小议车刀负倒棱

董利娟

【摘 要】刀具的负倒棱，在保证刀具锋利的同时，增加刀具的强度，提高刀具寿命，减少刀具制造成本，提高劳动生产率。

【关键词】刀具；负倒棱；耐用度

常言道：车工是“三分手艺，七分刀具”，简明扼要地说明了刀具对车工的重要性。随着科学技术的飞速发展，在机械制造业中，产品品种不断增加，机构形式更加复杂，材料性能不断提高，因此，对车削加工中的技术要求不断提高，特别是对刀具的切削性能的要求更高。虽然硬质合金可转位车刀得到一定的利用，但做为一名车工，必须掌握刀具的结构、几何参数对加工的影响。会对刀具进行正确的刃磨，得到合理的刀具几何形状，并能够依据加工特点，工作状态，工件材料等因素对刀具几何参数、角度进行合理的调整，从而更好地发挥刀具的切削性能，有效地进行切削，即在众多因素中抓住关键问题。在《车工工艺与技能训练》中，对刀具的有关几何参数、角度作了详细的讲述，对技校阶段的学习、实践有很大的帮助，但就此作为中级技术工人的技校毕业生，进入工厂是产品零配件的直接生产者，对工厂多样化、复杂化的产品品种零件的加工，还远远达不到要求，因此，在讲解刀具的几何参数内容时，除详细的讲解车刀的组成部分、六个主要参数、断屑槽等有关内容外，还要对学生有目的讲解刀具的负倒棱，以便在今后的实际工作中，增强运用能力，在保证刀具的锋利的同时，增加刀具的强度，提高刀具寿命，减少刀具制造成本，提高劳动生产率。

1 车刀负倒棱的形成及作用

在实际加工中，用YT15硬质合金刀具粗加工45号中碳钢材料时，一般应磨出20°左右的前角和断屑槽，6°左右的后角，因此，刀具的楔角β0=90°-（20°+6°），楔角越小刀具强度越差，因此，要想增加刀具刀头强度，只有使楔角值增大；同时，由于采用的硬质合金材料的刀片，其抗弯强度只有高速钢的三分之一左右，故刀具极易崩刃，因此，就必须减小前角和后角。减小后角，刀具后刀面与工件之间的摩擦增大，影响正常的切削和刀具寿命；减小前角，增大切削变形，使切削力和切削温度增加，要求工艺系统刚性强，而且容易形成带状切屑缠绕工件、刀具，增加不安全因素；而磨成负前角其刀刃强度大大提高，保护刀尖，提高刀具耐用度，而此时切削力和切削热成倍增加。鉴于以上情况，故采用综合办法，在正前角的车刀上沿主切削刃磨出一窄小负前角平面——负倒棱，这样可以增加刀刃强度，改善散热条件，在强化刀刃的基础上又使切削力增加不多，从而提高刀具耐用度。

图1

2 负倒棱的确定

在硬质合金车刀上磨出负倒棱是刀具“锐中求固”的有效措施。倒棱宽度和倒棱前角愈大，刀具愈牢固，但切削力也增加得愈多。因此负倒棱的取舍和大小应根据刀具材料、工件材料和加工条件的不同区别选用，在选择负倒棱的参数时总的原则是：应使切削力增加不多，又能保证刀具耐用度有明显的提高。

a） b） c）

图2 负倒棱车刀

1）高速钢的韧性好，抗弯强度高，因此高速钢刀具不要磨负倒棱。

2）硬质合金刀具加工钢料，特别是强力切削刀具应磨负倒棱，倒棱宽度bγ1和倒棱前角γ01推荐如下：

（1）加工碳素钢和合金结构钢：br1=（0.3～0.8）f，

γ01=-（5°～15°）

（2）加工易切削钢和不锈钢：br1≤0.5f，γ01=-（5°～10°）

（3）粗加工铸钢件、锻件或断续切削时：br1=（1.2～2）f，

γ01=-（10°～20°）

3）有负倒棱后，刀具前刀面和后刀面要求可适当降低，由于负倒棱面积小，可以仔细研磨，能够保证很高的刀具表面质量，减小刀刃的粗糙度，保证工件的表面质量。

4）负倒棱对切削过程的影响分析

在相同的前角下，用具有负倒棱的刀具进行切削时，其刀刃处楔角大于90°，散热能力大大提高，由于刃口变钝，被切削的金属变形增大，使切削力增大、而且受力形式是压应力，而硬质合金的抗压强度远远大于抗弯强度，同时，由于有了负倒棱，使刀刃由直线刃变为面刃受力其实际单位上的受力并未增加多少，因此，刀具有了负倒棱后，起到了扬长避短，提高刀具寿命的作用。

3 负倒棱与过渡刃和前刀面的关系

表1

4 负倒棱的应用

在车刀前刀面上磨出断屑槽，并沿主切削刃磨负倒棱，可在强化切削刃的同时，得到较大的前角γo= 25°～30°并使切屑容易折断，在生产实践中，根据不同的工件材料，加工性质（粗加工）确定刀具的负倒棱，可使切削工作顺利完成，例如在粗加工中最常用的75°强力车刀，采用负棱，增加其刀刃强度，其技术分析如下：

（1）采用大前角γo= 20°～25°，使切削轻快省力，减小振动。

（2）采用负倒棱br1≤0.5f，γ01=-（20°～25°），加强刀刃强度，虽然切削力略有增加，但由于切削时压力中心后移，增强车刀的切削能力，同时，倒棱作为产生积屑瘤的基座，切削过程中积屑瘤不断产生、长大，脱落。保护刀刃。

（3）采用负刃倾角λ=4°～8°增强刀尖强度，而且还使切削时的冲击点落在切削刃后端，保护刀尖。

（4）采用75°主偏角，使径向力变小，可采用较大的进给量和切削深度进行强力车削，不致引起振动。

（5）磨出κ，rε=45°，长度1-2mm的过渡刃，可增加刀尖角，增加刀尖刃口工作长度，改善散热条件。

（6）适当减小副偏角κ，r可提高刀尖强度，增大散热能力，提高车刀寿命。

（7）在刀尖处磨κ，r=0的修光刃，其长度取1.5f从而减小残留面积，使工件表面粗糙度变细。

（8）使用效果好。

[责任编辑：汤静]