1、車刀刃磨水平的高低直接關系到產品的生產效率、加工質量、設備能耗和產品成本，甚至關系到操作者的人身安全，也反映出操作者對加工主體的特性和切削用量的靈活應變能力。合理選擇車刀的幾何參數是決定刃磨質量的關鍵，其主要體現于對車刀角度和前面形狀的合理選擇。兩者既相互依賴又相互制約，一把車刀不能只有一個角度，如果只有一個角度選擇合理，它的切削效果也不一定理想，操作者必須根據工件材料、車刀材料、切削用量，以及工件、車刀、夾具和車床的剛性等各方面因素，全面分析，找出切削過程中的主要矛盾，合理選擇車刀的角度和前面形狀。筆者結合多年的教學生產經驗及相關理論資料，針對幾類車刀的選擇和使用情況，論述一下合理選擇車刀的

2、幾何參數的方法。1切斷刀幾何參數的選擇在選擇切斷刀的幾何參數時，應首先考慮保證切削刃足夠鋒利，在此前提下，再認真地維護其具有足夠的強度，所以前角應該作為選擇的主要參數，一般高速鋼切斷刀前角應取20。25。左右，硬質合金的鋼件切斷刀前角應取8o20。左右，硬質合金的鑄鐵件切斷刀前角選取5。10。左右。在維護車刀強度的問題上，應根據不同的工件材料、切削用量等因素，考慮采取以下方法：1.1刀桿部分細而長，所以只能取較小的0.5。1.5。的副偏角和1。3。的副后角，以增加刀桿的強度。1.2車刀的切削部分深入工件，切削力和熱大量集中在刀尖處，應各磨一個過渡刃，以保證刀尖。1.3切斷刀的切削刃一般較寬，且

3、又深入工件里層，在正面切削力和側面摩擦力作用下，容易引起振動而打壞刀具，所以主后角選取Z。5。左右。方面環境場中有用、無用的電磁波輻射能相互干擾日趨嚴重。另一方面，各種電磁輻射都將影響或污染電磁環境，給人們的生活和健康帶來不利因素。在受污染或干擾的電磁環境中，輕則是電子設備不能正常工作，重則危及電子設備及人們的安全。例如，當調頻收音機本機振蕩輻射正好落人民用導航頻段，且共輻射超過限額值時，就可能干擾飛機導航，一旦導航有誤就有可能造成飛行事故。又如，生活中因電磁干擾造成的收音機噪聲大，電視有“雪花”甚至不能正常收聽收看也不足為奇。電磁輻射與污染眾所周知，電磁輻射中的X射線和7射線對人體的危害是較

4、為嚴重的。它是一種電離輻射，能使空氣中的氣體分子游離，穿透力很強。無線電波波段中的無線電廣播、電視、雷達、微波通訊、微波爐、微波理療機以及工業設備用電磁輻射，屬于非電離輻射，輻射的量子能較小，但在一定功率密度和照射時間的條件下，也會對人產生一定程度的危害。電磁輻射對人體的危害程度，主要決定于電磁輻射的頻率，強度和照射時間。一般來說，電磁輻射能量越大，照射時間越長，對人體的影響也就越大。當人體長時間受到過量的電磁輻射后，會出現疲勞、頭昏、記憶力衰退和視力下降等現象。作為物理教師，應當使學生在學習物理知識的過程中，逐步懂得科學與環境生活息息相關的問題。如在指導學生進行有關遙控、遙測及業務無線電通訊

5、等科技活動中，應當教育學生重視電磁環境的保護，遵守當地有關無線電管理部分的管理規定，避免干擾其他無線電波的活動。對家用電器中的電磁輻射，如彩電的X射線保護，微波爐的微波泄漏防護等常識，也應向學生進行適當的教育，以保護學生的視力、腦力等不受影響。最后順便說一句，多吃新鮮蔬菜、水果，對預防和減輕電磁波傷害大有好處。1.4切斷直徑較大的工件時，切斷刀的切削刃最好磨成大圓弧形。1.5切斷工件時，因受刀具安裝誤差和進給誤差等因素的影響，平頭的切斷刀往往容易受側向切削力的作用而歪斜，此時可以做成具有120。頂角的切斷刀使側向切削力保持平衡來維護刀具穩定。1.6被切斷的材料較硬時，切斷刀除了做成120。頂角

6、外，還應在刀刃上磨出負倒楞，以增強刀刃的強度。1.7被切斷的材料特別硬或進行強力切斷時，可將刀桿下面加寬呈魚肚形，以增強刀桿強度。2淬硬鋼車刀幾何參數的選擇在選擇車削高硬度材料(如淬火鋼)的車刀幾何參數時，首角應取負值，再配合合適的其它角度，就能順利地切削了。一般人們要問，前角是負值，這把車刀還算鋒利嗎?筆者認為，鋒利和強度是刀具的一對矛盾，鋒利不能被孤立看待。如果用前角為10。20。的車刀車削淬硬鋼，車刀很快就會磨損變鈍或崩刃，所以鋒利只有在一定的強固條件下，才能發揮作用。但是強度高不是最終目的，強度高是為鋒利服務的，其目的是為了更好地發揮鋒利的作用。所以必須辯證地看待鋒利與強度兩者的關系。

7、被切削材料不同，對刀具強度的要求就不同，衡量車刀鋒利的標準也就相應不同。例如，切削鋁件時，車刀前角磨成25。或30。仍能保持較好的強度，對切削鋁件來說這種車刀是鋒利的。在車削鋼件時，假如也選擇這樣大的前角，就失去了切削所需要的強度，它的鋒利就不能有效地發揮作用，此時前角必須取得小一些。車淬硬鋼時，車刀前角應選用負值，為一7。一8。，這樣車刀的鋒利才能發揮有效作用。前角決定后，再按以下步驟選擇合適的其它切削角度，來進一步增加刀具強度。2.1刃傾角也取成一7。一8。，以增強刀尖強度。2.2取較小的后角2。3。，以增大楔角。3橡膠輥車刀幾何參數的選擇在車削橡膠輥時，由于切削力很小，同時工件材料的彈性

8、好，切削變形大，所以選擇車刀角度時，可較少考慮車刀的強度要求，而著重考慮車刀的鋒利，以減少工件的切削變形，保證工件表面的加工質量。為此，首先應選擇較大的前角，若采用硬質合金車刀，前角一般選用40。50。左右。此外，選擇其它角度時，也應緊密配合，立足于增加車刀鋒利，其措施如下：3.1加大后角，為8。15。，使楔角減少，進一步增強車刀的鋒利，以達到減少切削變形的目的。3.2加大過渡刃和修光刃，使切削力和切削熱不致過分集中，以減少車刀磨損和工件的熱燒損，從而提高工件表面質量。3.3前面做成大前角的平面型式，使切削得以順利流出排除，避免纏繞在車刀或工件上。4車刀安裝位置和進給運動對車刀工作角度的影響4

9、.1刀具的安裝位置對車刀工作角度的影響在安裝車刀時，車刀刀尖應盡量對準工件旋轉中心，車削外圓時，如果車刀裝得太高，則前角增大，后角減小，增大車刀后面的摩擦，降低了刀尖的強度；相反如果車刀裝得太低，則后角增大，前角變小，切削不夠順暢，有時甚至會抬起工件，打壞車刀。車削內孔時，車刀裝得高或低，結果恰恰與車外圓時相反。車刀除了在車無孔端面時，必須對準中心外，一般情況下，尚可略高于中心。經驗認為，車刀安裝的高低誤差，應小于工件直徑的百分之一。此外，車刀裝偏會影響主、副偏角的大小。4.2進給運動對車刀工作角度的影響在橫向進給時，車刀按一定的走刀量向前推進，這時車刀在端面上走過的軌跡不是一個圓圈，而是一條

10、阿基米德螺旋線，車刀越接近中心和走刀量越大，螺旋線越傾斜，從而使車刀切削時的后角變小，前角變大，因此在刃磨時后角應磨得大一些。在縱向進給時，由于車刀在工件上走出的軌跡是一條螺旋線，這條螺旋線的切線與原切削平面不重合，而是相交一定角度，所以在切削時實際后角是減去這個交角的差值。在車外圓或內孔時，由于影響很小，可以忽略不計。在車削螺紋時，這個交角很大，所以在刃磨螺紋刀后角時，要加上這個螺旋角差值，以克服走刀運動的影響。4.3工件形狀對車刀幾何參數的影響在加工凸輪類零件時，由于工件形狀的變化，也能引起車刀前后角的變化，刃磨時應考慮這個角度的變化。以上這三個因素在選擇刀具的幾何參數時必須給予適當考慮。

11、總之，在選擇車刀的幾何參數時，應根據工件材料和車刀材料的機械物理性能、切削用量以及工件、車刀、夾具和機床的剛度等等因素，找出切削過程中的主要問題，把車刀的鋒利放在第一位，以鋒利為前提，適當考慮車刀的強度。由于車刀的鋒利主要取決于前角的大小，所以在選擇時首先要抓住切削過程中的主要問題，合理確定前角值，然后選擇其它幾何角度 車刀幾何角度是指車刀切削部分各幾何要素之間，或它們與參考平面之間構成的兩面角和線、面之間的夾角。它們分別決定著車刀的切削刃和各刀面的空間位置。根據“一面二角”理論可知，車刀的獨立標注角度有六個，它們分別是：確定車刀主切削刃位置的主偏角Kr和刃傾角s;確定車刀前刀面與后刀面的前角

12、ro和后角ao;確定副切削刃及副后刀面的副偏角Kr和副后角ao（附圖略）。這些幾何角度對車削過程影響很大，其中尤其以主偏角Kr、前角ro、后角ao和刃傾角s的影響更為突出，科學合理地選擇車刀的幾何角度，對車削工藝過程的順利實施起著決定性作用。下面就從分析車刀幾何角度對切削力、切削熱和刀具的耐用度的影響著手，本著合理切削輕便、質量穩定，延長刀具使用壽命的宗旨，來研究確定科學合理的車刀幾何角度的一般性原則。一、車刀幾何角度對切削力的影響在金屬切削時，刀具切入工件，將多余材料從工件上切除會產生強烈的力的作用，這些力統稱為切削力。切削力主要來源于被加工材料在發生彈性和塑性變形時的抗力和刀具與切屑及工件

13、表面之間的摩擦作用。根據切削力產生的作用效果的不同，可將切削力分解成三個相互垂直方向的分力。它們分別是：主切削力Fz，進給抗力Fx和切深抗力Fy,其中Fz是切削總力Fr沿主運動切向分解而得，是計算車刀強度，設計機床零件，確定機床功率的主要依據；Fx也叫軸向力，它是Fr沿工件軸向的分力，是設計進給機構，計算車刀進給功率所必需的；Fy也叫徑向力，它是Fr沿著工件徑向的分力，它不消耗機床功率，但是機床或工藝系統剛度不足時，容易引起振動。(一）角度ro對切削力的影響前角ro增大，剪切角隨著增大，金屬塑性變形減小，變形系數減小，沿前刀面的摩擦力減小，因此切削力減小。但對于脆性材料而言，前角ro的變化不會

14、對車削力產生較大的影響，這是因為脆性材料在車削時，切屑變形和加工硬化都很小，變形抗力自然會隨著減小。同時，實驗還證明，前角ro的增大，對切削分力Fx、Fy的影響程度也不一樣，當前角ro的增大，對Fx的影響較明顯，而當當前角ro較小時，則對Fy的降低幅度更大些。（二）主偏角Kr對切削力的影響主偏角Kr的改變，使得切削面積的形狀和切削分力Fxy的作用方向改變，從而使切削力也隨之變化。實驗證明。主偏角Kr增大，切削厚度也隨之增大，切屑變厚，切削層的變形減小，因此主切削力也隨之減小。但當Kr增大到60°75°后，Fz又隨著Kr的增大而有所回升，這是因為此時刀尖圓弧所占的切削工作比例

15、增大，使切屑變形和排屑阻力增大，從而又使主切削力Fz增大。根據切削力分解公示：Fy=FxycosKr; Fx= FxysinKr可知，主偏角Kr增大，使Fy減小，Fx增大，這有利于減輕工件的變形和系統的振動。因此，在工程上我們往往采用較大主偏角的車刀切削細長軸類零件，來減小徑向分力Fy。（三）刃傾角s對切削力的影響刃傾角s對切削力Fz影響很小，但對進給抗力Fx和切深抗力Fy的影響較大。當s由正值向負值變化時，使刀具受到的正壓力的方向發生了變化，從而改變了切削合力Fr及其分力Fxy的作用方向，使Fy增大，Fx減小。由此可見，從切削力角度分析，切削時不宜選用過大的負刃傾角，否則會增大Fy的作用而產

16、生振動。二、車刀幾何角度對切削熱的影響車削過程所消耗的能量 ，除了極少部分用以形成新表面和潛藏能以外，絕大部分都轉換為熱能，以切削熱的形式表現出來，使工藝系統的溫度升高。分析可知，車削時熱量主要來源于切屑 的變形功和前、后刀面的摩擦力。這些熱量產生后又將通過切屑、工件、刀具和周圍介質傳出，使產熱與散熱達到動態平衡狀態，此時工藝系統的切削溫度就是穩態切削溫度。影響切削與切削溫度的因素很多，這里分析車刀幾何角度對其產生的影響。(一）前角ro對切削溫度的影響前角增大，使切削力下降，切削的變形和工藝系統的摩擦減輕，使產生的切削熱減少，從而降低了切削溫度。事實上，切削溫度的高低不僅取決于工藝系統產生熱量

17、的多少，還受工藝系統散熱條件的影響。實驗證明。當車刀的前角增大到16°左右時，由于車刀的楔角減少后使刀具的散熱條件變差，切削溫度反而有一些回升。（二）主偏角Kr對切削溫度的影響主偏角Kr減少時，使切削寬度增大，使切削厚度減小，切削變形和摩擦減輕，同時，切削寬厚度增大，散熱條件改善，又有利于降低切削溫度。因此，當工藝系統剛性足夠時，采用小的主偏刀切削，是降低切削溫度、提高刀具的耐用度的一個重要措施，尤其是切削難加工材料時效果更顯著（附圖略）。三、車刀幾何角度對刀具耐用度的影響車刀在切削加工過程中，受切削和工件表面的摩擦，使用一段時間后，它就會鈍化,從而失去切削的能力，這時就要對刀具進行

18、重磨或更換刀片。刀具的耐用度用來衡量刀具連續切削時間長短的參量。它是指刀具從開始使用至達到磨損限度為止所用的切削時間，它是衡量刀具切削性能的重要指標。由于刀具幾何角度對耐用度的影響較大，合理選擇刀具幾何角度,可以大幅度提高刀具的耐用度，因此刀具的耐用度也是衡量刀具幾何角度先進與否的重要標志。（一）前角ro對刀具耐用度的影響適當增加前角，有利于減少切削力，降低切削溫度，使刀具的耐用度提高。但是，如果前角增大到一定值以后，會使刀刃強度下降，散熱條件逐漸變差，而且刀刃易于產生破損，耐用度反而會下降。因此前角ro對刀具耐用度的影響呈山峰狀，它的峰頂初前角值使刀具的耐用度最高，切削不同的材料時，刀具的耐

19、用度達到最高的前角值也不相同（附圖略）。（二）主偏角Kr對刀具耐用度的影響主偏角縮小，增大了刀具強度，改善了刀具的散熱條件，使刀具的耐用度升高。另外。適當減小副偏角Kr還能降低摩擦，提高刀具強度，改善散熱條件，使刀具耐用度升高。當然，隨著主偏角Kr和副偏角Kr的減小，會使系統的切深抗力Fy增大，當系統剛性不足時，會引起振動而影響加工質量。四、如何正確選擇科學合理的車刀幾何角度評價車刀的幾何角度對車削工藝過程的影響，應該用辯證的觀點去分析，同時還應該綜合考慮車刀幾何角度對切削過程中的切削力、切削熱和刀具的耐用度的影響，從而選擇科學合理的幾何角度。 （一）車刀前角選擇原理前角主要影響切削過程中的變形和摩擦、刀具強度，改變散熱條件，影響刀具的耐用度