車刀角度

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 車刀的角度如何確定 車刀的幾個角度介紹

車刀屬於單鋒刀具，因車削工作物形狀不同而有很多型式，但它各部位的名稱及作用卻是相同的。一支良好的車刀必須具有剛性良好的刀柄及鋒利的刀鋒兩大部份。車刀的刀刃角度，直接影響車削效果，不同的車刀材質及工件材料、刀刃的角度亦不相同。車床用車刀具有四個重要角度，即前間隙角、邊間隙角、後斜角及邊斜角。

1）前間隙角

自刀鼻往下向刀內傾斜的角度為前間隙角，因有前間隙角，工作面和刀尖下形成一空間，使切削作用集中於刀鼻。若此角度太小，刀具將在表面上摩擦，而產生粗糙面，角度太大，刀具容易發生震顫，使刀鼻碎裂無法光制。裝上具有傾斜中刀把的車刀磨前間隙角時，需考慮刀把傾斜角度。高速鋼車刀此角度約8~10度之間，碳化物車刀則在6~8度之間。

2）邊間隙角

刀側面自切削邊向刀內傾斜的角度為邊間隙角。邊間隙角使工作物面和刀側面形成一空間使切削作用集中於切削邊提高切削效率。高速鋼車刀此角度約10~12度之間。

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3）後斜角

從刀頂面自刀鼻向刀柄傾斜的角度為後斜角。此角度主要是在引導排屑及減少排屑阻力。切削一般金屬，高速鋼車刀一般為8~16度，而碳化物車刀為負傾角或零度。

4）邊斜角

從刀頂面自切削邊向另一邊傾斜，此傾斜面和水平面所成角度為邊斜角。此角度是使切屑脫離工作物的角度，使排屑容易並獲得有效之車削。切削一般金屬，高速鋼車刀此角度大約為10~14度，而碳化物車刀可為正傾角也可為負傾角。

5）刀端角

刀刃前端與刀柄垂直之角度。此角度的作用為保持刀刃前端與工件有一間隙避免刀刃與工件磨擦或擦傷已加工之表面。

6）切邊角

刀刃前端與刀柄垂直之角度，其作用為改變切層的厚度。同時切邊角亦可改變車刀受力方向，減少進刀阻力，增加刀具壽命，因此一般粗車時，宜採用切邊角較大之車刀，以減少進刀阻力，增加切削速度。

7）刀鼻半徑

刀刃最高點之刀口圓弧半徑。刀鼻半徑大強度大，用於大的切削深度，但容易產生高頻振動。

如何確定車刀刀具角度

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合理的選擇刀具幾何角度，有利於改善加工條件，節約加工時間，提高了加工效益，保證被加工工件的質量，和延長了刀具的使用壽命，下面從刀具的結構類型上來選擇車刀刀具的角度。

一、 傳統的焊接車刀（如下圖）

粗加工時，著重考慮保證最長的刀具使用壽命，精加工時，主要考慮保證加工精度和已加工表面質量的要求，工具機剛性和動力不足時，刀具應力求鋒利(如增大前角和主偏角，減小切削刃鈍圓半徑等)，以減小切削力和振動。

在焊接車刀中：（1)前角精加工時選較大值，粗加工選較小值;加工材料的塑性、韌性高時，前角較大；強度、硬度高時前角較小；加工脆性、淬硬材料前角小或負值;增大前角能減小切削變形、摩擦力，因此，對形成積屑瘤、鱗刺、加工硬化等的影響較小，但加工表面粗糙度低。（2）后角精加工時較大，粗加工較小；切削塑性金屬時后角較大；脆性金屬后角較小，切削強度、硬度高材料后角較小，切削韌性高材料易產生粘屑故后角選較大值；例如高速鋼刀具的抗彎強度、韌性較高，故前角大；硬質合金刀具前角較小。(3)在加工系統剛性允許時，減小主偏角能減小表面粗糙度高度，提高加工表面質量；（4）當刃傾角絕對值增大時，實際工作角增大，因此切削變形小。

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二、機夾式車刀（如下）

機夾刀具就是普通的刀片，用機械加固的方法將刀片固定在刀杆上使用，與傳統的焊接時刀具相比機夾式刀具避免焊接內應力而引起刀具壽命下降，刀杆利用率高，刀片可刃磨獲得使用參數，使用靈活方便，刀片磨損後直接拆下來更換新刀片，節約了時間，提高了加工效益。

三、可轉位車刀

隨著數控車床的普及，可轉位車刀的應用範圍日益廣泛。可轉位車刀在加工中轉位迅速，尺寸穩定，刀片磨損後可以快速更換。

在可轉位車刀中（1）前角的大小直接影響刀刃的強度和鋒利程度。增大前角可減小切屑變形，使切削越發輕盈，並前進刀具壽命。但前角太大會削弱切削刃強度，易於崩刃，反而會收縮刀具壽命。（2）后角次要用於減小切削過程中後刀面與過渡概況之間的衝突。設計可轉位車刀時，需要對后角與前角截至解析考慮，選定刀片后角後，再依據刀片槽前角必定刀片槽后角。（3）主偏角kr主偏角對可轉位車刀的壽命影響較大。一般來講，減小主偏角可延長刀具義務壽命。但當被加工工件剛性不夠時，減小主偏角會增大徑向力，引起加工振動，同時影響刀具壽命；（4）工件精車時，為防止切屑流向並擦傷已加工概況，刃傾角常取正值。其它，刃傾角的大小還會影響切削刃鋒利程度。

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標準的機夾可轉位外圓車刀和內孔車刀的主偏角，前角，后角，刃傾角一般 均是設計好的標準結構，而且此類刀杆是國標型號代碼來統一表示，機加工工藝員根據加工工件的形狀尺寸和走到路徑選擇車刀型號即可。其中標準可轉位外圓車刀的刀杆表示方法

四、三種車刀的特點

（1）焊接車刀：結構簡單，緊湊；抗震性能好，製造方便，使用靈活；但刀片較易崩碎，刀片、刀杆材料得不到完全的利用；有焊接應力。

（2）機夾式車刀:不經高溫焊接；使用時間長（耐磨性好），生產力高；刀杆重複使用，刀片重磨次數多；壓板斷屑；需重磨（刃磨產生裂紋）；

（3）可轉位式車刀：不需焊接，重磨，刀片性能好；生產率高；更換方便，易保證加工精度。

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1.右手車刀：用於由右向左進刀的外徑車削，刀口偏向左方。

2.左手車刀：用於由左向右進刀的外徑車削，刀口偏向右方。

3.圓鼻車刀：刀口成圓弧形，可以左、右進刀使用，粗車量不宜太大，常用於車削錐度外徑、圓弧等。

4.端面車刀：用於端面或肩面車削。

5.切斷車刀：用於工作物切斷或切槽。

6.螺紋車刀：用於車削螺紋，常用有V型（60°）、梯形（29°及30°）等螺紋。

7.成型車刀：用於單純曲線車削。

8.內孔車刀：用於車削孔內材料，擴大孔徑，並達到需求之尺寸及精度。另內螺紋刀及內孔槽刀。

1 切邊角

切邊角（side cutting edge angle）如圖9-6 所示，為車刀的側切削刃與刀柄軸線所夾的角度，其功用可改變縱向進刀切屑厚度及分散刀口承受的進刀阻力。

切邊角愈大，進刀量單位長度上所承受的切削阻力愈小，切屑平均厚度較薄，刀具壽命增長，故進刀量可加大，如圖9-7 所示。但角度過大時，切削細長工件或薄工件時，容易引起切削顫動現象，車刀研磨時亦需磨除過量材料，形成浪費。故一般以角度15°～30°為宜，車削硬質材料及大進刀量時取大值，而精切削與長工件切削時取小值。

2 刀端角

刀端角（front cutting edge angle）如圖9-8 所示，為車刀的刀端自刀尖向刀柄傾斜的角度。

刀端角加大，減少刀尖和工作物接觸長度，但會降低工件光度及車刀壽命，一般角度取10°～20°為宜。粗車時刀端角較大，精車時取小值，可獲較佳的表面粗糙度，如圖9-9 所示。

3 邊間隙角

邊間隙角（side clearance angle）如圖9-10 所示，為車刀切邊角之刃口向下向內傾斜形成的角度，是車刀切入工件形成車削的角度，角度一定是正角，若為負角則無法切入工作，如圖9-11 所示。

其功用為車刀作縱向進刀時，使切邊角之刃口與工件的接觸面減至最少，可降低摩擦，提高刃口鋒利度，一般角度取8°～12°。

4 前間隙角

前間隙角（end clearance angle）如圖9-12 所示，為車刀刀端角之刃口向下向內傾斜形成的角度。

功用為車刀作橫向進刀時，使車刀刃口與工件接觸面減少，以降低摩擦，提高刃口鋒利度。角度與邊隙角同為正角，不可為負角，否則無法車削，如圖9-13 所示。但角度太大則會降低刀口的強度，一般以8°～12°為宜。

5 邊斜角

邊斜角（side rake angle）如圖9-14 所示，為車刀切邊角之刃口向另一邊傾斜的角度。

其功用在車刀縱向進刀切削時，作為引導切屑流動方向與斷屑，及增加切邊角刃口鋒利度。但角度太大亦會降低刀口強度，一般以14°～20°為宜

6 後斜角

後斜角（back rake angle）如圖9-15 所示，為車刀刀端角之刃口向刀柄方向傾斜的角度。

其功用在車刀橫向進刀切削時，作為引導切屑流動方向與斷屑，及增加刀端角刃口鋒利度，一般角度取8°～20°為宜。