刃磨技术

刃磨技术（精选7篇）

刃磨技术 篇1

超精密加工技术是一种对工业零件进行纳米级精细加工的技术, 它需要加工精度突破传统的工业精度研究极限。随着MEMS技术、光学技术等众多精密工业的崛起和发展, 精密加工工业逐渐登上历史舞台, 为人类提供便利, 为社会做出贡献。金刚石作为超精密切削加工使用的材料之一, 可以对大多数刀具进行纳米级的精细加工, 而且金刚石在测量、信号、高分子材料等各项科学领域都发挥着重要的作用。金刚石刀具刀刃钝圆半径的精密程度是影响其所能加工的零件尺寸的关键因素。所谓刀具刃口钝圆半径是指刀刃放大到纳米级后可以观察到的刀刃处展现出的刀刃的半径, 钝圆半径越小, 其可以进行加工的零件尺寸就越小, 其切割能力就越强, 加工范围越广泛。据世界精密技术统计, 我国金刚石刀具的刀刃钝圆半径只能达到亚微米水平, 而许多发达国家早已达到纳米水平, 例如美国可以达到5纳米, 而日本也可以达到15纳米左右。因此, 研究金刚石刀具刃磨技术具有十分重要的现实意义。

1 金刚石刀具简述

随着超精密加工技术在越来越多的领域受到重视, 金刚石刀具也逐渐向越来越多的领域发展, 其中最主要的有三个领域:1) 是提高产品的质量, 使产品性能趋于一致, 针对不同的系列可以进行不同等级的加工;2) 是进行更加精密的加工, 加工对象随意, 进行更加复杂结构的加工;3) 是使CVD金刚石膜进入更加快速的商业化发展阶段。

现阶段, 我国金刚石刀具研究和生产厂家主要集中在上海、北京、广州、深圳等发达地区, 与欧美国家大多数金刚石刀具制造厂商的生产技术还具有较大差距, 最明显的表现就是我国仍无法自主生产金刚石原材料, 还需要通过GE公司、De Beers公司进行金刚石原材料的采购。其次, 我国在金刚石刀具制作过程中还遇到技术装备落后的阻碍, 导致产品的精度、工作效率以及表面光滑程度与发达国家相差巨大。国内几乎所有厂家使用的金刚石刀具刃磨机床全部进口自瑞士Ewag, 其他附属加工设备也基本依靠进口。近年来, 我国以清华大学、大连理工大学、哈尔滨工业大学为代表的高校已经投入超精密刀具领域的研究, 极大地推动了我国PCD刀具等金刚石刀具的应用和发展。

制作金刚石刀具最关键的技术就是刀具的刃磨技术, 该项技术以及配套设备的成熟程度决定了金刚石刀具的精密程度, 为了不断地提高刀具的质量和精度、合理地控制加工制作成本, 必须在刃磨技术和加工设备方面投入更多的心血。众所周知, 金刚石作为刀具制作材料必须提高其硬度和强度, 但是为了同时提高其精度又大大的提高了刃磨技术的难度, 所以目前我国刃磨技术仍满足不了金刚石刀具的使用需求。大多数金刚石刀具用户刀具损坏之后只能返厂重修, 而重修所需要的设备往往又要依赖于欧洲国家的进口, 这就必然导致用户浪费大量的时间和金钱, 不但不利于客户企业的健康发展, 而且阻碍我国精密技术的进步。

2 金刚石刀具研磨机制与技术

金刚石刀具刃磨工艺和研磨技术是提高刀具质量和精度的关键要素, 高超的研磨技术不但可以降低刀具表面的粗糙程度、降低刀口钝圆半径, 而且可以有效地降低企业加工成本。现阶段最常用的金刚石刀具刃磨技术就是机械刃磨方法, 这种方法主要利用了金刚石的物理性质, 即当两块金刚石研磨的晶面和方向固定时, 只要金刚石磨粒大小满足其动态脆塑性转变临界研磨深度的需求, 金刚石晶体表层材料便可实现塑性方式去除。大概操作方法就是在金刚石表面涂抹小于50微米的金刚石磨粒, 然后用表面带有微孔的直径约为300毫米的圆形研磨盘对金刚石进行高速研磨, 研磨开始不久, 微小的金刚石磨粒就会嵌入研磨盘表面微孔内, 这样就相当于利用金刚石微粒对金刚石进行研磨。在对刀具制造过程中, 专家们发现如果用质地较软于金刚石的材料与金刚石进行高速摩擦时, 金刚石表现出易磨损的性质, 如果磨料的活性又大于金刚石的话, 这种易磨损的性能则更加明显。因此, 专家们做出了金刚石难以耐高温的结论, 即高速研磨过程中产生的高温会加速金刚石的碳化过程, 进而使金刚石出现破损。基于这种现象, 专家们又发现了金刚石的热研磨机制。下面我们就具体的分析金刚石的研磨技术。

2.1 金刚石砂轮机械刃磨

目前国内使用最普遍的就是金刚石砂轮机械刃磨技术, 这种工艺是制作PCD刀具最好的方法, 加工制作出的刀具刃口钝圆半径较小, 刀口相对光滑整洁。砂轮机械刃磨法之所以普遍的使用, 而且工艺比较成熟就是因为这种方法是集合了物力和化学两种机制同时作用于金刚石刀刃上, 这种较为复杂的研磨变化基本机理为:物理作用产生自砂轮表面的金刚石磨粒高速运转对PCD材料表面形成非常强烈的摩擦力, 导致PCD材料表面出现细微的破裂和颗粒的脱落;而化学作用则来自高速摩擦后产生的热量作用在金刚石表面, 使金刚石发生碳化。该研磨方法还需要注意的一点就是在刃磨过程的中后期, 必须使用冷却液对砂轮表面和PCD材料表面进行降温处理, 只有保持温度在一定范围内才能够保证刀口的光滑整洁。

2.2 放电刃磨

放电刃磨技术, 顾名思义就是利用电火花放电对PCD材料进行加工的技术。放电刃磨最主要的就是运用金刚石的化学性质, 即利用砂轮与PCD材料两个分离的电极放点瞬间产生的高温对PCD材料进行热侵蚀, 从而将PCD材料表面的微粒熔化和气化。通电的电动机高速旋转, 带动连接着脉冲电源的砂轮转动并与PCD材料接触, 带点磨盘与被加工的刀具高速摩擦产生瞬间的高温, 以便将刀具表面软化, 再利用砂轮磨出合适的形状。放电刃磨技术与前面提到的砂轮机械刃磨技术相比效率更高, 而且加工成本相对较低。然而放电刃磨技术也存在一定的缺陷, 就是高温情况下, 金刚石容易出现碳化现象, 所以在刀具加工完成后仍然可能在刀具表面存在微小的裂缝或是损失, 这些潜在的缺陷很可能降低刀具的使用寿命。另外, 由于放电刃磨技术更多的利用金刚石的化学性质, 所以很难控制其研磨的力度是否恰到好处, 导致刃口的质量和精度与机械刃磨法相比还有明显的不足之处。

2.3 其它刃磨技术

随着科技的不断进步, 专家们利用新科技不断的发现新式的刃磨技术, 例如超声波磨削、激光加工、电化学磨削等, 这些高科技为发展刀具的刃磨技术起到了非常重要的作用。超声波磨削主要利用超声波的震动对刀具进行磨削, 激光加工则是利用激光产生的高温对刀具表面进行处理, 电化学磨削是利用化学药剂的溶解作用加上机械研磨共同作用于刀具。

3 总结

金刚石刀具的刃磨技术关乎金刚石刀具产品的质量和精度, 也关乎我国精密加工产业未来的发展。如何将目前的精细化刃磨技术研究到极致, 同时寻找出更多新式的刃磨技术并将它们运用到实际工程中去是我国未来研磨工艺研究的重中之重。

参考文献

[1]袁巨龙, 张飞虎, 戴一帆.超精密加工领域科学技术发展研究[J].机械工程学报, 2010.

[2]程引正.精密加工和超精密加工的研究与对策[J].机械研究与应用, 2011.

车刀角度在车削刃磨教学中的应用 篇2

关键词：刀具角度 刃磨 车工

在车床上进行切削工作主要依靠主轴带动工件的旋转主运动和刀具的进给运动相互工作来完成，所以车刀角度的选择合理与否，车刀的角度正确与否，都直接影响到工件的加工质量和切削效率。

切削加工中，车刀前后刀面处于剧烈的摩擦和切削热的作用下，会使切削刃口变钝而失去切削能力，只有通过刃磨才能使切削刃口恢复和保持正确的角度。而车刀的刃磨有机械刃磨和手工刃磨两种，虽然机械刃磨质量好、效率高，操作方便，但在小型加工厂仍以手工刃磨为主，所以车工必须掌握手工刃磨车刀的技术方法。因而对于一个车床操作工人来说，不仅要懂切削原理和车刀角度知识，还必须熟练地将所选角度应用到刃磨中去。下面以90°外圆车刀为例分析角度和刃磨关系。

一、对车刀角度进行分析

车刀切削部分有六个独立的基本角度：主偏角kr、副偏角kr，前角γo、主后角αo、副后角αo和刃倾角λs，还有两个派生角度：刀尖角εr和楔角βo。

1.基面投影面内的角度

（1）主偏角kr：主要影响车刀的散热条件、切削分力的大小和方向的变化及对切屑厚薄的影响。选择其大小时主要考虑工件的形状和刚性。

（2）副偏角kr：主要减少刀具副刃对工件已加工表面的接触，影响工件的已加工质量和车刀的强度。

（3）刀尖角εr。

2.正截面投影面内的角度

（1）前角γo：前角的大小主要影响刀具刃口的锋利程度、切削力的大小及车刀的强度和散热情况。在刀体强度允许的情况下，应尽量选择较大的前角以减小切削力提高刀具的锋利程度。

（2）主后角αo：主要是减小后刀面与工件上过渡表面之间的接触，以提高加工质量，提高刀具的使用寿命。

（3）楔角βo。

3.副截面投影面内的角度

副后角αo：一般和主后角αo角度想到，但在切断等这样的特殊情况下，为了保证车刀强度，副后角应选较小的数值。

4.切削平面投影面内的角度

刃倾角λs：主要控制切屑的排出方向。当具有负值刃倾角时，可增加刀具的强度，并在刀具进行冲击切削时能保护刀尖。

二、车刀的刃磨

第一，磨去车刀前、后面上的焊渣，并将车刀地面磨平。

第二，粗磨主后面刃磨时，需要考虑车刀将要形成的角度，使刀具轴线平行于砂轮中心轴线，刀具后刀面对应砂轮处于略高于砂轮中心的水平位置。为了形成刀具的主偏角和主后角的角度，将车刀向左前一个角度让出主偏角的角度，将车刀在倾斜处主偏角的角度后再向上翻转一个后角的角度，然后保持姿势，在刃磨过程中左右轻轻移动，直到角度磨出。

第三，粗磨副后面刃磨时，同样需要考虑车刀将要形成的角度，使刀具处于略高于砂轮中心的水平位置。为了形成刀具的副偏角的副后角的角度，使刀具轴线垂直于砂轮中心轴线，副后刀面对应砂轮处于略高于砂轮中心的水平位置。然后将车刀前面部分抬起一个副后角的角度，同时车刀后面部分向右偏移一个小的角度，目的是为了修出副偏角的角度，保持姿势，在刃磨过程中左右轻轻移动，直到角度刃磨出。

第四，粗精磨前刀面，使刀具前刀面对应砂轮，刀具轴线平行于砂轮中心轴线，将刀具沿轴线方向向操作者方向翻转一个前角的角度，同时让刀具刀柄部分向砂轮方向水平旋转一个刃倾角的角度，保持姿势，左右轻轻移动刃磨刀具，修出前角及刃倾角，保证前角前角γo=3°～5°，刃倾角λs=0°～3°。

第五，粗精磨后刀面和副后刀面。在粗磨的基础上再加以精磨，最后保证主偏角kr=90°～93°，主后角αo=6°～8°，副偏角kr=6°～8°，副后角αo=6°～8°的角度。

第六，刃磨刀尖圆弧，即将后刀面和副后刀面的交线进行倒圆一个很小的半径，目的是为了保证刀尖强度，提高刀具的使用寿命。

第七，研磨。在砂轮上刃磨出来的车刀，由于砂轮的粒度及使用情况，可能会导致切削刃有时会不够光洁平滑。这样的车刀在使用时不仅会影响工件的加工质量，而且会降低刀具的使用寿命，切削中还可能会崩刃。所以手工刃磨的车刀还要用油石研磨。研磨时，手持油石在刀面上沿刀刃来回移动，保证动作平稳，用力均匀。最终消除刃磨后的痕迹，使刀面粗糙度值达到Ra0.4～0.2μm。

总之，要想在加工过程中获得更好的加工质量，合理正确地刃磨刀具是至关重要的一个因素。在教学和学生的学习过程中，必须将刀具的角度和不同角度对生产过程的影响加以分析并掌握，才能很好地利用角度知识刃磨出合理角度的刀具。

参考文献：

[1]彭德荫.车工工艺与技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2002.

[2]王为健.金属切削原理与刀具[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2007.

大螺距螺纹刀具刃磨技巧 篇3

粗车刀前角的刃磨,在相关书籍中介绍要磨出20°左右的纵向前角方便排屑,提高刀具锋利程度,如图1所示。在实际加工中发现磨出纵向前角后会出现以下问题:

(1)刀具强度变差。用大的切削用量是容易折断。

(2)刃磨前角时由于前刀面和砂轮面是垂直接触,用力不均匀,如图2所示,磨出的前刀面是斜面,造成排削不畅产生憋屑现象,影响牙侧粗糙度。作者提磨出了一种大圆弧面前角,如图3所示。

刃磨方法比较简单将刀具前刀面与砂轮面平行接触,如图4所示。这种前角的优点:

(1)刀具强度好,前角只有2～3°。用大吃刀量也不易折断。

(2)由于刃磨时前刀面与砂轮平行,所以磨出的前刀面几乎是平面,特别是前刀面的刃磨曲线与排削方向一致,所以排屑顺畅不易憋屑。粗车刀注重的是刀具的耐用度,在排屑顺畅的同时要保证刀具有好的耐用度,才能最大限度的提高生产效率,并减少刀具不必要的损耗。

2 修磨砂轮应具备无跳动、光滑、平直

螺纹精车刀具的刀刃直线度,刀面的粗糙度直接影响螺纹加工后的牙侧粗糙度、牙型精度,要提高刀刃的直线度、刀面的粗糙度,砂轮的修磨是关键,用废旧砂轮简单修磨的砂轮表面粗糙度高,有明显震动,无法刃磨出高的刀刃直线度、低的刀面粗糙度。这种砂轮刃磨出的刀具刀刃直线度差,刀面粗糙度高车出的螺纹牙侧粗糙度高,牙侧是弧线,严重影响了配合精度。只有对砂轮进行精细修磨才能刃磨出高的刀刃直线度、低的刀面粗糙度。在用废旧砂轮简单修磨砂轮的基础上要用油石沾水对砂轮进行精细修磨。精细修磨后的砂轮表面要无跳动、光滑、平直。刀具在砂轮上刃磨时要无振动、无涩阻感。这种精细修磨后的砂轮刃磨出的刀具直线度高,刀面粗糙度低能达到Ra1.6以上。为下一步用油石研磨刀刃打好了基础。

3 油石精磨刀具

大螺距螺纹精车刀在砂轮上刃磨磨完后要用油石精细研磨。此工序技巧性比较高,如不注重刃磨方法不仅研磨不出锋利刀刃还会直接将刀刃研磨钝,致使刀具精车时出现扎刀、不吃刀、刀具使用寿命短等缺陷,直接影响加工精度和生产效率。根据多年的刃磨经验得出:研磨时先将油石在砂轮上修磨平整,将油石与后刀面的上部接触,与刀刃放平行,用力适当向一方向研磨,严禁往复研磨,研磨次数最佳为两次最多不可超过三次,因为刀具后刀面有一定的弧度,所以只用与刀面的上部接触才不至于研磨时研出副刀刃造成刀刃不锋利,如来回研磨因力度不同会损坏刀具的直线度从而影响牙型的直线度。研磨的目的是研磨掉在砂轮刃磨后无法去除的极微小毛刺,因为在砂轮上刃磨完的刀具粗糙度已达到Ra1.6以上,研磨两次即可将毛刺去除干净达到最佳状态。刃磨次数多一方面油石与刀刃直接接触容易刃(下转第62页)(上接第54页)磨出副刀刃影响锋利程度。另一方面油石在研磨时会有磨损出现沟痕也会造成刀刃研磨出副刀刃影响锋利程度。

4 刀具锋利检测

刀具锋利与否直接影响工件的的精度,但是利用常规工具无法查验刀具的锋利程度。一般采用目测,准确度极差。作者根据实际刃磨经验摸索出了一种简单有效的检验方法:将手指指肚与刀刃垂直接触(注意要用力适当以免割伤手指),上下滑动。如感觉到有切削刺割的感觉则刀具已比较锋利,如感觉到到圆滑无阻碍则刀具不锋利尚需修磨。这种检验方法简单易掌握,能较好的检测刀刃的锋利程度。

5 结束语

大螺距螺纹的加工工艺已比较成熟,在专业书籍中都有比较详细的阐述,在生产中按图索骥即可。大螺距螺纹加工中的难点其实就是刀具的刃磨,关于大螺距螺纹刀具的刃磨在专业书籍中鲜有所闻,原因在于刀具的刃磨实践性很强,没有丰富的实践经验很难对刀具的刃磨写出专业的论述,本文总结出的这套大螺距螺纹刀具刃磨技巧,在班组生产中得到广泛应用,能最大限度的提高刀具刃磨精度、延长刀具使用寿命,保证大螺距螺纹的尺寸、形位精度和配合精度,在车削加工中起到事半功倍的作用。

摘要：在钢铁企业的备件加工中需要的大螺距螺纹的加工件特别多且应用广,但大螺距螺纹螺距大、牙型槽宽且深,对刀具强度、粗糙度、形状精度、锋利程度要求较高。刀具刃磨的好与差直接影响加工后螺纹表面光洁度、尺寸精度及加工效率。本文介绍总结了一套科学、简单、实用的大螺距螺纹刀具刃磨技巧,正确运用能提高螺纹的光洁度,保证尺寸精度,提高生产效率。

关键词：大螺距螺纹刀具,前角,砂轮精修磨,精车刀研磨,刀具锋利程度

参考文献

[1]机械工业技师考评培训教材编审委员会编《车工技师培训教材》.北京:机械工业出版社,2001.4.

[2]职业技能鉴定教材编审委员会编《.车工技术培训教材》.北京:中国劳动出版社,1997.4.

[3]劳动部教材办公室组织编写.《车工工艺学》.北京:中国劳动出版社,1996.8.

錾子刃磨器的研究与应用 篇4

錾削是钳工操作基本技能之一, 而錾子的刃磨则是保证錾削加工效率及质量的重要保证。在机械类高职实践教学过程中, 学生总是难以正确掌握錾子的刃磨方法, 錾子刃磨后的楔角不是大了, 便是小了;或是一边高, 一边低。尤其是刃磨过程中力度的掌握比较困难, 经常会因为用力过大而造成錾子刃口部位温度过高, 从而使得錾子因刃口部位退火而报废。由于錾子刃磨中存在的问题, 学生在较短时间内无法正确刃磨好錾子, 因此给錾削训练带来较大的影响。笔者根据近几年的实践教学经验, 针对学生训练中存在问题, 设计了一种简易錾子刃磨器。经过实践应用, 证明该錾子刃磨器与手工刃磨錾子比较, 在实习安全、劳动强度、刃磨质量等方面有了极大的提高, 满足了实践教学的需要。

2 手工刃磨錾子常见的问题

2.1 刃磨錾子时楔角左右偏斜

如图1所示, 学生在刃磨錾子时, 双手较难拿平錾子, 因此刃磨后的錾子切削刃不是偏左, 便是偏右。图2 (a) 的切削刃偏左, 即切削刃刃磨后, 左边磨得深一些, 右边磨得浅一些;图2 (b) 则正好相反, 切削刃刃磨后, 右边磨得深一些, 左边磨得浅一些。

2.2 錾子刃磨时楔角的大小较难控制

如图1所示, 学生在刃磨錾子时, 楔角β的大小纯粹靠经验来控制。对于初学的学生而言, 这是非常难以掌握的。楔角太大, 则刃口过厚而降低了錾子的锋利程度;楔角太小, 则会因为刃口太尖锐而影响錾子的强度。

3 錾子刃磨器的结构及工作原理

3.1 錾子刃磨器的结构

如图3所示, 錾子刃磨器主要由下列元件组成: (1) 电动机; (2) 砂轮保护罩; (3) 砂轮; (4) 安装錾子的转动盘; (5) 坚固錾子的螺钉; (6) 调节錾子的螺钉; (7) 带转动螺杆的转盘; (8) 转盘作纵向移动的定位销; (9) 手轮 (螺母) 。

1.电动机2.砂轮保护罩3.砂轮4.安装錾子的转动盘5.錾子紧固螺钉6.錾子调节螺钉7.带转动螺杆的转盘8.纵向移动定位销9.手轮 (螺母)

3.2 錾子刃磨器的主要技术参数

(1) 錾子刃磨水平移动距离40～60mm;

(2) 錾子刃磨纵向移动距离10～20mm;

(3) 转动螺杆为右旋, 螺距t=4mm;

(4) 转动手轮直径D=80mm;

(5) 转动盘可作360°转动。

3.3 錾子楔角刃磨的范围

(1) 錾削硬材料, 錾子的楔角为60°～70°;

(2) 錾削中硬材料, 錾子的楔角为50°～60°;

(3) 錾削软材料, 錾子的楔角为30°～50°。

3.4 錾子刃磨器的工作原理

如图3所示, 首先将錾子安装在带刻度的转盘上, 一端与砂轮接触, 另一端与调节螺钉接触, 然后用螺钉压紧;其次, 根据刃磨楔角的大小, 将零件旋转一定转角α, 再用T型螺栓将转盘4与带螺杆的转盘7固定在一起, 转动手轮, 此时錾子就可以作水平方向的纵向进给运动;第三, 当錾子调整完毕后, 就可以作纵向刃磨, 并可通过调节螺钉对錾子进行横向进给调整;第四, 当錾子正面刃磨完毕后, 再将錾子调节到第二个工作面, 即刃磨錾子的反面, 刃磨方法与刃磨正面相同。当两个工作面均完成刃磨后, 即可从刃磨器上取下錾子, 交付使用。

4 錾子刃磨器的效果

(1) 刃磨的楔角质量有了保证。錾子楔角是由带刻度转盘4调节的, 因而可以根据錾削材料的不同, 通过转盘4调节不同的楔角角度。

(2) 刃磨的安全性有了提高。手工刃磨时, 用力过大时常有磨伤手的情况出现。当采用刃磨器后, 大大地增强了操作的安全性。

(3) 刃磨的劳动强度大大降低。手工刃磨时, 由于双手紧握錾子, 双脚成马步, 保持一定的姿势进行刃磨, 时间稍久则会十分吃力。而采用錾子刃磨器后, 只要錾子在工具上装夹牢固, 调整适当, 就可很轻松地将錾子刃磨出来, 而且时间短, 质量好。

(4) 錾子刃磨器结构简单, 操作方便。一般的操作工, 只需经过简单培训, 就能掌握錾子刃磨器的使用方法。

5 结语

錾子刃磨器结构简单, 使用时劳动强度低, 操作方便安全, 刃磨质量好。采用此方法解决了手工刃磨錾子时存在的问题, 为高职机械类学生的钳工实习提供了有效的保证。

浅谈外圆车刀的刃磨方法 篇5

常用的砂轮有白色氧化铝砂轮和绿色碳化硅砂轮[1]。氧化铝砂轮的砂粒韧性好, 比较锋利, 硬度稍低, 常用来刃磨高速钢和碳素工具钢刀具;碳化硅砂轮的砂粒硬度高, 但较脆, 其切削性较好, 常用来刃磨硬质合金刀具。磨刀前应首先对砂轮进行修整。当砂轮的径向圆跳动或外圆的圆柱度超差时, 应用砂轮刀、人造金刚石笔或粗粒度超硬碳化硅砂轮碎块进行修整。

砂轮的粗细以粒度号来表示, 一般有36、60、80和120等级别, 粒度号愈大则表示组成砂轮的磨粒愈细, 反之则愈粗。粗磨车刀应选用粗砂轮, 精磨车刀应选用细砂轮。根据经验, 车工刀具的刃磨使用直径φ250mm的砂轮较好。

2. 外圆车刀的刃磨方法

车刀的刃磨一般有机械刃磨和手工刃磨两种。机械刃磨质量好、效率高、操作方便, 有条件时应优先采用。手工刃磨较为常用, 对磨刀设备要求较低, 比较灵活。对于车工来说手工刃磨是基础, 必须掌握手工刃磨的基本技术。现以900外圆车刀为例, 详细介绍车刀的手工刃磨方法。

2.1 900外圆车刀的几何特点

2.1.1外圆车刀有一尖、两刃、三面、六角 (度) 。外圆刀有三个刀面即前刀面、主后面、副后面。前刀面与主后面相交形成主切削刃, 与副后面相交形成副切削面, 两个切削刃相交就构成了刀尖。同时, 刀具有6个独立的角度 (前角、主后角、副后角、主偏角、副偏角和刃倾角) , 刃磨每一个面时, 要控制两个相互独立的角度, 而且这两个角度必须同时磨出。磨前刀面时控制前角和刃倾角, 磨主后面时控制主偏角和主后角, 磨副后面时控制副偏角和副后角。

2.1.2无论从哪一个刀面上看, 刀尖都处于最突出的位置。从前刀面上看, 由于前角的影响主切削刃比前刀面上其它部位高, 由于刃倾角一般为正值, 所以在前刀面上刀尖是处于最高的位置。从主后面看, 由于主后角的影响, 主切削刃要比主后面的其它部分靠左, 刀尖由于主偏角的影响 (主偏角一般为93) 要比主切削刃其它部位靠左。所以, 在主后面上, 刀尖处于最靠左的位置。从副后面上看, 由于副后角的影响, 副切削刃要比副后面其他部位靠前, 由于副偏角的影响, 刃尖比副切削刃上其它部位靠前, 所以, 在副后面上, 刀尖处于最靠前的位置。

综上所述, 无论从哪一个刀面上看, 刀尖都处于最突出的位置。这就保证了在切削时只有刀尖先接触工件, 而后刀具的其它部位才能接触工件。只有这样, 才能保证切削的顺利进行。

2.2 磨刀的步骤

车刀刃磨分为粗磨和精磨[2]。粗磨时, 先磨出主后刀面, 同时磨出主偏角和主后角;再粗磨副后面, 同时磨出副偏角和副后角;最后粗磨前刀面, 同时磨出前角;精磨时, 先修磨前刀面, 再修磨主后面和副后面, 最后修磨刀尖圆弧, 对于角度要求较高的车刀, 要用量角器进行测量刀具角度。

2.2.1先粗磨车刀前刀面、主后刀面和副后刀面等处的焊渣, 然后粗磨主后刀面和副后刀面的刀杆部分。磨削时应采用粗粒度的氧化铝砂轮。

2.2.2粗磨刀片上的主后刀面、副后刀面和前刀面。粗磨出来的主后角、副后角应比所要求的后角大20左右, 粗磨前刀面时磨出前角。刃磨时应采用粗粒度的碳化硅砂轮。

2.2.3精磨前刀面、主后刀面和副后刀面。

2.2.4磨断屑槽。断屑槽常用的有两种类型:即直线型和圆弧型。刃磨圆弧型断屑槽的车刀时, 必须先把砂轮的外圆与平面的交接处修整成相适应的圆弧。刃磨直线型断屑槽, 砂轮的外圆与平面的交接处要修整尖锐。

2.2.5磨负倒棱。加工钢料的硬质合金车刀, 为提高强度, 一般应磨出负倒棱, 倒棱的宽度为0.1~0.2mm, 倒棱前角为-300左右。

2.2.6磨过渡刃。过渡刃有直线型和圆弧型两种。采用的砂轮应与精磨后刀面的砂轮相同。

2.2.7油石打磨。刃磨后的刀刃不够平直、光洁, 刃口往往呈锯齿形。若不处理, 切削时会影响工件表面粗糙度, 也会降低车刀的耐用度, 对于硬质合金车刀, 在切削过程中还容易产生崩刀。因此, 手工刃磨后的车刀需要用润滑油浸泡过的油石打磨。打磨时油石要紧贴刀片的前刀面与后刀面以连续旋转的方式摩擦移动, 达到消除毛刺的目的, 有时毛刺比较顽固, 需要反复打磨前刀面与后刀面。

2.3 磨刀的方法

2.3.1 刃磨前刀面。

刃磨时, 操作者应站在砂轮的侧面, 两脚自然分开, 与肩同宽, 上臂自然下垂, 左手握住刀头, 右手握住刀杆尾部, 两手分开尽可能远 (这样磨削时不容易晃动) , 使刀杆水平, 主切削刃朝上 (便于操作者观察磨削情况) 。

如图1所示, 使刀头处远离主切削刃的一边先接触砂轮, 然后刀具沿刀杆轴线转动 (从右往左看为顺时针转动) , 逐步使前刀面贴到砂轮的侧面, 进行磨削。转动角度的大小, 决定了前角刃磨的大小, 如果前刀面磨削的多, 靠近主切削刃处磨的少, 则前角大, 反之则前角小。转动合适的位置后不再转动, 保持该角度, 然后调整刃倾角。其方法是右手握住刀杆往前移, 即使刀杆在水平面内逆时针转动 (注意此时刀杆仍在水平面内, 且前角不变) , 如果靠近刀杆处磨的多, 头尖部分磨的少, 则刃倾角大, 反之, 则刃倾角小。转动合适位置后, 停止转动, 保持刀具所处的角度不变, 使刀具在水平面内平行于砂轮轴线左右移动, 均匀磨削, 防止砂轮表面的不平整而把刀刃磨成曲线。

磨削过程中要随时停下来, 观察其磨削的角度是否正确。如果角度不合适要及时调整, 角度调整合适后再继续刃磨, 直到将整个刀面磨好为止。

2.3.2 磨削主后刀面。

如图2所示。磨削时, 应用右手拿住刀头部分, 左手拿住刀杆的尾部, 使刀杆水平, 主切削刃朝上。刀杆沿轴线转动调整主后角, 左手前移增大主偏角。

2.3.3 磨削副后刀面。

左手拿刀头部分, 右手拿刀杆部分, 使副切削刃朝上, 此时刀杆不再水平, 刀头高刀尾低, 刀头刀尾相差越大, 则其副后角越大。刀尾向右移, 则增大副偏角, 如图3所示。

2.3.4 磨卷削槽。

需用砂轮笔将砂轮修成所需要的形状, 左手握住刀头部分, 右手握住刀杆尾部, 前刀面对准砂轮, 下部轻轻接触砂轮的尖角处, 使主切削刃平行于砂轮侧面, 且离开磨削部位1~3毫米的距离, 使刀具上下平动将槽磨好, 如图4所示。然后, 再修磨主后面和副后面, 达到要求。

2.3.5 用油石精磨。

为了减少各刀面和刀刃的表面粗糙度, 要用加机油的油石贴平各刀面进行精磨, 将砂轮的痕迹磨平, 如图5所示。但要注意不要把刀刃磨钝。

2.3.6 磨负倒棱。

如图6所示, 首先摆正角度, 其次用力要小, 速度要慢。

2.3.7 磨过渡刃。

如图7所示, 将三个刀面磨好后, 需要磨过渡刃, 方法是右手握住刀头部分, 左手握住刀杆尾部, 使刀杆与砂轮轴线成45夹角。前刀面朝上, 两后刀面的交线下部轻轻接触砂轮, 然后慢慢使刀尾部上移, 将两后面相交的棱线磨去即可。注意不要将刀尖磨低, 过渡刃宽度不大于0.5毫米。

2.4 角度检测的方法

2.4.1 目测法[3]。

观察车刀表面是否有裂痕, 角度是否合乎切削要求, 刀刃是否锋利。

观察角度的方法是这样:将刀杆平端至与视线等高, 刀头在左, 刀杆在右, 且使刀杆垂直于视线, 观察水平面与主切削刃的夹角, 即为刃倾角, 刃尖高为正值;将副后面看成一条线, 与垂直平面的夹角即为副后角。观察二者大小是否与要求的一致。使刀杆平行于视线, 将主切削刃看成一个点, 则前刀面就看成了一条线, 观察其与水平面的夹角, 则为前角, 刀尖高为正值;将主后面看成一条线, 与垂直平面的夹角即为主后角, 观察二者大小是否与要求的一致。将刀具放下, 使刀杆垂直于某一铅垂平面 (如墙壁) 则主切削刃与该平面的夹角为主偏角, 副切削刃与该平面的夹角为副偏角。观察二者大小是否与要求的一致。

2.4.2 角度尺和样板测量法。

对于角度要求高的车刀, 可用此法检查, 如图8所示。

2.5 刀具刃磨良好的标准

刃磨良好的刀具应达到:刀口平直无崩口;角度正确;刀具平整, 粗糙度低;刀尖无损伤。其关键要看刀尖、刀尖附近的刃口、刀口附近的刀面。因为切削主要是刀尖和刀尖附近的刀刃来完成的, 只要能保证附近的区域达到上述要求, 其他部分不影响强度、无干涉即可。

3. 磨刀前后应注意的问题

3.1在磨刀前, 要对砂轮机的防护设施进行检查。如防护罩壳是否齐全;有托架的砂轮, 其托架与砂轮之间的间隙是否恰当等。

3.2磨刀前还要仔细检查砂轮有无裂缝。磨刀时, 人尽可能站在砂轮侧面并使用砂轮正面磨刀。

3.3磨刀时两手握稳车刀, 并使刀杆靠于支架, 使受磨面轻贴在砂轮上, 切勿用力过猛, 以免挤碎砂轮或打滑伤手, 造成事故。

3.4车刀高低应与砂轮水平中心, 这样便于掌握角度。

3.5初次刃磨车刀往往造成车刀过热退火, 使硬度降低。主要原因是磨刀力度控制不好, 用力过大又没有及时放入水中冷却。

3.6刃磨结束后, 砂轮表面出现一道或几道凹坑。原因是车刀刃磨时没有作水平方向的左右均匀移动, 在同一位置上刃磨时间过长引起的。应将刃磨的车刀在砂轮圆周上左右移动, 使砂轮磨耗均匀, 尽量避免在砂轮的两个侧面粗磨车刀, 以致砂轮受力偏摆、跳动, 甚至破碎。

3.7在磨硬质合金车刀时, 不可在冷却液中冷却, 以防止刀片突然收缩而碎裂。在磨高速钢车刀时, 则需要有足够的冷却, 以免车刀因磨刀时温度过高而退火, 削弱车刀的切削性能。

4. 结语

合理选用和正确刃磨车刀, 对保证产品质量和提高劳动生产率有着极其重要的意义。因此, 掌握车刀的刃磨方法, 正确选择和使用车刀是学习车工技术一项非常重要的内容。

摘要：外圆车刀刃磨时, 需分别磨出主后刀面、副后刀面、前刀面、卷屑槽及倒棱等。本文详细介绍了刀具刃磨的步骤和方法, 以及刃磨车刀时应注意的一些问题。

关键词：外圆车刀,刃磨方法,砂轮

参考文献

[1]陆剑中, 孙家宁.金属切削原理与刀具.北京:机械工业出版社, 1986

[2]金富昌.车工.北京:机械工业出版社, 2007

刃磨技术 篇6

滚刀刃磨机床冬季换油之后出现分度故障, 经分厂维修人员多次维修仍不能排除故障, 公司责成设备科负责解决。设备管理人员与现场维修人员一同排查原因, 发现液压油黏度大, 阀体内调节油量的弹簧太细太软, 从而判断是液压故障。滚刀磨床对液压油有较高的要求, 夏季加30号液压油, 冬季应加20号液压油, 油温≥20℃。经查滚刀磨床新换的液压油标号不明, 加煤油稀释后效果不大, 于是决定重新换油, 加注46号抗磨液压油并定做弹簧。重新换油并空运行一段时间待油温上升后, 分度动作基本正常。可是第二天, 滚刀磨床又不能正常分度, 闸齿不是不到位就是过位或不抬起。维修人员将液压阀体反复拆卸、清洗了多次, 调节油量的螺钉无论怎么调节, 就是稳定不下来。联系厂家售后, 答复需要先付3000元, 换一个阀体6000元。由设备科牵头, 经过一番分析和研判, 对分度装置的部分机械零件进行修复或更换, 不到2 h, 2台故障机床均能正常工作。

滚刀刃磨机床液压装置对温度反应敏感, 一旦停机再次启动时, 分度就会出问题。鉴于此, 将综合分厂库房腾出一角, 把机床搬到了环境温度相对稍好的室内。操作工反映, 机床分度还是不太理想, 偶尔有分度不到位的情况。维修人员再次排查原因, 终于发现分度轴轴承受力不均, 导致分度轴转动时所受摩擦阻力不一致, 造成局部分度偏差。拆下分度轴, 清洗轴承, 调整间隙, 彻底解决了滚刀磨床故障。

武汉机床厂是全国唯一一家专业生产滚刀刃磨机床的厂家, 除武汉外, 无其他售后网点。机床采用液压控制分度 (专利技术、图纸保密) , 使用时间长了就会出现分度不准的问题, 由于不便维修, 好多单位都对此类机床进行了数控分度改造。

刃磨技术 篇7

PCD刀具加工铝合金材料的优势

P C D的优良特点使P C D刀具广泛应用于铝合金加工, 特别是加工高硅铝合金最有效, 应用也最广泛。高硅铝合金的硬度和耐磨性比其他铝合金高, 切削时刀具交替地切削软的铝基和硬的硅颗粒, 使用普通刀具时很容易磨损, 也容易产生积屑瘤, 使工件加工精度和表面粗糙度恶化。为了避免积屑瘤和加工硬化, 刀刃必须锋利, 刀面必须光滑, PCD刀具正好符合这些要求。图1表示加工铝硅合金 (ws i=20%) 时, P C D刀具和CBN刀具后刀面磨损比较 (v=170m/min, f=0.1mm/r, ap=0.5mm) 。可见, 即使是使用CBN超硬刀具, 其使用寿命也不高, 而PCD刀具的耐磨性则较高, 经长时间切削后刀具后刀面的磨损仍然较小。试验证明, CBN超硬刀具不适合铝硅活塞的加工。

刀具刃磨质量对工件加工质量的影响

硅铝合金具有质量轻、强度高的特点, 是制造活塞的理想材料。活塞加工过程中硅铝合金材料中的硅粒子对刀具的磨损影响较大, 硬质合金刀具在加工铝合金尤其高硅铝合金时, 切削性能上暴露出了不足之处:刀具磨损较快, 加工质量满足不了加工要求。下面以活塞加工为例, 来试验PCD刀具刃磨质量对加工质量的影响。聚晶金刚石 (PCD) 刀具兼有接近天然金刚石的硬度、耐磨性及硬质合金的抗冲击性, 是加工硅铝合金的理想刀具材料。然而, 正是PCD材料的高硬度、高耐磨性, 使其刃磨成本较高, 而且随着刃磨质量的提高, 刃磨成本成倍增加。因此, 选择合理的刃磨质量是PCD刀具使用中的一个关键问题, 下面通过切削试验来进行分析。

1. 试验条件

(1) 刀具采用威海刀具厂生产的焊接式PCD外圆车刀, 刀头材料为人造聚晶金刚石复合片 (G E公司的C o m p a x1600系列) , 刀体材料Y G6。刀具几何角度:γ0=0°、α0=6°、κr=45°、κr´=45°、rε=0.4mm。

(2) 设备瑞士产的Ewg-Rs09高精度磨床和专用的金刚石砂轮、高倍电子扫描显微镜 (观察刃磨后的刀具及刃口微观形貌) 、J1M K460数控车床、轮廓仪 (测量加工工件表面粗糙度) 。

(3) 工件某型号活塞, 直径100mm, 材料为ZL109G, 化学成分见表1。

(%)

(4) 切削参数vc=300m/min, f=0.lmm/r, ap=0.15mm

2. 试验过程

分别取三把刃磨好的P C D刀具, 编号为1号、2号、3号, 1号刀具后刀面非常平滑, Ra=0.126μm, 磨痕较小、刃口缺陷较小;3号刀具后刀面粗糙, Ra=0.63μm, 磨痕较深, 刃口缺陷大;2号刀具后刀面及刃口形貌介于二者之间, Ra=0.224μm。三把刀具的刃磨质量:1号最好, 2号次之, 在电镜下三把刀具的刃口微观形貌如图2所示。用这三把刀具分别加工工件, 再分别取不同时期的工件测量表面粗糙度, 结果见表2。

(单位:μm)

3. 结果分析

从上表可以看出, 加工初期, 三把刀具各加工到第200只活塞时活塞表面粗糙度:Ra1

当三把刀具各加工到第1000只时活塞表面粗糙度:Ra3逐渐增大, Ra1、Ra2减小并趋于定值。3号刀具刃口修光刃宽, 切削过程中径向力较大, 加工工艺系统刚度低 (活塞为薄壁工件) , 将产生变形和振动。又因P C D属脆性材料, 且3号刀具刃口缺陷大, 虽然切削区温度较高, 但刀具的主要磨损形式仍为早期脆性破损, 从而使3号刀具加工工件的粗糙度逐渐增大;1号和2号刀具刃口修光刃较小, 切削过程中径向力较小, 加工工艺系统不易产生振动。且其刃口缺陷较小, 切削区温度较高, 所以P C D刀具的主要磨损形式为热化学磨损及机械热磨损, 这是因为经过初期加工阶段, 刀具刃口与工件相互作用使刀具刃口的平整度达到稳定状态, 加工表面粗糙度随之基本达稳态值。

结语

P C D刀具是加工铝合金, 特别是加工高硅铝合金最为有效的刀具材料。