1、拋光機常用刀具的角度

(1)拋光機常用車刀的組成

刀具是切削加工的主要工具之一。刀具種類繁多，形狀各種名樣。但就刀具切削部分而言，均可看作是車刀的演變，因此車刀是***基本的切削刀具。下面均以拋光機車刀為例，介紹刀具的組成及幾何角度等問題。

在切削過程中，工件上同時存在著三個表面，即已加工表面、過渡表面和待加工表面，如圖113所示。已加工表面是工件上經刀具切削后產生的表面；過渡表面是工件上由切削刃形成的那部分表面，它在下一切削行程，工件或刀具的下一轉里被切附，或者由下一切削刃切除：待加工表面是工件上等待切除的表面，它可能是毛坯表面，也可能是加工過的表面。

車刀由刀柄和刀體組成。刀柄是刀具的夾特部分；刀體是刀具上：持或焊接刀條、刀片的部分，或由它形成切削刃的部分，如圖1-14所示。

刀體是刀具的切削部分，它又由“三面兩刃一尖”（即前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃、刀尖)組成，如圖1-15所示。

前刀面是刀具上切屑流過的表面。主后刀面是刀具上與工件過渡表面相對的表面。副后刀面是刀具上與工件已加工表面相對的表面。主切削刃是前刀面與主：后刀面的交線，在切削過程中擔任主要切削工作。副切削刃是前刀面與副后刀面的交線，靠：正刀尖部分參加少量切削工作。刀尖是主切削刃與副切削刃連接處的那一小部分切削刃。為了增加刀尖處的強度，改善散熱條件，通常在刀尖處磨有圓弧過被刃。

(2)確定拋光機常用刀具角度的靜止參考系

為了確定刀具角度的大小，必須建立一定的參考系。參考系由坐平面，即常說的輔助平面構成。所謂刀具靜止參考系，就是在不考慮進給運動，規定車刀刀尖與工件軸線等高，刀柄的中心線垂直于進給方向等簡化條件下的參考系。

刀具靜止參考系的主要坐標平面有基面、切削平面戶，、正交平面。、假定工作平面p和背平面。等，如圖1-16所示。

基面P 基面是通過切削刃選定點的平面，它平行或垂直于刀具在制造、刃磨及測量時適合于安裝或定位的一個平面或軸線，一般說來其方位要垂直于假定的主運動方向，基面用p表示。對于車刀，基面一般為過切削刃選定點的水平面。

切削平面p 切削平面是通過切削刃選定點與切削刃相切并垂直于基面的平面。對于車刀，切削平面一般為鉛垂面。

正交平面P 正交平面（原稱主剖面）是通過切列選定點并同時垂直于基面和切削平面的平面，用p表示。對于車刀，正交平面一般也是鉛垂面。

假定工作平面P 假定工作平面（原稱進給平面）是通過切削刃選定點與基面垂直，且與假定進給方向平行的平面，用p表示。

背平面p 背平面（原稱切深平面）是通過切削刃選定點并同時垂直于基面和假定工作平面的平面，用p表示。

(3)拋光機常用刀具標注角度

拋光機常用刀具標注角度是指刀具在其靜止參考系中的一組角度，這些角度是刀具設計、制造、刃磨和測量時所必需的。它主要包括前角、背前角、后角、背后角、主偏角、副偏角和刃傾角等。圖1-17為外圓尖頭刀的標注角度，圖1-18為車孔刀的標注角度。

前角Y 前角是前刀面與基面間的夾角，在正交平面中測量，用Y表示。前角的主要作用是使刃口鋒利，且影響切削刃的強度。

背前角Y 背前角是前刀面與基面間的夾角，在背平面中測量，用Y表示。對于螺紋車刀、插齒刀等刀具的前角常用背前角表示。

后角c 后角是主后刀面與切削平面間的夾角，在正交平面內測量，用a表示。后角的作用是減少刀具與工件之間的摩擦和磨損。

背后角α 背后角是主后刀面與切削平面間的夾角，在背平面內測量，用α表示。與背前角一樣，對于螺紋車刀、插齒刀等刀具的后角常用背后角表示。

主偏角K 主偏角是切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面內測量，用K表示。若主切削刃為直線，主偏角就是主切削刃在基面北的投影與進給方向的夾角。主偏角的大小影響背向力F。與進給力F的比例以及刀具壽命，如圖1-19所示。外圓車刀的主偏角通常有90°，75°，60°和45°等。

副偏角k 副偏角是副切削平面與假定工作平面間的夾角，在基面內測量，用心，表示。若副切削刃為直線，副偏角就是副切削刃在基面上的投影與進給反方向的夾角，副偏角的作用是減少副切削刀與工件三加工表面的摩擦，減少切削振動。副偏角的大小影響工件表面殘刃傾角 刃傾角是主切削刃與基面間的夾角，在切削平面內測量，用入表示。刃傾角的大小不僅影響月尖的強度，而且影響切屑的流向，如圖1-21所示。

(4)豫磨精飾拋光機常用刀具的工作角度

上述刀具標注角度，是在靜止參考系中假定不考慮進給運動，刀尖與工件軸線等高，刀柄中心線垂直于進給方向的條件下的一組角度。在實際切削過程中并不完全是這種理想狀況，刀具實際切削時的工作角度要發生某些變化的，這些變化對切削加工將產生一定的影響。

例如，在圖1-22中，圖(a)未考慮進給運動的影響，符合靜止參考系條件，此時工作前角Y與標注前角Y。,工作后角a與標注后角a分別相等；圖(b)考慮了進給運動，基面和切削平面逆時針旋轉了一個角度，變成工作基面p和工作切削平面p,此時的工作前角Y大于標注前角Y。,工作后角a小于標注后角a。在一般的切削加工中，由于進給量很小，這種變化常忽路不計，但在車削大導程螺紋時，則必須考感進給運動對工作后角的影響，否則車削無法正常進行。

又例如，在圖1-23中，圖（α）為車榴刀刀尖與工件軸線等高，符合靜止參考系條件，此時工作前角Ye與標注前角Y。,工作后角a.與標注后角a。分別相等；圖(b)和圖(c)的刀尖分別高于和低于工件軸線，導致刀具實際切削的工作前角Y和工作后角a,發生變化。

再例如，在圖1-24中，圖（α）為外圓尖頭刀刀柄的中心線垂直下進給方向，符合靜止參考系條件，此時工作主偏角，與標注主偏角K,、工作副偏角心。與標注副偏角分別相等：圖(6)和圖(c)為刀柄的中心線不垂直于進給方向，導致工作主偏角和工作副偏角發生變化。

2、拋光機常用刀具材料

拋光機常用刀具材料是指刀體即刀具切削部分的材料，由于切削加工是在高溫、劇烈摩擦和很大的切削力、沖擊力的條件下進行的，因此作為刀具材料，必須具備高的硬度、高的耐磨性、高的耐熱性、足夠的強度和韌性以及一定的工藝性能等。

(1)普通拋光機常用刀具材料

常見的普通刀具材料有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質合金和涂層刀具材料等，其中后三種用得較多。

高速鋼 高速鋼有很高的強度和韌性，熱處理后的硬度為63~70HRC,紅硬溫度達500℃~650℃，允許切速為40m/min左右。主要用于制造各種復雜刀具，如鉆頭、鉸刀、拉刀、銑刀、齒輪刀具及各種成形刀具。高速鋼常用的牌號有W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2和

W9Mo3Cr4V等。

硬質合金 硬質合金是由高硬難熔金屬碳化物粉末，以鈷為粘接劑，用粉末冶金的方法制成的。它的硬度很高，可達7482HRC,紅硬溫度達800℃一1000℃，允許切速達100~300m/min。但其抗彎強度低，不能承受較大的沖擊載荷。硬質合金目前多用于制造各種簡單刀具，如車刀、酰刀、創刀的刀片等。根據GB2075-87,硬質合金可分為P,M,K三個主要類別。

P類硬質合金（藍色）：相當于舊牌號YT類碩質合金。適宜加工長切屑的黑色金屬，如鋼、鑄鋼等，其代號有PO1，P1O,P2O,P3O,P4O?P5O，數字愈大，而磨性能低而韌性愈高。轉加工可用PGX半精加工選用P10,P20；粗加工選用P30。

M類硬質合金（黃色）：相當于舊牌號YW類硬質臺金，適宜加工長切屑或短切屑的金屬材料，如鋼、鑄鋼、不銹鋼、灰口鑄鐵、有色金屬等其代號有M10,M20,M30,M40數字愈大，耐磨性愈低而韌性愈高。精加工可用MIO；半精加工選用M20；粗加工選用M30。

K類硬質合金（紅色）；相當于舊牌號YG類硬質合金。適宜加工短切居的金屬和非金屬材料，如淬硬鋼、鑄鐵、銅鋁合金、塑料等，其代號K01,K10，K20,K30，K4C等，數字愈 大，耐磨性愈低而韌性愈高。精加工可用KO1半精加工選用K10.K20；粗加工選用K30。

涂層刀具材料 涂層刀具材料是在硬質合金或莊速鋼的基體上，涂一層幾微米厚的高硬度、高耐磨性的金屬化合物而構成的。涂層硬質合金具的耐用度比不涂層的至少可提高1~3倍，涂層高速鋼刀具的耐用度比不涂層的可提高2?10倍。國內涂層便質合金刀片牌號有CZ,CA?YB等系。

（2）超硬刀具材料

超硬刀具材料目前用得較多的有陶瓷、人造聚晶金剛石和立方氮化硼等。

陶瓷 常用的陶瓷刀具材料牛要是添加一定量 的金屬元素或金屬碳化物構成的，采用熱壓成形和燒結的方法獲得。陶瓷刀具有烈高的硬（91? 95HRA）,耐磨性很***，有很高的耐熱性，在1200度的高溫下仍能切削。常用的切削速度為（100?400）m/min，有的甚至可高750m/min，切削效率比硬質合金提高1?4倍。它的主要缺點是抗彎強度低，沖擊韌性差，陶瓷材料可做成各種刀片，主要用于冷硬鑄鐵、硬鋼和高強鋼等難加工材料的半精加工和精加工。

人造聚晶金剛石（PCD） 人造聚晶金剛石是在高溫高壓下將金剛石微粉聚合而成的多晶體材料，其硬度吸高（5000HV以上），僅次于天然金剛石（lOOOOHV），耐磨性極***，可切削極硬的材料而長時間保持尺寸的穩定性，其刀具耐用度比硬質合金幾十倍至三百倍。但這種林料的韌性和抗彎強度很差，只有硬質合金的1/4左右；熱穩定性也很差，當切削溫度達到700C?800C時，就會失去其硬度，因而不能左高溫下切削；與鐵的親和力很強，一股不適宜加工黑色金屬。人造聚晶金剛石可制成各種車刀、鉗刀、銃刀的刀片，主要用于精加工有色金屬及非金屬，如鋁、銅及其合金，陶瓷、合成纖維、強化塑料和硬橡膠等。近年來，為了提髙金剛石刀片的強度和韌性，常把聚品金剛石與硬質合金結合起來做成復合刀片，即在硬質合金的基體上燒結一層約0.5mm厚的聚晶金剛石構成的刀片。其綜合切削性能很***，在實際生產中應用較多。

立方氮化硼（CBN） 立方氮化硼也是在高溫簡壓下制成的--種新型超硬刀具材料，其硬度也僅次于金剛石，達7000?8000HV,耐磨性很***，耐熱性比金剛石高得多，達1200度, 可承受很髙的切削溫度.在1200度-1300度的高溫下也不與鐵金屬起化學反應。因比可以 加工鋼鐵。立方氮化硼可做成整體刀片，也可與硬質合金做成復合刀片。刀具耐用度是硬質合金和陶瓷刀具的幾十倍。方氮化硼目前主要用于淬硬鋼、耐磨鑄鐵、高溫合金等難加工材料的半精加工和鋼加工。