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首 頁 >> 技術文章 >>車刀的種類和用途
車刀的種類和用途
日期: 2009-02-25
 
     刀具材質的改良和發展是今日金屬加工發展的重要課題之一,因為良好的刀具材料能有效、迅速的完成切削工作,並保持良好的刀具壽命。一般常用車刀材質有下列幾種:
 
1 高碳鋼:
     高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼,經過淬火硬化後使用,因切削中的摩擦四很容易回火軟化,被高速鋼等其他刀具所取代。一般僅適合於軟金屬材料之切削,常用者有SK1,SK2、、、、SK7等。
 
2 高速鋼:
     高速鋼為一種鋼基合金俗名白車刀,含碳量0.7~0.85%之碳鋼中加入W、Cr、V及Co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼材料中含有18%鎢、4%鉻以及4%釩的高速鋼。高速鋼車刀切削中產生的摩擦熱可高達至6000C,適合轉速1000rpm以下及螺紋之車削,一般常用高速鋼車刀如SKH2、SKH4A、SKH5、SKH6、SKH9等。
 
3 非鑄鐵合金刀具:
     此為鈷、鉻及鎢的合金,因切削加工很難,以鑄造成形製造,故又叫超硬鑄合金,最具代表者為stellite,其刀具韌性及耐磨性極佳,在8200C溫度下其硬度仍不受影響,抗熱程度遠超出高速鋼,適合高速及較深之切削工作。
 
4 燒結碳化刀具:
     碳化刀具為粉未冶金的產品,碳化鎢刀具主要成分為50%~90%鎢,並加入鈦、鉬、鉭等以鈷粉作為結合劑,再經加熱燒結完成。碳化刀具的硬度較任何其他材料均高,有最硬高碳鋼的三倍,適用於切削較硬金屬或石材,因其材質脆硬,故只能製成片狀,再焊於較具韌性之刀柄上,如此刀刃鈍化或崩裂時,可以更換另一刀口或換新刀片,這種夠車刀稱為捨棄式車刀。
 
      碳化刀具依國際標準(ISO)其切削性質的不同,分成P、M、K三類,並分別以藍、黃、紅三種顏色來標識:
 
      P類適於切削鋼材,有P01、P10、P20、P30、P40、P50六類,P01為高速精車刀,號碼小,耐磨性較高,P50為低速粗車刀,號碼大,韌性高,刀柄塗藍色以識別之。
 
      K類適於切削石材、鑄鐵等脆硬材料,有K01、K10、K20、K30、K40五類,K01為高速精車刀,K40為低速粗車刀,此類刀柄塗以紅色以識別。
 
      M類介於P類與M類之間,適於切削韌性較大的材料如不?袗?等,此類刀柄塗以黃色來識別之。
 
5 陶瓷車刀:
      陶瓷車刀是由氧化鋁粉未,添加少量元素,再經由高溫燒結而成,其硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高,但是因為質脆,故不適用於非連續或重車削,只適合高速精削。
 
6 鑽石刀具
      作高級表面加工時,可使用圓形或表面有刃緣的工業用鑽石來進行光制。可得到更為光滑的表面,主要用來做銅合金或輕合金的精密車削,在車削時必須使用高速度,最低需在60~100m/min,通常在200~300m/min。
 
7 氧化硼
     立方晶氧化硼(CBN)是近年來推廣的材料,硬度與耐磨性僅次於鑽石,此刀具適用於加工堅硬、耐磨的鐵族合金和鎳基合金、鈷基合金。
 
車刀形狀及使用情形
 
1 一般使用之車刀尖型式有下列幾種:
(1)粗車刀:主要是用來切削大量且多餘部份使工作物直徑接近需要的尺寸。粗車時表面光度不重要,因此車刀尖可研磨成尖銳的刀峰,但是刀峰通常要有微小的圓度以避免斷裂。
(2)精車刀:此刀刃可用油石礪光,以便車出非常圓滑的表面光度,一般來說精車刀之圓鼻比粗車刀大。
(3)圓鼻車刀:可適用許多不同型式的工作是屬於常用車刀,磨平頂面時可左右車削也可用來車削黃銅。此車刀也可在肩角上形成圓弧面,也可當精車刀來使用。
(4)切斷車刀:只用端部切削工作物,此車刀可用來切斷材料及車度溝槽。
(5)螺絲車刀(牙刀):用於車削螺杆或螺帽,依螺紋的形式分60度,或55度V型牙刀,29度梯形牙刀、方形牙刀。
(6)搪孔車刀:用以車削鑽過或鑄出的孔。達至光制尺寸或真直孔面為目的。
(7)側面車刀或側車刀:用來車削工作物端面,右側車刀通常用在精車軸的未端,左側車則用來精車肩部的左側面。
 
2.因工件之加工方式不同而採用不同的刀刃外形,一般可區分為:
(1)右手車刀:由右向左,車削工件外徑。
(2)左手車刀:由左向右,車削工件外徑。
(3)圓鼻車刀:刀刃為圓弧形,可以左右方向車削,適合圓角或曲面之車削。
(4)右側車刀:車削右側端面。
(5)左側車刀:車削左側端面。
(6)切斷刀:用於切斷或切槽。
(7)內孔車刀:用於車削內孔。
(8)外螺紋車刀:用於車削外螺紋。
(9)內螺紋車刀:用於車削內螺紋
 
車刀各部位名稱及功能
 
      車刀屬於單鋒刀具,因車削工作物形狀不同而有很多型式,但它各部位的名稱及作用卻是相同的。一支良好的車刀必須具有剛性良好的刀柄及鋒利的刀鋒兩大部份。車刀的刀刃角度,直接影響車削效果,不同的車刀材質及工件材料、刀刃的角度亦不相同。車床用車刀具有四個重要角度,即前間隙角、邊間隙角、後斜角及邊斜角。
 
1 前間隙角
      自刀鼻往下向刀內傾斜的角度為前間隙角,因有前間隙角,工作面和刀尖下形成一空間,使切削作用集中於刀鼻。若此角度太小,刀具將在表面上摩擦,而產生粗糙面,角度太大,刀具容易發生震顫,使刀鼻碎裂無法光制。裝上具有傾斜中刀把的車刀磨前間隙角時,需考慮刀把傾斜角度。高速鋼車刀此角度約8~10度之間,碳化物車刀則在6~8度之間。
 
2 邊間隙角
     刀側面自切削邊向刀內傾斜的角度為邊間隙角。邊間隙角使工作物面和刀側面形成一空間使切削作用集中于切削邊提高切削效率。高速鋼車刀此角度約10~12度之間。
 
3 後斜角
      從刀頂面自刀鼻向刀柄傾斜的角度為後斜角。此角度主要是在引導排屑及減少排屑阻力。切削一般金屬,高速鋼車刀一般為8~16度,而碳化物車刀為負傾角或零度。
 
4 邊斜角
     從刀頂面自切削邊向另一邊傾斜,此傾斜面和水平面所成角度為邊斜角。此角度是使切屑脫離工作物的角度,使排屑容易並獲得有效之車削。切削一般金屬,高速鋼車刀此角度大約為10~14度,而碳化物車刀可為正傾角也可為負傾角。
 
5 刀端角
     刀刃前端與刀柄垂直之角度。此角度的作用為保持刀刃前端與工件有一間隙避免刀刃與工件磨擦或擦傷已加工之表面。
 
6 切邊角
     刀刃前端與刀柄垂直之角度,其作用為改變切層的厚度。同時切邊角亦可改變車刀受力方向,減少進刀阻力,增加刀具壽命,因此一般粗車時,宜採用切邊角較大之車刀,以減少進刀阻力,增加切削速度。
 
7 刀鼻半徑
      刀刃最高點之刀口圓弧半徑。刀鼻半徑大強度大,用於大的切削深度,但容易產生高頻振動。
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