车刀多功能的研究

陈伟群

摘 要：车床在机械制造中，应用非常广泛，车刀在车削加工中非常重要，加工中，若能减少磨刀时间，可以提高生产效率，进而降低企业的成本。本文就车削带轮时，采用车刀多功能的方法，以提高生产效率。

关键词：车刀磨刀时间；生产效率；车刀多功能

中图分类号：TG712 文献标识码：A

车床主要用于加工各种回转表面和回转体的端面和螺旋面等。在机械零件中，回转表面的加工占有很大的比例，如内外圆柱面、内外圆锥面及回转成形面等。在金属切削机床中所占的比重最大，约占机床总数的30%左右。普通卧式车床是最常用的一种车床，其工艺范围很广，能进行多种表面的加工。车刀是车削必不可少的要素之一，车削加工时，根据不同的车削要求，需选用不同种类的车刀。常用的车刀有外圆刀、切断刀、螺纹刀和内孔刀等。在中、小企业中目前仍普遍采用手工刃磨的方法刃磨刀具，重视生产的效率和成本，故车工必须考虑如何实现此目的，采用车刀多功能是可行的方法之一。

广州市赛思达机械设备有限公司要求生产一批带轮图样（如图1所示），该零件精度要求不是很高，每月1000件，材料为铸铁，该零件尺寸较大，精度要求不是很高，且是铸件，综合以上因素考虑选用普通卧式车床进行加工。因此需要解决刀具的刚性和磨刀问题，以提高生产效率。由于该零件是铸件，脆性材料，需要韧性好，弯强度高，不怕冲击的刀具，故选用钨钴类硬质合金刀，才能保证带轮达到零件图的要求，确保生产中节约加工的辅助时间，为了提高企业的效益，考虑采用一刀多用的方法，完成端面、内孔和外圆的加工。

1.分析产品

铸铁是应用非常广泛的一种金属材料。铸铁与钢相比，虽然力学性能较低，但具有良好的铸造性和切削加工性能，生产成本低，并具有优良的消音、减震、耐压、耐磨、耐蚀等性能，机械强度也高，因而得到广泛的应用。该零件是铸件，脆性材料，是套类零件，车削圆柱孔比车削外圆难得多。故需要选用韧性好，弯强度高，不怕冲击的刀具。

2.原计划的加工方法

开始生产时，采用三把焊接式的端面刀、外圆刀和内孔刀分别进行粗、精车端面、φ326-0

0.15、凸台φ100的外圆和环形内壁的加工，并倒角。效率不高，且修磨几把车刀，浪费加工的辅助时间。

3.刀具材料的选用

车刀车削加工是应用最广的一种刀具，车刀切削部分是在高温下工作的，并会受到较大的切削力和冲击；又因该产品是铸件，所以选用的车刀刀头材料必须具备有以下基本性能，有较高的硬度、耐磨性和耐热性；有足够的强度和韧性。常用的车刀材料一般分为两大类，有高速钢和硬质合金。高速钢刀具，韧性好，刃磨快且锋利，但硬度不高，也不耐高温，常用于冲击较大的场合。硬质合金刀硬度较高，耐高温，可承受800℃～1000℃的高温；但韧性较差，比较脆，不适合用于冲击较大的场合。硬质合金又分为钨钴类、钨钴钛类和通用类，是目前应用最广泛的一种刀具材料。常用的车刀按结构分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。对于小型企业或是机械加工小作坊，通常采用焊接式的硬质合金车刀。这样在生产过程中，可以减少崩刀或是磨损的情况，即节约加工的辅助时间，从而提高生产的效率。

綜合上情况考虑选用焊接式的YG8钨钴类硬质合金刀加工该铸件，钨钴类硬质合金由碳化钨和金属钴组成的硬质合金。这类合金是产量最大、用途最广的一类。用于耐磨零件的牌号，钴含量可达30%，WC的平均晶粒可达10μm。随着钻含量和WC晶粒尺寸增大，合金的硬度降低，抗弯强度和抗冲击能力提高。钨钴硬质合金，可用来切削铸铁、有色金属和非金属材料，也可用做拉伸模、冷冲模、喷嘴、轧辊、顶锤、量具、刃具等耐磨工具和矿山工具。

4.车刀的切削性能与角度的选择

车刀有主偏角、副偏角、主后角、副后角、前角和刃倾角6个基本角度。6个基本角度的选择非常关键，会影响刀具的寿命、加工的效率和表面的质量。主偏角影响刀尖部分的强度与散热情况，影响切削分力的大小，车削铸件材料应选择较小的主偏角。副偏角不能太大，否则会使背向力增大，故车削铸件材料选择较小的副偏角。后角可以减少车刀的主后刀面与工件过渡表面间的摩擦，它能配合调整切削刃的锋利程度和刀尖的强度。为了使刀具有足够的强度，车削铸件材料选择较小的后角。前角的大小影响刀具的锋利程度和强度，故车削铸件材料选择较小的前角。

5.修磨车刀，实现车刀多功能效果

正确地选取刀具可缩短加工周期，提高企业的效益。对于小型企业或是机械加工小作坊，更多的还是采用刃磨的刀具，可以降低成本，但这对车工也是一个考验，如何在磨刀这项辅助加工的工作上，节约时间是需考虑的问题之一，车工必须在选用刀具和刃磨刀具上下功夫。总而言之，刀具修磨时间和切削时间越短，生产率越高。“磨刀不误砍柴功，三分技术，七分刀具”，本人通过分析和研究，并根据现有的客观条件。从刀具的材料、形状和角度等方面考率，解决降低成本和劳动强度的问题，从而获得高效益。

刃磨一把焊接式YG8的硬质合金车刀如图2（b）所示，可以完成把三把焊接式YG8的硬质合金车刀如图2（a）完成的如图1带轮所示的粗、精车端面、φ326-0

0.15、凸台φ100的外圆和环形内壁的加工。

刀具磨损后只需要修磨一把车刀，即可以继续加工，减少磨刀和换刀时间，大大提高了生产效率，从每天30件提高到40件。

6.注意事项

刀具材料的选用要合适，因为该产品是铸件，需要选用韧性好，强度高，不怕冲击的刀具加工。

刀具的角度要合适，尤其是后角。切削过程中，要考虑延长刀具的寿命。

由于该产品是铸件且尺寸较大，故刀具和工件必须要装夹牢固，以免飞出伤人，以达到安全文明生产。

结语

此次课题的研究是2015年本人在广州市赛思达机械设备有限公司，参加社会实践活动中，该企业烤箱产品中的一个零件（带轮）实际生产的例子，经实践证明，以上车刀一刀多用的方法，能很好地解决生产带轮时，减少磨刀时间和换刀时间问题，达到零件图的要求。车刀多功能不但减少加工中的辅助时间，还降低了操作者的劳动强度，从而降低成本，提高效益。

参考文献

[1]陈志毅.金属材料与热处理[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]金福昌.车工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2005.

[3]刘杰华，任昭蓉.金属切削与刀具实用性手册[M].北京：国防工业出版社，2006.