速钢高几倍到几十倍。可用于高速强力切削和难加工材料的切削加工。其缺点是抗弯强度较低、冲击韧性也较差、工艺性也较高速钢差的多。因此，多用于制造简单的高速切削刀具。用粉末冶金工艺制成一定规格的刀片镶嵌在或者焊接在刀体上进行使用。其常用的种类和牌号有：⑴常用硬质合金
按化学成分分有钨钴类(YG)、钨钴钛类(YT)、钨钛钽（或鈮）类(YW)和碳化钛基硬质合金(YN)四类。常用牌号有YG3、YG6、YG8、YT5、YT15、YT30、YW1、YW2、YN10。其中的；
钨钴类主要适用于加工脆性材料如铸铁和有色金属及非金属材料等；其中含钴量多，韧性较好，适用粗加工；相反则适宜精加工；
钨钴钛类适用于高速切削塑性材料及好钢等。之中含碳化钛量少而含钴量多适宜粗加工；相反则适宜精加工；
钨钛钽（或鈮）类主要适用于加工难切削材料和连续表面；
碳化钛基类主要适用于加工合金钢、工具钢、淬硬钢等连续精加工。
⑵钢结硬质合金
由TiC、WC作硬质相、以高速钢作粘合剂组成的一种新型刀具材料，其性能介于高速钢和常用硬质合金之间。钢结硬质合金烧结体经退火后可进行切削加工，经淬火后具有常用硬质合金的高硬度（HRC69-73）和好的耐磨性，可进行锻造和焊接。可用于制造拉刀、铣刀、钻头等形状复杂、耐用度高的刀具。
⑶超细晶粒硬质合金
碳化物(WC)晶粒尺寸在1μm以下，Co粘合剂可做到0.2-0.4μm，所以硬度高，韧性好。可用以加工高温合金或高强度合金等难加工材料。
⑷涂层硬质合金
在韧性好的硬质合金基体上用气相沉积法等涂覆一层几微米厚且硬度高、耐磨性好的金属化合物(TiC、TiN、ZrC、陶瓷等)而制成的材料称为涂层硬质合金。此制成的刀片（粒）适用于无冲击的半精加工和粗加工。
4．其它新型刀具材料
随着科学技术的发展在不断研制出新型刀具材料。如陶瓷、金属陶瓷、聚晶金刚石、立方氮化硼等超硬材料，用这些材料制成的刀片（粒），用于精加工、半精加工或对特殊材料进行加工，其生产效率和加工质量都很高。
第三节车刀的角度及刃磨
本节主要侧重于介绍车刀的静态几何角度，而对车刀的工作角度暂且不作介绍；车刀刃磨结合实际操作讲解，暂不作书面单独讲解。
一、相关概念
1．车削过程中工件上形成的三个表面
车削过程中工件上形成的三个表面如下图3-6所示，分别是已加工表面、待加工表面和加工表面。
图3–6 车刀切削部分要素
已加工表面――已被切去多余金属而形成的表面，每次进给均会产生一个已加工表面；
待加工表面――即将被切去金属层的表面；
加工表面――车刀正在切削的表面，与主切削刃对应或接触。
图3–7 车刀坐标平面
2．确定车刀角度的三个坐标平面
车刀角度的三个坐标平面如上图3-7a所示，分别为基面、切削平面和主剖
面。
基面 --- 通过切削刃上某一点并垂直于该点假定主运动方向的平面。直观的讲,基面即平行于车刀的底面。
切削平面 --- 与切削刃相切且垂直于该点基面的平面。可看出切削平面与基面是相互垂直的两个平面。主剖面 --- 通过切削刃上某一点并垂直于切削刃的平面。即同时垂直于切削平面和基面的平面。
二、车刀的静态几何角度
如图3-7b所示，车刀的静态几何角度也称标注角度，是制造、刃磨和测量车刀所必需的并标注在车刀设计图上的角度。是在假定只有主运动且主切削刃对准工件中心的条件下定义的，是不随车刀工作条件变化而变化的角度。车刀的静态几何角度有六个基本角度,存在于三个坐标平面内.
1．在基面内标注和测量的角度
主偏角Kr――是主切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角且只有正值。它的变化直接影响切削状态和加工质量。减小主偏角可增加主切削刃参加切削的长度，有利于散热和减小刀具的磨损，使刀具作用于工件径向的切削力增加。当工件刚性不足时，易引起工件弯曲和振动。常在45°- 75°之间取，车细长轴时，为避免顶弯工件，应在75°- 90°之间取。
副偏角Kr′—－是副切削刃在基面上的投影与背进给运动方向之间的夹角且只有正值。其作用是改变副切削刃与工件已加工表面之间的磨擦程度,直接影响已加工表面的粗糙度。 Kr′较小时,可减小切削时的残留面积,相应的也就减小表面粗糙度值。一般Kr′在5°- 10°之间选取，精加工时宜选用较小的Kr′。
刀尖角εr ――主切削刃与副切削刃在基面上的投影的夹角。它与主、副偏角的关系即：
εr = 180° - （Kr + Kr′）
2．在主剖面内标注和测量的角度
前角γo ――前刀面与基面间的夹角.有正、负、0值。直接影响车刀刃口的锋利和强度、影响切屑的变形和切削力。γo增大，能使车刀刃口锋利、切削省力、切屑变形减小并使排屑方便；但γo过大，则刀尖强度被削弱，散热能力降低，容易造成磨损和崩刃。一般硬质合金车刀车削钢件时γo取10°- 25°；车削铸铁时γo取5°- 15°；高速钢车刀的γo在硬质合金车刀的基础上可适当加大些。
后角αο――后刀面与切削平面之间的夹角。有正、负、0值。影响车刀主后刀面与工件过渡表面之间的磨擦程度及刀刃强度和锋利程度。粗加工时为保证刀刃强度αο要适当小些；精加工时为避免已加工表面擦伤，αο要适当大些。αο一般在6°-12°之间选取。
楔角βο――前刀面与后刀面之间的夹角。与前、后角的关系即：
βο = 90 - （γo + αο）
3．在切削平面内标注和测量的角度
刃倾角λs —是主切削刃与基面之间的夹角。有正、负、0的规定。刃倾角主要的作用是改变切屑的流向并影响刀头的强度。当λs取正（即刀尖在主切削刃上为最高点）时，切屑流向待加工表面；当λs取负（即刀尖在主切削刃上为最低点）时，切屑流向已加工表面；当λs = 0（即主切削刃与基面平行）时，切屑沿着垂直于主切削刃的方向流出。一般λs在－5°～10°之间选取。精加工时为防止划伤已加工表面λs应取0°或正值；粗加工时为提高刀头强度应取负值。
第四节车刀的使用安装
设计或者刃磨的很好的车刀，如果安装不正确就会改变车刀应有的角度，直接影响工件的加工质量，严重的甚至无法进行正常切削。所以，使用车刀的同时必须正确安装车刀。
一、刀头伸出不宜太长
常言到“峣峣者易折”。车刀在切削过程中要承受很大的切削力，伸出太长刀杆刚性不足，极易产生振动而影响切削。所以，车刀刀头伸出的长度应以满足使用为原则，一般不超过刀杆高度的两倍。
图3–8 车刀安装示意图
上图3–8中a为安装正确；b图中伸出较长不正确；c图中的刀头悬空且伸出太长，安装不正确。
二、车刀刀尖高度要对中
车刀刀尖要与工件回转中心高度一致见图3-9。高度不一致会使切削平面和基面变化而改变车刀应有的静态几何角度，而影响正常的车削，甚至会使刀尖或刀刃崩裂。装的过高或过低均不能正常切削工件。
三、车刀放置要正确
车刀在刀架上放置的位置要正确。加工外表面的刀具在安装时其中心线应与进给方向垂直，加工内孔的刀具在安装时其中心线应与进给方向平行，否则会使主、副偏角发生变化而影响车削。如图3-9所示；
四、要正切选用刀垫
刀垫的作用是垫起车刀使刀尖与工件回转中心高度一致。刀垫要平整选用时要做到以少代多、以厚代薄；其放置要正确。如图3-8所示，b中的刀垫放置不应缩回到刀架中去,使车刀悬空,不正确;c中的两块刀垫均使车刀悬空,安装不正确；a为安装正确。
图3-9 车刀安装示意图
五、安装要牢固
车刀在切削过程中要承受一定的切削力，如果安装不牢固，就会松动移位发生意外。所以使用压紧螺丝紧固车刀时不得少于两个且要可靠。
各类车刀的具体安装须结合教学实际操作讲解。
第五节车刀耐用度与切削液
车削过程中，切屑、刀具和工件相互摩擦会产生很高的切削热。在正确使用刀具的基础上而合理选用切削液，可以减少切削过程中的摩擦，从而降低切削温度，减小切削力，减少工件的热变形，对提高加工精度和表面质量尤其是对提高刀具耐用度起着很重要的作用。
一、切削液的作用
1．冷却作用
切削液浇注到切削区域后，通过切削热的热传递和汽化，能吸收和带走切削区大量的热量，而改善散热条件，使切屑、刀具和工件上的温度降低，尤为重要的是降低前刀面上的温度。切削液冷却作用的好坏，取决于它的导热系数、比热、汽化热、汽化速度、流量和流速等。一般水溶液的冷却性能最好，油类最差，乳化液介于两者之间而接进于水溶液。
2．润滑作用
车削加工时，切削液渗透到工件与刀具、切屑的接触表面之间形成边界润滑而达到润滑作用。所谓边界润滑，就是在切削时，刀具前刀面与切屑接触，接触表面间压力较大，温度较高，使部分润滑膜厚度逐渐减小，直到消失，造成金属表面波峰直接接触。而其于部位，仍保持着润滑膜，从而减小金属直接接触面积，降低摩擦系数。
切削液的润滑性能，直接与形成润滑膜的牢固有关。边界润滑膜具有物理吸附或化学吸附两种结合性质。物理吸附润滑膜主要是靠切削液中的油性添加剂，如动植物油、及油酸、胺类、醇类及脂类中极性分子吸附而成。油性添加剂主要应用于低压、低温状态下的边界润滑。在高压、高温边界润滑状态下，即极压润滑状态下，切削液中必须添加极压添加剂形成另外一种性质的润滑膜。常用的极压添加剂是含硫、磷、氯、碘等有机化合物。这些化合物与金属表面起化学反应而生成新的化合物薄膜，如硫化铁、氯化亚铁、氯化铁等润滑膜，使边界润滑层有较好的润滑作用。
3．清洗作用
浇注切削液能冲、带走在车削过程中产生的碎、细切屑，从而起到清洗、防止刮伤已加工表面和车床导轨面的作用。
4．防锈作用
在切削液中加入防锈添加剂，如亚硝酸钠、磷酸三钠和石油磺酸钡等，使金属表面生成保护膜，使机床、工件不受空气、水份和酸等介质的腐蚀，从而起到防锈作用。
二、常用切削液种类及其选用
常用切削液有水溶液、乳化液和切削油三大类。
1．水溶液
主要成份是水并加入防锈添加剂的切削液，主要起冷却作用。一般用于精车和铰孔等；
2．乳化液
是将乳化油用水稀释而成的液体。而乳化油则是由矿物油、乳化剂及添加剂配成的。常用的有三乙醇胺油酸皂、69-1防锈乳化油和极压乳化油等。使用时，按产品说明配制而用。低浓度主要起冷却作用，适用于粗加工；高浓度主要起润滑作用，适用于精加工和复杂工序加工；
3．切削油
包栝有机械油、轻柴油、煤油等矿物油，还有豆油、菜籽油、蓖麻油、鲸油等动植物油。普通车削、攻螺纹、铰孔等可选用机油；加工有色金属和铸铁时应选用黏度小、浸润性好的煤油与其它矿物油的混合油；自动机床可选用黏度小、流动性好的轻柴油。
总之，切削液的选用应根据工件材料、刀具材料、加工方法和加工要求来确定，而不是一成不变。相反，如果选择不当就得不到应有的效果。
常用刀具材料分类、特点及应用 刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度、已加工表面质量和加工成本等，所以正确选择刀具材料是设计和选用刀具的重要容之一。 1.刀具材料应具备的性能 金属切削时，刀具切削部分直接和工件及切屑相接触，承受着很大的切削压力和冲击，并受到工件及切屑的剧烈摩擦，产生很高的切削温度，即刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的。因此，刀具切削部分材料应具备以下基本性能。 1.1 高的硬度和耐磨性 硬度是刀具材料应具备的基本特性。刀具要从工件上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度大。 耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。组织中硬质点（碳化物、氮化物等）的硬度越高，数量越多，颗粒越小，分布越均匀，则耐磨性越高。但刀具材料的耐磨性实际上不仅取决于它的硬度，而且也和它的化学成分、强度、纤维组织及摩擦区的温度有关。 1.2 足够的强度和韧性 要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程常要出现的冲击和振动的条件下工作，而不产生崩刃和折断，刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。 1.3 高的耐热性 耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。它是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能。 1.4 导热性好 刀具材料的导热性越好，切削热越容易从切削区散走，有利于降低切削温度。刀具材料的导热性用热导率表示。热导率大，表示导热性好，切削时产生的热量就容易传散出去，从而降低切削部分的温度，减轻刀具磨损。
1.5 具有良好的工艺性和经济性 既要求刀具材料本身的可切削性能、耐磨性能、热处理性能、焊接性能等要好，且又要资源丰富，价格低廉。 2.常用刀具材料分类、特点及应用 刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、瓷和超硬材料等五大类。常用刀具材料的主要性能及用途见表2-1。
刀具常用钢材简介 评价一把刀的钢材好坏,并不能仅仅从刀的锋利程度(硬度)来看,而是要从它使用钢材的:硬度,保持性(抗腐蚀性),柔韧性,易修复性这4个方面来综合的看。 一、钢合金 简单地说：钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分： 碳（Carbon） 存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有5%以上的碳，也成为高碳钢。铬（Chromium） 增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有1。3%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈的。锰（Manganese） 重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2,L-6和CPM420V。 钼（MolyBDenum）
碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢（例如A-2,ATS-34）总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。 镍（Nickle） 保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6AUS-6和AUS-8中。 硅（Silicon） 有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。 钨（Tungsten） 增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。 钒（Vanadium） 增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒，其中M-2，Vascowear，CPMT440V和420VA 含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。 二、碳合金钢(非不锈钢) 这一类钢材是通常用于锻造的钢材。其实不锈钢也是可以锻造的,但非常困难。另外，同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端，而不锈钢不可以这样冶炼。当然，在不同程度上碳钢比不锈钢容易生锈，也比使用不锈钢风险大。 在AISI钢材命名系统中，10xx是碳钢，其他的则是合金钢，例如，50xx系列是铬钢。在SAE命名系统中，带有字符标示的(例
各种车刀角度 一、常用车刀种类 二、车刀的用途 三、90度外圆车刀的角度 注：后角、副后角均为8-12度 a)90°偏刀、b)75°外圆车刀、c)45°外圆、端面车刀、 d)切断刀、e)内孔车刀、f)成形刀、g)螺纹车刀
四、端面车刀 五、切断刀
六、成形刀 七、内孔刀
八、螺纹车刀 1、角度样板 2、螺纹车刀种类：外螺纹车刀和内螺纹车刀 图一：60度外螺纹车刀图二：60度内螺纹车刀 3、对刀方法
外螺纹车刀的装夹 a)内螺纹车刀的装夹 4、螺纹的车削方法 a)左右进给法b)直进法
九、砂轮 1、砂轮的选用必须根据刀具材料来选用 1)氧化铝砂轮氧化铝砂轮多呈灰色或白色，其砂粒韧性好，比较锋利，但硬度稍低（指磨粒容易从砂轮上脱落），适于刃磨高速钢车刀和硬质合金车刀的刀柄部分。氧化铝砂轮也称为刚玉砂轮。 2)碳化硅砂轮碳化硅砂轮多呈绿色，其磨粒硬度高，切削性能好，但较脆，适于刃磨硬质合金车刀。 十、刻度盘的计算和应用 在车削工件时，为了正确和迅速的掌握进刀深度，通常利用中滑板或小滑板上刻度盘进行操作。 中滑板的刻度盘装在横向进给的丝杠上，当摇动横向进给丝杠转一圈时，刻度盘也转了一周，这时固定在中滑板上的螺母就带动中滑板车刀移动一个导程、如果横向进给丝杠导程为5mm，刻度盘分100格，当摇动进给丝杠转动一周时，中滑板就移动5mm，当刻度盘转过一格时，中滑板移动量为5÷100=0.05mm。使用刻度盘时，由于螺杆和螺母之间配合往往存在间隙，因此会产生空行程（即刻度盘转动而滑板未移动）。所以使用刻度盘进给过深时，必须向相反方向退回全部空行程，然后再转到需要的格数，而不能直接退回到需要的格数。但必须注意、中滑板刻度的刀量应是工件余量的二分之一。见下图。
车刀种类和用途 序 一、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。车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛，在车刀中所占比例逐渐增加。 二、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。 三、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。 四、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
车刀的种类及用途 車刀的種類和用途 刀具材質的改良和發展是今日金屬加工發展的重要課題之一，因為良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作，並保持良好的刀具壽命。一般常用車刀材質有下列幾種： 1 高碳鋼：高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼，經過淬火硬化後使用，因切削中的摩擦四很容易回火軟化，被高速鋼等其他刀具所取代。一般僅適合於軟金屬材料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。 2 高速鋼：高速鋼為一種鋼基合金俗名白車刀，含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中產生的摩擦熱可高達至6000C，適合轉速1000rpm以下及螺紋之車削，一般常用高速鋼車刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。 3 非鑄鐵合金刀具：此為鈷、鉻及鎢的合金，因切削加工很難，以鑄造成形製造，故又叫超硬鑄合金，最具代表者為stellite，其刀具韌性及耐磨性極佳，在8200C溫度下其硬度仍不受影響，抗熱程度遠超出高速鋼，適合高速及較深之切削工作。 4燒結碳化刀具：碳化刀具為粉未冶金的產品，碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢，並加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結合劑，再經加熱燒結完成。碳化刀具的硬度較任何其他材料均高，有最硬高碳鋼的三倍，適用於切削較硬金屬或石材，因其材質脆硬，故只能製成片狀，再焊於較具靭性之刀柄上，如此刀刃鈍化或崩裂時，可以更換另一刀口或換新刀片，這種夠車刀稱為捨棄式車刀。 碳化刀具依國際標準(ISO)其切削性質的不同，分成P、M、K三類，並分別
详细讲解车刀的种类和用途 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： 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：
第一节常用车刀简介 一、车刀的种类 图3–1 车刀的种类 1．按用途可分为： ①外圆车刀 如图示3–1a 、b 主偏角一般取75°和90°，用于车削外圆表面和台阶； ②端面车刀 如图示3–1c，主偏角一般取45°，用于车削端面和倒角，也可用来车外圆； ③切断、切槽刀 如图示3–1d 用于切断工件或车沟槽。 ④镗孔刀 如图示3–1e用于车削工件的内圆表面，如圆柱孔、圆锥孔等； ⑤成形刀 如图示3–1f 有凹、凸之分。用于车削圆角和圆槽或者各种特形面；
⑥内、外螺纹车刀 用于车削外圆表面的螺纹和内圆表面的螺纹。图3–1g为外螺纹车刀。 2．按结构可分为： ①整体式车刀 刀头部分和刀杆部分均为同一种材料。用作整体式车刀的刀具材料一般是整体高速钢,如图3–1f 所示。 ②焊接式车刀 刀头部分和刀杆部分分属两种材料。即刀杆上镶焊硬质合金刀片，而后经刃磨所形成的车刀。图3–1所示a、b、c、d、e、g均为焊接式车刀。 ③机械夹固式车刀 刀头部分和刀杆部分分属两种材料。它是将硬质合金刀片用机械夹固的方法固定在刀杆上的,如图3–1h所示。它又分为机夹重磨式和机夹不重磨式两种车刀。图3–2所示即是机夹重磨式车刀。图3–3即是机夹不重磨车刀。两者区别在于：后者刀片形状为多边形，即多条切削刃，多个刀尖，用钝后只需将刀片转位即可使新的刀尖和刀刃进行切削而不须重新刃磨；前者刀片则只有一个刀尖和一个刀刃，用钝后就必须的刃磨。 图3–2 机夹重磨式车刀图3–3 机夹不重磨式车刀
目前，机械夹固式车刀应用比较广泛。尤其以数控车床应用更为广泛。用于车削外圆、端面、切断、镗孔、内、外螺纹等。 二、常用车刀的用途 如图3–4所示: 外圆车刀（90°偏刀、75°偏刀、 60°偏刀）车外圆和台阶； 端面车刀（45°弯头刀）车端面； 切刀切槽和切断； 螺纹车刀车内外螺纹； 镗孔刀车内孔； 滚花刀滚网纹和直纹； 圆头刀车特形面。
第5章常用车刀种类介绍 车刀是应用最广的一种刀具，车刀按加工表面特征分：外圆车刀、车槽车刀、螺纹车刀、内孔车刀等，表5-1是常用车刀的形式及代号。 表5-2 常用车刀的形式及代号 我们在第三章刀具的几何参数中，对刀具角度的测量及功能等进行了简单的分析，其实不同刀具的参数等的分析大致相同，所以在本章中我们不对所有刀具作一一分析，只对90 °外圆车刀、45°端面车刀、割断刀进行分析，并用ug立体图的形式展现出来，合其更直观，但于大家接受。 一. 90 °外圆车刀 1.车刀的图示标注 如图5-1所示，设车刀以纵向进给车外圆。90 °外圆车刀主偏角kr=90 °，车刀切削平面的投影就是车刀俯视图，图中主切削刃与副切削刃处在同一平面上。 90 °外圆车刀也有三个刀面：前面、主后面及副后面（定义同第三章刀具的几何参数）。在图上需要标注6个独立的角度：前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角和刃倾角（定义同第三章刀具的几何参数）。 2.立体图动画展示90 °外圆车刀的结构特点（见Ug立体图1） 3. 90 °外圆车刀的特点和功用 90 °外圆车刀，又称偏刀。常用的有焊接式和机夹式二种，常用的刀头材料为硬质合金现在焊接式车刀基本上还是以硬质合金为主（图5-2），机夹式己广泛采用涂层刀具，因为图层刀具耐磨性好，使用寿命长，切削加工性良好，所以是发展趋势。
图5-1 90 °外圆车刀几何角度 图5-2 焊接式90 °外圆车刀 90 °外圆车刀按进给方向不同分为左偏刀和右偏刀，我们最常用的是右偏刀。右偏刀,由右向左进给。用来车削工件的外圆、端面和台阶，它的主偏角较大，车削外圆时作用于工件的径向力小，不易出现将工件顶弯的现象，一般用于半精加工；左偏刀，由左向右进给，用于车削工件外圆和台阶，也用于车削外径较大而长度短的零件（盘类件）的端面。 4.案例分析 图5-3是钨钛钴类硬质合金刀具(YT15)的角度图示，请根据图示说出这把车刀的六个独立角度及简单分析这把车刀的切削用途。 根据实图标注，这是一把90 °的外圆车刀，所以主偏角为90 °，这把刀的的前角为20°，主后角为6 °，副后角为5 °，副偏角为8 °，刃倾角为3 °。 其次为了增加这把刀的切削刀强度，在切削刃上磨出了5°的负倒棱。为了有利断屑还磨出断屑槽，断屑槽的圆弧为R3。根据我们学过的刀具角度的功用、刀具材料等相关知识做出下列判断：
车削刀具简介 一、车刀的种类 直头车刀 45°弯头车刀 75°偏刀 90度偏刀切断刀扩孔车刀（通孔）扩孔车刀（盲孔）螺纹车刀 车刀的种类 1．按用途可分为： ①外圆车刀 主偏角一般取45°、75°和90°，用于车削外圆表面和台阶； ②端面车刀 主偏角一般取45°，用于车削端面和倒角，也可用来车外圆； ③切断、切槽刀 用于切断工件或车沟槽。 ④镗孔刀 用于车削工件的内圆表面，如圆柱孔、圆锥孔等； ⑤成形刀 有凹、凸之分。用于车削圆角和圆槽或者各种特形面； ⑥内、外螺纹车刀 用于车削外圆表面的螺纹和内圆表面的螺纹。 2．按结构可分为： ①整体式车刀 刀头部分和刀杆部分均为同一种材料。用作整体式车刀的刀具材料一般是整体高速钢,②焊接式车刀 刀头部分和刀杆部分分属两种材料。即刀杆上镶焊硬质合金刀片，而后经刃磨所形成的车刀。 ③机械夹固式车刀 刀头部分和刀杆部分分属两种材料。它是将硬质合金刀片用机械夹固的方法固定在刀杆上的。它又分为机夹重磨式和机夹不重磨式两种车刀。图2所示即是机夹重磨式车刀。图3即是机夹不重磨车刀。两者区别在于：后者刀片形状为多边形，即多条切削刃，多个刀尖，用钝后只需将刀片转位即可使新的刀尖和刀刃进行切削而不须重新刃磨；前者刀片则只有一个刀尖和一个刀刃，用钝后就必须的刃磨。 图2 机夹重磨式车刀图3 机夹不重磨式车刀
目前，机械夹固式车刀应用比较广泛。尤其以数控车床应用更为广泛。用于车削外圆、端面、切断、镗孔、内、外螺纹等。 3、常用车刀的用途 如图4所示: 外圆车刀（90°偏刀、75°偏刀、 60°偏刀）车外圆和台阶； 端面车刀（45°弯头刀）车端面； 切刀切槽和切断； 螺纹车刀车内外螺纹； 镗孔刀车内孔； 滚花刀滚网纹和直纹； 圆头刀车特形面。 图4 车刀用途示意图 三、车刀的组成 图5所示为车刀组成示意图。它是由刀头和刀杆两部分组成。刀头用于切削，又称切削部分；刀杆用于把车刀装夹在刀架上，又称夹持部分。 车刀刀头在切削时直接接触工件，它具有一定的几何形状。如图a、b、c中所示是三种刀头为不同几何形状的车刀。 车刀组成示意图 图中车刀刀具各部分结构，它组要由以下各部分组成： 1．前刀面它是刀具上切屑流过的表面。 2．主后刀面同工件上加工表面相互作用或相对应的表面。 3．副后刀面同工件上已加工表面相互作用或相对应的表面。 4．主切削刃它是前刀面与主后刀面相交的交线部位。 5．副切削刃它是前刀面与副后刀面相交的交线部位。 6．刀尖主、副切削刃相交的交点部位。为了提高刀尖的强度和耐用度往往把刀尖刃磨成圆弧形和直线形的过渡刃。 7．修光刃副切削刃近刀尖处一小段平直的切削刃。与进给方向平行且长度大于工件每转一转车刀沿进给方向的移动量，才能起到修光作用。 以上即是俗称的车刀切削部分的“三面两刃一尖”。其组成如下： 二车刀常用材料 1、车刀材料应具备的性能 车刀切削部分在工作时要承受较大的切削力和较高的切削温度以及摩擦、冲击和振动。因此车刀材料应具备以下性能： 1.硬度是刀具材料应具备的基本特征。刀具材料的硬度要高于被加工材料的硬度，一般地说常温硬度须在HRC60以上； 2.耐磨性即材料抵抗磨损的能力，是刀具材料的机械性能、组织结构和化学性能的综合反映。
机床常用车刀材料的种类和用途 按材料分：锋钢刀（碳素合金工具钢刀）、合金刀、陶瓷刀、氮化硼刀等。 按结构形式分:锻打刀、焊接刀、机夹刀。 按用途分：外圆刀、内圆刀、螺纹刀、切刀、左右偏刀、圆弧刀等。 1、高速钢 高速钢是指含较多钨、铬、铝等合金元素的高台金工具钢，俗称锋钢或白钢。 机床其特点是：制造简单；有较高的硬度(63～66HRC)，耐磨性和耐热性(约600—660口c)；有足够的强度和韧性；有较好的工艺性；能承受较大的冲击力；可制造形状复杂的刀具，如特种车刀、铣刀、钻头、拉刀和齿轮刀具等；但不能用于高速切削。常用高速钢的牌号与性能。 高速钢淬火后的硬度为HRC63～67，其红硬温度550℃～600℃,允许的切削速度为25～30m/min。 高速钢有较高的抗弯强度和冲击韧性，可以进行铸造、锻造、焊接、热处理和切削加工，有良好的磨削性能，刃磨质量较高，故多用来制造形状复杂的刀具，如钻头、铰刀、铣刀等，亦常用作低速精加工车刀和成形车刀。 常用的高速钢牌号为W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2两种。
2、硬质合金 (1)钨钴类硬质合金它的代号是YG，由co和wc组成。常用牌机床抗弯强脯不怕冲击，但是硬度和耐热. 其特点是：韧性好，抗弯强度高，不怕冲击，但是硬度和耐热性较低。适用于加工铸铁、青铜等脆性材料．常用牌号有YG3、YG6、YG8等，后面的数字表示含钴量的百分比，含钴量愈高，其承受冲击的性能就愈好。因此，YG8常用于粗加工，YG6和YG3常用于半精加工和精加工。 (2)钨钻钛类硬质合金它的代号是YT，由wc(碳化钨)、Tic(碳化钛)、co(钴)组成。常用牌号是YTl5、Y130等． 其特点是：硬度为89～93HRA，耐热温度为800～1000℃；耐磨性、抗氧化性较高；但抗弯强度、冲击韧度较低。适用于加工碳钢、台金钢等到塑性材料。 加入碳化钛可以增加合金的耐磨性，可以提高合金与塑性材料的粘结温度，减少刀具磨损，也可以提高硬度；但韧性差，更脆、承受冲击的性能也较差，一般用来加工塑性材料。 常用牌号有YT5、YT15、YT30等，后面数字是碳化钛含量的百分数，碳化钛的含量愈高，红硬性愈好；但钴的含量相应愈低，韧性愈差，愈不耐冲击，所以YT5常用于粗加工，YT15和YT30常用于半精加工和精加工。 (3)钨钽(铌)钴类硬质合金它的代号是YA，由wc、Tac(Nb C)和co组成。
车刀的种类及用途 车刀的种类和用途 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： 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，经过淬火硬化後使用，因切削中的摩擦四很容易回火软化，被高速钢等其他刀具所取代。一般仅适合於软金属材料之切削，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他材料均高，有最硬高碳钢的三倍，适用於切削较硬金属或石材，因其材质脆硬，故只能制成片状，再焊於较具靭性之刀柄上，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类适於切削钢材，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，靭性高，刀柄涂蓝色以识别之。 K类适於切削石材、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类介於P类与M类之间，适於切削靭性较大的材料如不?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，故不适用於非连续或重车削，只适合高速精削。
1、常用合金刀片牌号、性能及用途： YD05 专用于加工各种镍基、钴基、铁基及含碳化钨自熔性喷涂合金材料。 YT726 红硬性高，耐磨性好。适于冷硬铸铁、合金铸铁、淬火钢的车削、铣削。 YT767 耐磨性高、抗塑性变形能力好。适于高锰钢、不锈钢的连续或部断切削。 YT758 高温硬度好，耐磨性好。适于超高强度钢的连续或间断切削。 YT798 韧性好，具有很高的抗热震裂和抗塑性变形能力。适于铣削合金结构钢、合金 工具钢，也适于高锰钢、不锈钢的加工。 YT535 耐磨性、红硬性高于YT540 并有较高的使用强度。适于铸、锻钢的连续粗车、粗铣。 ZP10 耐磨性及使用强度较高，红硬性好，适合于钢铸钢、可锻铸铁、连续球墨铸铁 的精加工和音精加工，还可用于仿形、螺纹车削及铣削加工。 ZP20 使用强度和抗冲击性较高，适合于钢、铸钢可锻铁和球墨铸铁的半精加工和浅 粗加工。 ZK10SF 结晶粒合金，具有较高耐磨性，强度高，抗冲击性好，适合各种铸铁、有色金 属及非金属材料的加工，是整体硬质合金孔加工刀具的理想材料。 ZK10SF-1 具有良好的耐磨，适合于铸铁、有色金属、非金属材料及淬火钢的精加工，是 整体硬直金孔加工刀具的理想材料。 ZK30SF 强度高，抗冲击性好，适合于各种铸铁的粗加工和强力切削。 ZK30SF-1 结晶粒合金，耐磨性好，使用强度高，通用性好。适用于在较高速度下粗，精 加工各种钢、铸铁、碳钢，高速和快速进给更佳。 ZK10UF
适用于各种铸铁及有色金属的精加工和半精加工，也是制作整体硬质合金孔加 工工具的理想材料。 ZK10UF-1 适合于铸铁的精加工和半精加工，亦可用于合金铸铁、青铜、黄铜、铝及其合 金的加工。 ZK20 适合于铸铁、冷硬铸铁、低合金铸铁，有色金属及非金属材料的半精加工和浅 粗加工。 ZK30UF 具有特别优越的韧性，硬度也比较高，适于各种铸铁，有色金属的精加工和强 力铣削，特别是作为孔加工刀具十分理想。 ZK30 适合于铸铁、铜、铝等有色金属及大理石、塑料等非金属材料的粗加工。 YG522 耐磨性好，使用强度高，是竹木加工专用牌号，其使用寿命高，并可用于有金 属和非金属材料的切削加工。 YG546 韧性好，使用强度高，能承受较大的冲击负荷，适于不锈钢、铸铁粗加工。 YG610 具有良好的热强性。适于铸铁、高温合金、淬火钢等材料的连续或间断切削。 YG640 有良好的热强性和高耐磨性，抗冲击、抗氧化能力好。适于大型铸件的连续， 间断切削和耐热钢、高强度钢铣削、刨削。 YG813 耐磨性好，较高的抗弯强度和抗粘结能力。适于加工高温合金、不锈钢、高锰 钢等材料。 YNG051 适合于钢、不锈钢、铸铁的精加工。 YNG051 适合于钢、不锈钢、铸铁的半精和精加工。 YCB011 主要适合于淬硬钢HRC50-60( 例如碳素工具钢、轴承钢、模具钢和高速钢等) 灰口铸铁、球墨铸铁、冷硬铸铁、以及NI 基、Co 基、Fe 基高温合金的机械加
第一章常用刀具材料介绍 一．刀具材料的基本性能 在切削过程中，刀具切削部分是在很大的切削力、较高的切削温度及剧烈摩擦等条件下工作的，同时，由于切削余量和工件材质不均匀或切削时形不成带状切屑，还伴随冲击和振动，因此刀具切削部分的材料应具备以下几方面的性能： 1．高的硬度刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，以便切入工件。一般常温时硬度在60HRC以上,对某些难切除材料，刀具的硬度要求在HRC65以上。 2．高的耐磨性刀具在切削加工中经受剧烈摩擦，要求其磨损要小，通常刀具材料的硬度越高，耐磨性越好。 3．高的耐热性耐热性（又称红硬性）是指刀具在高温下能够保持其硬度的性能。它是衡量刀具材料切削性能的主要指标。 4．足够的强度和韧性在切削过程中，刀具要经得起所承受的各种应力和冲击，才能防止刀具的崩刃或脆性断裂。 5．良好的工艺性刀具材料应具备良好的可加工性和垫处理性。 此外，还应考虑到刀具材料的经济性。经济性差的刀具材料难以推广使用。 二．刀具材料的种类及选用 常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料等，其中应用最多的是高速钢和硬质合金。 1.碳素工具钢碳素工具钢是指含碳量为0.65%-1.35%的优质高碳钢，淬火硬度可 达HRC60～65。刀具刃磨时容易达到锋利，价格低廉。这类钢由于耐热性很差（200-250℃），允许的切削速度很低（V≤10m/min），只适宜做一些低速手动工具，如板牙、手工锯条、锉刀等。常用的牌号是T7A、T8A……T13A等。 2.合金工具钢合金工具钢是指含铬、钨、硅、锰等合金元素的低碳合金钢。其碳 的质量分数为0.85%-1.5%，合金元素的总质量分数在5%以下。合金工具钢有较高的耐热性（300-400℃），可以允许有较高的切削速度下工作；此外这类钢淬透性较好，热处理变形小，耐磨性较好，因此可以用于截面积较大要求热处理变形较小，对耐磨性及韧度有一定要求的低速切削刀具，如板牙、丝锥、铰刀、拉刀等。以上两种材料作为刀具使用的较少。最常用的牌号有9SiCr、CrWMn等。
数控车床常用刀具及选择 1．数控刀具的结构数控车床刀具种类繁多，功能互不相同。根据不同的加工条件正确选择刀具是编制程序的重要环节，因此必须对车刀的种类及特点有一个基本的了解。在数控车床上使用的刀具有外圆车刀、钻头、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具等，其中以外圆车刀、镗刀、钻头最为常用。 数控车床使用的车刀、镗刀、切断刀、螺纹加工刀具均有整体式和机夹式之分，除经济型数控车床 外，目前已广泛使用可转位机夹式车刀。 (1) 数控车床可转位刀具特点 数控车床所采用的可转位车刀，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，与通用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对可转位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如下表所示。 表2-2 可转位车刀特点 (2) 可转位车刀的种类可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、 切槽车刀、切断车刀和螺纹车刀等，见表2-3。 表2-3 可转位车刀的种类
(3) 可转位车刀的结构形式 ①杠杆式： 结构见图2-16，由杠杆、螺钉、刀垫、刀垫销、刀片所组成。这种方式依靠螺钉旋紧压靠杠杆，由杠杆的力压紧刀片达到夹固的目的。其特点适合各种正、负前角的刀片，有效的前角范围为-60°～ +180°；切屑可无阻碍地流过，切削热不影响螺孔和杠杆；两面槽壁给刀片有力的支撑，并确保转位精度。 ②楔块式： 其结构见图2-17，由紧定螺钉、刀垫、销、楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的挤压力将刀片紧固。其特点适合各种负前角刀片，有效前角的变化范围为-60～+180。两面无槽壁，便于仿形切削 或倒转操作时留有间隙。 ③楔块夹紧式： 其结构见图2-18，由紧定螺钉、刀垫、销、压紧楔块、刀片所组成。这种方式依靠销与楔块的压下力将刀片夹紧。其特点同楔块式，但切屑流畅不如楔块式。 此外还有螺栓上压式、压孔式、上压式等形式。
车刀种类和用途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。车刀按结构可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。 其中可转位车刀的应用日益广泛，在车刀中所占比例逐渐增加。二、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。三、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。四、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。五、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。
常用刀具材料的种类及其特性 一．碳素工具钢 优点：碳素工具钢生产成本较低，原材料来源方便；易于冷、热加工，在热处理后可获得相当高的硬度；在工作受热不高的情况下，耐磨性也较好。 缺点：淬透性差，需要用水、盐水或碱水淬火，畸变和开裂倾向性大，耐磨性和热强度都很低。 常用牌号：T7、T8、T8Mn、T10、T11、T12。 应用：碳含量较低的T7钢具有良好的韧性，但耐磨性不高，适于制作切削软材料的刃具和承受冲击负荷的工具，如木工工具、镰刀、凿子、锤子等。T8钢具有较好的韧性和较高的硬度，适于制作冲头、剪刀，也可制作木工工具。锰含量较高的T8Mn钢淬透性较好，适于制作断口较大的木工工具、煤矿用凿、石工凿和要求变形小的手锯条、横纹锉刀。T10钢耐磨性较好，应用范围较广，适于制作切削条件较差、耐磨性要求较高的金属切削工具，以及冷冲模具和测量工具，如车刀、刨刀、铣刀、搓丝板、拉丝模、刻纹凿子、卡尺和塞规等。T12钢硬度高、耐磨性好，但是韧性低，可以用于制作不受冲击的，要求硬度高、耐磨性好的切削工具和测量工具，如刮刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙和千分尺等。T13钢是碳素工具钢中碳含量最高的钢种，其硬度极高，但韧性低，不能承受冲击载荷，只适于制作切削高硬度材料的刃具和加工坚硬岩石的工具，如锉刀、刻刀、拉丝模具、雕刻工具等。 二．高速钢 优点：避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。高速钢强度、韧性均好，刃磨后切削刃锋利，质量稳定强度较好，可磨性好，可用普通钢玉砂轮磨削。 缺点：价格高，耐热性中等，热塑性差。 主要种类：高速钢是一种复杂的钢种,含碳量一般在～%之间。含合金元素量较多，总量可达10～25%。按所含合金元素不同可分为：①钨系高速钢（含钨 9～18%）； ②钨钼系高速钢（含钨5～12%,含钼2～6%）；③高钼系高速钢（含钨0～2%,含钼5～10%）；④钒高速钢，按含钒量的不同又分一般含钒量（含钒 1～2%)和高含钒量(含钒～5%)的高速钢；⑤钴高速钢（含钴 5～10%）。按用途不同高速钢又可分为通用型和特殊用途两种。①通用型高速钢：主要用于制造切削硬度HB ≤300的金属材料的切削刀具 (如钻头、丝锥、锯条)和精密刀具（如滚刀、插齿刀、拉刀），常用的钢号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。②特殊用途高速钢:包括钴高速钢和超硬型高速钢（硬度HRC68～70）,主要用于制造切削难加工金属（如高温合金、钛合金和高强钢等）的刀具，常用的钢号有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。
用刀具材料分为：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，超硬刀具材料（包括陶瓷，金刚石及立方氮化硼等） 1、高速钢 高速钢特别适用于制造结构复杂的成形刀具，孔加工刀具例如各类铣刀、拉刀、齿轮刀具、螺纹刀具等；由于高速钢硬度，耐磨性，耐热性不及硬质合金，因此只适于制造中、低速切削的各种刀具。 高速钢按其性能分成两大类：普通高速钢和高性能高速钢。 2、硬质合金 硬质合金大量应用在刚性好，刃形简单的高速切削刀具上，随着技术的进步，复杂刀具也在逐步扩大其应用。 钨钴类硬质合金是由WC和Co烧结而成，代号为YG，一般适用于加工铸铁和有色金属等脆性材料。 钨钛钴类硬质合金是以WC为基体，添加TiC，用Co作粘结剂烧结而成，代号为YT，一般适用于高速加工钢料。 添加钽（铌）类硬质合金是在以上两种硬度合金中添加少量其它碳化物（如TaC 或NbC）而派生出的一类硬质合金，代号为YW，既适用加工脆性材料，又适用于加工塑性材料。常用牌号YW1、YW2。 3、涂层刀具材料 硬质合金或高速钢刀具通过化学或物理方法在其上表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，而又不降低其韧性。 对刀具表面涂覆的方法有两种： 化学气相沉积法（ＣＶＤ法），适用于硬质合金刀具； 物理气相沉积法（ＰＶＤ法），适用于高速钢刀具。 涂层材料可分为ＴiC涂层、TiN涂层、ＴiC与TiN涂层、Al2O3涂层等。 ４、其它刀具材料 （1）陶瓷刀具：是以氧化铝（Al2O3）或以氮化硅（Si3N4）为基体，再添加少量金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。
一般适用于高速下精细加工硬材料。 一些新型复合陶瓷刀也可用于半精加工或粗加工难加工的材料或间断切削。陶瓷材料被认为是提高生产率的最有希望的刀具材料之一。 （2）人造金刚石：它是碳的同素异形体，是目前最硬的刀具材料，显微硬度达10000HV。 它有极高的硬度和耐磨性，与金属摩擦系数很小，切削刃极锋利，能切下极薄切屑，有很好的导热性，较低的热膨胀系数，但它的耐热温度较低，在700～800
第5 章常用车刀种类介绍 车刀是应用最广的一种刀具，车刀按加工表面特征分：外圆车刀、车槽车刀、螺纹车刀、内孔车刀等，表 5-1 是常用车刀的形式及代号。 表5-2 常用车刀的形式及代号 我们在第三章刀具的几何参数中，对刀具角度的测量及功能等进行了简单的分析，其实不同刀具的参数等的分析大致相同，所以在本章中我们不对所有刀具作一一分析，只对 90 °外圆车刀、45°端面车刀、割断刀进行分析，并用 ug 立体图的形式展现出来，合其更直观，但于大家接受。 一. 90 °外圆车刀 1.车刀的图示标注 如图 5-1 所示，设车刀以纵向进给车外圆。90 °外圆车刀主偏角 kr=90 °，车刀切削平 面的投影就是车刀俯视图，图中主切削刃与副切削刃处在同一平面上。 90 °外圆车刀也有三个刀面：前面、主后面及副后面（定义同第三章刀具的几何参数）。在图上需要标注 6 个独立的角度：前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角和刃倾角（定义同第三章刀具的几何参数）。 2.立体图动画展示 90 °外圆车刀的结构特点（见Ug 立体图 1） 3.90 °外圆车刀的特点和功用 90 °外圆车刀，又称偏刀。常用的有焊接式和机夹式二种，常用的刀头材料为硬质合金现在焊接式车刀基本上还是以硬质合金为主（图 5-2），机夹式己广泛采用涂层刀具，因为图层刀具耐磨性好，使用寿命长，切削加工性良好，所以是发展趋势。
图5-1 90 °外圆车刀几何角度 图5-2 焊接式90 °外圆车刀 90 °外圆车刀按进给方向不同分为左偏刀和右偏刀，我们最常用的是右偏刀。右偏刀, 由右向左进给。用来车削工件的外圆、端面和台阶，它的主偏角较大，车削外圆时作用于工件的径向力小，不易出现将工件顶弯的现象，一般用于半精加工；左偏刀，由左向右进给，用于车削工件外圆和台阶，也用于车削外径较大而长度短的零件（盘类件）的端面。 4.案例分析 图 5-3 是钨钛钴类硬质合金刀具(YT15)的角度图示，请根据图示说出这把车刀的六个独立角度及简单分析这把车刀的切削用途。 根据实图标注，这是一把 90 °的外圆车刀，所以主偏角为90 °，这把刀的的前角为20°，主后角为 6 °，副后角为 5 °，副偏角为 8 °，刃倾角为 3 °。 其次为了增加这把刀的切削刀强度，在切削刃上磨出了5°的负倒棱。为了有利断屑还磨出断屑槽，断屑槽的圆弧为 R3。根据我们学过的刀具角度的功用、刀具材料等相关知识做出下列判断： （1）因为刀具材料是钨钛钴类(YT15),所以这此刀具能对碳素钢及一般合金钢进行车削
车刀的种类及用途
车刀的种类及用途 車刀的種類和用途 刀具材質的改良和發展是今日金屬加工發展的重要課題之一，因為良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作，並保持良好的刀具壽命。一般常用車刀材質有下列幾種： 1 高碳鋼：高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼，經過淬火硬化後使用，因切削中的摩擦四很容易回火軟化，被高速鋼等其他刀具所取代。一般僅適合於軟金屬材料之切削，常用者有SK1，SK2、、、、SK7等。 2 高速鋼：高速鋼為一種鋼基合金俗名白車刀，含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中產生的摩擦熱可高達至6000C，適合轉速1000rpm以下及螺紋之車削，一般常用高速鋼車刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。 3 非鑄鐵合金刀具：此為鈷、鉻及鎢的合金，因切削加工很難，以鑄造成形製造，故又叫超硬鑄合金，最具代表者為stellite，其刀具韌性及耐磨性極佳，在8200C溫度下其硬度仍不受影響，抗熱程度遠超出高速鋼，適合高速及較深之切削工作。 4燒結碳化刀具：碳化刀具為粉未冶金的產品，碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢，並加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結合劑，再經加熱燒結完成。碳化刀具的硬度較任何其他材料均高，有最硬高碳鋼的三倍，適用於切削較硬金屬或石材，因其材質脆硬，故只能製成片狀，再焊於較具靭性之刀柄上，如此刀刃鈍化或崩裂時，可以更換另一刀口或換新刀片，這種夠車刀稱為捨棄式車刀。 碳化刀具依國際標準(ISO)其切削性質的不同，分成P、M、K三類，並分別