小議車刀負倒棱

董利娟

【摘 要】刀具的負倒棱，在保證刀具鋒利的同時，增加刀具的強度，提高刀具壽命，減少刀具制造成本，提高勞動生產率。

【關鍵詞】刀具；負倒棱；耐用度

常言道：車工是“三分手藝，七分刀具”，簡明扼要地說明了刀具對車工的重要性。隨著科學技術的飛速發展，在機械制造業中，產品品種不斷增加，機構形式更加復雜，材料性能不斷提高，因此，對車削加工中的技術要求不斷提高，特別是對刀具的切削性能的要求更高。雖然硬質合金可轉位車刀得到一定的利用，但做為一名車工，必須掌握刀具的結構、幾何參數對加工的影響。會對刀具進行正確的刃磨，得到合理的刀具幾何形狀，并能夠依據加工特點，工作狀態，工件材料等因素對刀具幾何參數、角度進行合理的調整，從而更好地發揮刀具的切削性能，有效地進行切削，即在眾多因素中抓住關鍵問題。在《車工工藝與技能訓練》中，對刀具的有關幾何參數、角度作了詳細的講述，對技校階段的學習、實踐有很大的幫助，但就此作為中級技術工人的技校畢業生，進入工廠是產品零配件的直接生產者，對工廠多樣化、復雜化的產品品種零件的加工，還遠遠達不到要求，因此，在講解刀具的幾何參數內容時，除詳細的講解車刀的組成部分、六個主要參數、斷屑槽等有關內容外，還要對學生有目的講解刀具的負倒棱，以便在今后的實際工作中，增強運用能力，在保證刀具的鋒利的同時，增加刀具的強度，提高刀具壽命，減少刀具制造成本，提高勞動生產率。

1 車刀負倒棱的形成及作用

在實際加工中，用YT15硬質合金刀具粗加工45號中碳鋼材料時，一般應磨出20°左右的前角和斷屑槽，6°左右的后角，因此，刀具的楔角β0=90°-（20°+6°），楔角越小刀具強度越差，因此，要想增加刀具刀頭強度，只有使楔角值增大；同時，由于采用的硬質合金材料的刀片，其抗彎強度只有高速鋼的三分之一左右，故刀具極易崩刃，因此，就必須減小前角和后角。減小后角，刀具后刀面與工件之間的摩擦增大，影響正常的切削和刀具壽命；減小前角，增大切削變形，使切削力和切削溫度增加，要求工藝系統剛性強，而且容易形成帶狀切屑纏繞工件、刀具，增加不安全因素；而磨成負前角其刀刃強度大大提高，保護刀尖，提高刀具耐用度，而此時切削力和切削熱成倍增加。鑒于以上情況，故采用綜合辦法，在正前角的車刀上沿主切削刃磨出一窄小負前角平面——負倒棱，這樣可以增加刀刃強度，改善散熱條件，在強化刀刃的基礎上又使切削力增加不多，從而提高刀具耐用度。

圖1

2 負倒棱的確定

在硬質合金車刀上磨出負倒棱是刀具“銳中求固”的有效措施。倒棱寬度和倒棱前角愈大，刀具愈牢固，但切削力也增加得愈多。因此負倒棱的取舍和大小應根據刀具材料、工件材料和加工條件的不同區別選用，在選擇負倒棱的參數時總的原則是：應使切削力增加不多，又能保證刀具耐用度有明顯的提高。

a） b） c）

圖2 負倒棱車刀

1）高速鋼的韌性好，抗彎強度高，因此高速鋼刀具不要磨負倒棱。

2）硬質合金刀具加工鋼料，特別是強力切削刀具應磨負倒棱，倒棱寬度bγ1和倒棱前角γ01推薦如下：

（1）加工碳素鋼和合金結構鋼：br1=（0.3～0.8）f，

γ01=-（5°～15°）

（2）加工易切削鋼和不銹鋼：br1≤0.5f，γ01=-（5°～10°）

（3）粗加工鑄鋼件、鍛件或斷續切削時：br1=（1.2～2）f，

γ01=-（10°～20°）

3）有負倒棱后，刀具前刀面和后刀面要求可適當降低，由于負倒棱面積小，可以仔細研磨，能夠保證很高的刀具表面質量，減小刀刃的粗糙度，保證工件的表面質量。

4）負倒棱對切削過程的影響分析

在相同的前角下，用具有負倒棱的刀具進行切削時，其刀刃處楔角大于90°，散熱能力大大提高，由于刃口變鈍，被切削的金屬變形增大，使切削力增大、而且受力形式是壓應力，而硬質合金的抗壓強度遠遠大于抗彎強度，同時，由于有了負倒棱，使刀刃由直線刃變為面刃受力其實際單位上的受力并未增加多少，因此，刀具有了負倒棱后，起到了揚長避短，提高刀具壽命的作用。

3 負倒棱與過渡刃和前刀面的關系

表1

4 負倒棱的應用

在車刀前刀面上磨出斷屑槽，并沿主切削刃磨負倒棱，可在強化切削刃的同時，得到較大的前角γo= 25°～30°并使切屑容易折斷，在生產實踐中，根據不同的工件材料，加工性質（粗加工）確定刀具的負倒棱，可使切削工作順利完成，例如在粗加工中最常用的75°強力車刀，采用負棱，增加其刀刃強度，其技術分析如下：

（1）采用大前角γo= 20°～25°，使切削輕快省力，減小振動。

（2）采用負倒棱br1≤0.5f，γ01=-（20°～25°），加強刀刃強度，雖然切削力略有增加，但由于切削時壓力中心后移，增強車刀的切削能力，同時，倒棱作為產生積屑瘤的基座，切削過程中積屑瘤不斷產生、長大，脫落。保護刀刃。

（3）采用負刃傾角λ=4°～8°增強刀尖強度，而且還使切削時的沖擊點落在切削刃后端，保護刀尖。

（4）采用75°主偏角，使徑向力變小，可采用較大的進給量和切削深度進行強力車削，不致引起振動。

（5）磨出κ，rε=45°，長度1-2mm的過渡刃，可增加刀尖角，增加刀尖刃口工作長度，改善散熱條件。

（6）適當減小副偏角κ，r可提高刀尖強度，增大散熱能力，提高車刀壽命。

（7）在刀尖處磨κ，r=0的修光刃，其長度取1.5f從而減小殘留面積，使工件表面粗糙度變細。

（8）使用效果好。

[責任編輯：湯靜]