刃磨切断刀

任务一　刃磨切断刀

一、工作任务

刃磨高速钢切断刀，如图4．1所示。

二、相关知识

在切削加工中，把棒料或工件切成两段（或数段）的加工方法叫切断。一般采用正向切断法，即车床主轴正转，车刀横向进给车削。

切断的关键是切断刀几何参数的选择及其刃磨和选择合理的切削用量。

1．切断刀和切槽刀的几何角度、特点及要求

切断刀以横向进给为主，前端的切削刃是主切削刃，两侧的切削刃是副切削刃。为了减少工件材料的浪费，切断刀的主切削刃较窄，刀头较长，因此强度较差，选用时应注意。

1）高速钢切断刀的形状

高速钢切断刀的外形如图4．2所示。

图4．1　高速钢切断刀尺寸要求

图4．2　高速钢切断刀外形

2）几何角度

（1）前角：高速钢刀具取γ_o＝20°～30°，硬质合金刀具取γ_o＝15°～20°，切断铸铁工件时应取小的前角。

（2）主后角：α_o＝6°～8°。

（3）副后角：α′_o＝1°～2°，有两个互相对称的副后角。它们的作用是减少副后刀面和工件的摩擦。因为切断刀的刀头窄而长，所以两个副后角不能太大。

（4）主偏角κ_r：切断刀以横向进给为主，且κ_r＝90°。为防止工件端面留小凸头或空心工件留有边缘，可将主切削刃略微磨斜（见图4．3）。

（5）副偏角κ′_r：两个副偏角也应对称，且κ′_r＝1°～1°30′。它们的作用是减少副切削刃和工件的摩擦。

（6）主切削刃宽度：主切削刃太宽浪费工件材料，且容易引起振动；太窄又削弱刀头强度，容易使刀头折断。主切削刃宽度可用以下近似公式计算：

式中　a——主切削刃宽度，mm；

　　　d——工件直径，mm。

（7）刀头长度：刀头长度不能过长，太长刀具刚性差，容易引起振动和刀体折断（见图4．4）。刀头长度用下列公式计算：

L＝h＋（2～3）mm

式中　L——刀头长度，mm；

　　　h——切入深度，mm。

图4．3　斜刃切断刀

图4．4　切断刀的刀头长度

切断实心工件时，切入深度等于工件半径。空心工件的切入深度等于工件的壁厚。

例4．1 切断外径为36mm、内孔为16mm的空心工件，试计算切断刀的主切削刃宽度和刀头长度。

解 根据公式得

所以切断刀的主切削刃宽度为3～3．6mm，刀头长度为12～13mm。

（8）卷屑槽：为了使切削顺利，在切断刀的前刀面上应磨出一个较浅的卷屑槽，一般槽深为0．75～1．5mm（见图4．5（a））；卷屑槽太深，刀具强度差，容易折断（见图4．5（b））；更不能把前刀面磨得太低或磨成阶台（见图4．5（c））。卷屑槽长度一般应超过切入深度。

图4．5　卷屑槽

（a）正确；（b），（c）错误

2．切断刀的刃磨方法和注意事项

1）刃磨方法

（1）刃磨左侧后面：两手握刀，车刀前刀面朝上，同时磨出左侧副后角和副偏角。

（2）刃磨右侧后面：两手握刀，车刀前刀面朝上，同时磨出右侧副后角和副偏角。

（3）刃磨主后面：两手握刀，车刀前刀面朝上，磨出主后角。

（4）刃磨前面：两手握刀，车刀前刀面对着砂轮表面，刃磨前角、卷屑槽。

要求：两副后角和两副偏角对称。

2）刃磨步骤

（1）粗磨前面、主后面及两侧副后面，使切断刀基本成型。

（2）精磨前面、前角和卷屑槽。

（3）精磨副后面和主后面。

（4）修磨刀尖。

3）注意事项

（1）切断刀的卷屑槽不宜磨得过深，一般为0．75～1．5mm。磨得过深，刀头强度低、易折断。

（2）不允许把前刀面磨太低或磨成阶台，这种刀排屑不顺畅，切削负荷增大，刀头易折断。

（3）副后角不能出现负值，否则切削时副后刀面会与工件侧面发生摩擦，太大则刀头强度差，切削时易折断。

（4）副偏角不能太大，否则刀头强度低、易折断。副偏角为负值时，不能用直进法切削。左侧磨去太多，不能切削有高台阶的工件。

（5）切断刀的两个副偏角必须对称，否则切断的工件会出现凹面或凸面，产生废品。

三、工艺准备

1．分析图纸

该任务是按照图纸要求刃磨一把合格的高速钢切断刀。其中：主后角α_o＝6°～8°，前角γ_o＝20°～40°，主偏角κ_r＝90°，两侧副后角α′_o＝1°～2°，两侧副偏角κ′_r＝1°～1°30′。

2．准备砂轮机、砂轮、垫布和切削液

由于是刃磨高速钢切断刀，所以选择氧化铝砂轮（白砂轮），并要加注充分的切削液。准备高速钢方条12×120多块（学生每人一块）。

3．写出刃磨步骤

（1）粗磨前面、主后面及两侧副后面，使切断刀基本成型。

（2）精磨前面、前角和卷屑槽。

（3）精磨副后面和主后面。

（4）修磨刀尖。

四、任务实施

（1）按照刃磨步骤对车刀进行刃磨。

（2）用目测法检查车刀的各个角度。

五、考核评价

（1）学生对车刀进行自检，填写“考评评分表”（见表4．1），并同刀具一起交给老师。

表4．1　考评评分表

续表

（2）教师对车刀进行检查，对学生整个任务的实施过程进行分析，并填写“考评评分表”对学生进行成绩评定。

六、思考与练习

（1）切断（槽）刀与90°、45°车刀的几何角度有何不同？

（2）切槽刀的主偏角为多少度？

（3）按照图4．1所示要求，刃磨出合格的切断（车槽）刀。