[摘 要]本文通过对车刀角度选择，来分析在加工不同的零件情况，而选择正确的刃倾角，来针对零件不同的切削方法。
　　[关键词]75°偏刀 ；刃倾角
　　中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0002-02
　　引言：
　　刃倾角是车刀五个基本角度之一，虽然它不是车刀的最重要角度，但是在某些恶劣切削条件下，如果选择刃倾角恰当合理，它将显示非凡的综合性功能。如刀尖、刀刃的抗冲击强度、耐磨性、刃口的锐利程度，都可以获得极大的提高，最终表现为我们所希望的高效率和高质量的理想车削效果。
　　一、车刀独立的基本角度
　　车刀的刀头部分（又称切削部分）是一个多棱边多平面的复杂几何体。五个基本角度中，以前角最为重要，它的刃磨质量直接影响到主刀刃的锋利程度和强度，但这是对一般情况而言。而在某些恶劣条件下的车削就大不一样了。如较大冲击力的断续车削，工件表面硬度不均匀，软硬差别较大（如电焊缝，硬质点）等恶劣的车削场合，光是要求有合理的前角大小和刃磨质量是远远不够的。如果是这样，不但得不到理想的车削效果，甚至无法进行车削，车刀一接触工件，就打崩刀尖或刀刃，修磨车刀后再车削，又与前面现象一样再次重演，无法进行一次正常的车削。为什么会出现这样情况呢？这是因为没有合理选用刃倾角的缘故。
　　二、刃倾角的位置及应用
　　主刀刃与基面之间所夹的锐角，称作刃倾角。
　　前面已经介绍过，刃倾角不是车刀的最重要角度，他只是五个切削角度之一，目前中专、技校及职业培训的教材中对刃倾角知识都只简单地提到三个方面：（1）刃倾角用以控制切削的流向精车时选取+3°～+8°。而且。在五个基本角度中排列在最后介绍。也许由于这个原因，未能引起人们对它的足够重视和深入研究。我曾经与许多车工师傅探讨过车工角度问题，发现大多数车工都只重视前角和后角，特别是对前角比较讲究刃磨质量。部分车工知道有这样一个车工角度名称，但不知道在哪个部位，也不知道怎么磨出这个车刀角度和有什么用，少数青年车工甚至不知道有刃倾角这样一个车刀基本角度，更谈不上正确选用及刃磨了。
　　为什么这么多车工都不重视刃倾角的选用和刃磨呢？我认为出来有关教科书对它的特性介绍过于肤浅简单外，更主要而直接的原因是车工在大多数情况所加工的工件，其车削余量和材料的组织都比较均匀，车削过程不会产生明显的冲击或剧烈震动等恶劣车削条件，因此对车刀不会构成“致命”伤害威胁（即崩刀威胁）。大多数情况下车刀表现出来的是比较平稳而温和的自认刀具磨损。加之大多数车工都习惯把车刀刃倾角磨成零度，特别是粗车刀，曾经一段时间车削后，住刀刃及刀尖参与切削部分都会自然磨损，逐步获得少量的负值刃倾角，使刀倾角趋于合理化，一般情况下，粗车时排屑、断屑效果都不差，会使人们很容易错觉地认为零度的刃倾角是最理想的选择。其实有些车工师傅也不一定知道这就是零度的刃倾角，即使把前刀面磨成水平状，与基面平行再磨出卷屑槽（又称月牙槽）时只要不伤及刀尖和刀刃，就形成零度的刀倾角。只是因为车工师傅们日常的互相影响，我看你怎样磨刀我也怎样磨的直观学习法，加上车工平时操作比较紧张忙碌来不及反思，久而久之慢慢的把刃倾角给淡忘了。殊不知，在大冲击的特殊恶劣条件下零度的刃倾角根本无法进行正常车削，或者一般车削条件下，如果能预先磨出一定的合理刃倾角，会使车削效果更佳。
　　三、刃倾角抗冲击切削试验
　　我车间曾接受厂下达一大批手扶拖拉机卡“刹车掌的加工任务。刹车掌这个零件是8mm厚的A3钢板用卷机卷造成圆柱形，接口处有3～4mm宽的缝口间隙用电焊连接合拢，然后用风割按每个长100mm切割成耳状的个体，再在孔壁上用电焊焊接上两对称的筋板做成毛坯零件，交车工车削外圆和端面。车削要求精度不高。外圆公差为0.05mm，总长公差0.02mm，粗糙度6.3余位置无需加工。
　　就是这样一个如此简单的零件，在C6140车削，用三爪撑内孔装夹，开始时选用YT5刀具材料，前角取15°左右，主偏角90°，刃倾角去0°，车削非常困难。车刀刀尖一接触到焊缝位置就崩刀，继续车削下去时，刀具崩刃和烧伤更严重，工件已加工表面出现粗大的波纹状，焊缝处出现黄豆状凸起，无法继续车削下去了。尽管不断修磨刀具，因为崩刃面积大而严重，每次修磨刀具都要花费20～30分钟时间，但新修磨好的刀具装上刀架一车削又崩掉了一大块，一个工作班8个小时净忙于应付磨刀再磨刀，而一个合格的零件都车不出来，刀具和砂轮消耗很大，车削条件极为困难。这样折腾了两三天，车出三、四个勉强合格的零件，但消耗付出的成本很大，极不合算的。这种形势迫使我冷静下来思索，我着手找资料和看书学习，特别是关于先进刀具应用实例资料，反复学习比较，终于悟出了其中的道理，找到了主要矛盾所在——主偏角过大，引起走刀抗力大、切削冲击力和振动大，因此极容易崩刃；而刃倾角为零度，冲击力集中落在刀尖上，刀尖是最薄弱的部位，得不到缓冲和保护，刀尖当然容易打崩。比较起来刃倾角为零度是主要矛盾。矛盾找到了，我就着手试验。首先减小主偏角，选取75°。使走刀抗力减小，切削冲击力和振力得到缓解，使切削过程叫平稳。然后把原来零度的刃倾角逐次降低到—15°、—20°、—25°、—30°进行试验性车削，发现每降低一次刀尖，都有较明显的抗冲击切削效果，但刀尖较容易磨损和烧伤，还得不到满意的解决，表面质量不稳定，粗糙度过大。
　　四、综合分析，辩证选择刀具材料和车刀几何参数
　　刀尖容易磨损和烧伤，说明刀具材料选用不合理。因为YT5的耐热性和耐磨性都较差，就果断改进用YW2刀具材料，抗弯强度高，冲击韧性好，耐磨稍次于YW1，强度较高，能承受较大的冲击负荷。考虑到YW2材料性质好，同时对刃磨刀具时对刀刃和刀尖相应地采取枪花措施。
　　主偏角取75°，前角取25°，主刀刃和过渡刃都加磨负倒棱，宽度为0.3mm，负倒棱斜角为—30°。而且，过渡刃由两小段刀刃构成，中间有棱角凸起，使刀尖更具抗冲击性。考虑到负倒棱增大后，主刀刃必然变钝，为提高主刀刃的锋利程度，减小切削阻力，进一步把刃倾角降到—40°。因为刃倾角越小，切削时刃口半径会变得越小，刃口就越锋利，有如用砍断竹尾一样，倾斜角越大，竹尾端部的圆弧半径就越小，显得尖锐。为了降低切削温度，减小摩擦，车削过程加注充分的切削液，提高已加工变表现质量和刀具耐磨性。 　　以上各种高改善切削条件的措施，应该说都发挥了积极的作用。但是最大胆的举动要数一下把刃倾角减到—40°，也数它使刀具发挥最大的车削效能。试验结果，刀具经过以上综合改善后，从原来一个工作班车不出已合格的零件到后来每15分钟可车出一个优质零件，刀具耐用度可连续车削6个小时无需修磨，仍能保持切屑为银白色。更令人惊奇的是，有一次合金刀片整块被冲击脱落而能丝毫无损地保持完整，工效提高几十倍。由此可见，在恶劣的车削条件下，刃倾角如果选用得当，能使刀具表现出意想不到的超高效能。
　　刀具改进前后对照表如下：
　　五、刃倾角车刀切削受力分析
　　为什么减小刃倾角或在同样切削条件下，主力刃的抗冲击力能力会得到很大的提高呢？下面我作必要的车削时车刀的受力情况分析。在车削过程，车刀受到一个好大的切削力垂直压在刀刃上，称作切削合力P。这个合力的大小和方向受到车刀几何参数和综合切削条件的影响，如刀具材料、工件材料、切削用量、切削液等对其影响变化范围很大，不容易测量。为了简化分析和计算，我假设这个切削合力P在过主切削刃的某一平面内从刀具受力分析图可知，切削合力P课分解为主切削Pz和径向力Py两个切削分力，主切削力Py是刀具要把工件多余金属层从工件表面剥脱下来所需要的主要切削力，它消耗的电机功率最多，对刀具的危害也最大。因此，降低切削力Pz，一方面可以节省功率消耗，提高生产效率，另一方面也可以减少刀具磨损，提高刀具耐用度。
　　从刀具受力分析图和两个切削分力计算公式还可以知道，两个切削分力Pz和Py的大小是收到刃倾角大小影响的，即车刀刃倾角越小，主切削力Pz就越小；反之越大。因此，减小车刀的刃倾角后，可以获得减少切削抗力，可使刃口锋利（前面已论述），气味相投轻快，并提高刀具的抗磨性等好处，但这一点还不是直接增强车刀抗冲击能力的主要因素，当然，切削力减小了，危害威胁相对也减小了，崩刀也不那么容易发生了，这是常识可理解的。那么减小刃倾角后，可使车刀主力刃抗冲击强度大大提高的主要原因何在呢？从车到受力图可明显看出，当车刀的刃倾角减小后，刀尖处于主刀刃的位置上。又因为切削力不是垂直作用于刀刃上，而是以很大的倾斜角作用在刀刃上，这就大大地提高了刀刃的抗冲击能力。因此，使十分脆弱的刀尖得到很有效的保护。这就是减小刃倾角后，车刀能大大提高抗冲击强度的主要原因。
　　六、刃倾角对切削加工的负面影响
　　上面我只是分析、论述了减小车刀刃倾角后具有积极作用的一面，但任何事物都具有两重性，不是绝对的。从刀具受力分析图和切削分力计算公式知道，刃倾角减小后也有不利的消极一面，就是刃倾角越小，径向分力也越小。径向切削分力Py是一个会使工件产生弯曲变形和会把工件从卡盘上顶落下来的，有害分力。因此，我们不能毫无约束地盲目增大刃倾角，而应该是有条件的合理减小刃倾角。例如，刚性较差的轴类工件不能选用过小值刃倾角，否侧，容易引起工件弯曲变形或振动而打崩刀尖；夹紧力不牢固的卡盘不能选用过小值刃倾角，否侧，容易把工件顶落下来发生严重事故。再有，当工件表面质量要求较高时，例如，精车或粗糙度要求较小，一般不能选用负值刃倾角，防止切屑流向级已加工表面，把已加工表面擦伤。
　　结束语
　　综上所述可知，要使车刀充分发挥其优势性能，提高生产效率，正确选用刃倾角是一项不可忽视的重要因素。
　　参考文献
　　[1] 《车工工艺学》，劳动人事部培训就业局编，劳动人事版，86年3月第一版。
　　[2] 《车削工艺》，国营黎明机械制造厂编，国防工业出版，75年9月第一版。
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　　[4] 《硬质合金车刀的正确使用》，技术丛书，作者：王健，修订版，75年12月北京第二版。
　　[5] 《机械工人》，杂志，75年第2期技术资料。