第2章　车工基础知识

2.1　车床及车刀的基本操作

在车削操作过程中，车工接触最多并直接影响到所加工零件质量的设备及工具主要是车床与车刀，因此，熟练地调整好车床的工作状态，同时做好车床的维护保养以及合理刃磨、选用使用好车刀是每个车工都必须掌握的基本操作。

2.1.1　车床的调整

车床的调整主要是控制好车床各主要部位的间隙。以下以CA6140型卧式车床（其结构参见图1-2）为例进行说明。

（1）主轴与轴承间隙的调整

主轴轴承径向、轴向间隙过大或过小都会造成车床的故障。主轴间隙过大会使主轴跳动，车削出来的工件产生椭圆、棱圆或波纹等；主轴间隙过小，在高转速时，会使主轴发热而损坏。主轴径向间隙的调整如图2-1所示。调整时，先拧松锁紧螺钉5和螺母4，使圆锥孔双圆柱滚子轴承7的内圈相对主轴锥形轴颈向右移动。由于锥面的作用，轴承内圈产生径向弹性膨胀，将滚子与内、外圈之间的间隙减小。调整合适后，应将锁紧螺钉5和螺母4拧紧。圆锥孔双圆柱滚子轴承3的间隙可用螺母1调整。一般情况下，只需调整前轴承即可，只有当调整前轴承后仍不能达到要求的回转精度时，才需调整后轴承；后轴承能调整主轴的轴向间隙及精度。

调整前轴承时，可按以下步骤进行操作。

①准备一把钩形扳手（如图2-2所示）、一把锤子、一个螺钉旋具，打开主轴箱盖并放置平稳。

②用钩形扳手逆时针方向扳动主轴前端螺母（如图2-3所示）。若扳不动，可用锤子轻击钩形扳手，拧松螺母8。

③旋松螺钉5，再用钩形扳手逆时针方向扳紧调整螺母4（如图2-4所示），调整完后，用螺钉旋具拧紧锁紧螺钉5，拧紧螺母4。

④检查主轴轴承间隙大小，用手转动感觉灵活，无阻滞现象，再次测量主轴的径向跳动和轴向窜动使其小于等于0.01mm，关闭主轴箱盖；使主轴高速运转1h，轴承温度小于等于60℃即可。

（2）摩擦离合器间隙的调整

离合器的内外摩擦片在松开状态时的间隙要适当。如间隙太大，压紧时摩擦片会相互打滑，不能传递足够的转矩，易产生闷车现象，并易使摩擦片磨损；如间隙太小，易损坏操纵机构中的零件，严重时可导致摩擦片烧坏。调整摩擦离合器的方法如图2-5所示，先将定位销揿入圆筒，然后转动紧固螺母，如正转过松，应将螺母向左移动；如反转过松，应将螺母向右移动，反转过紧时，应将螺母向左移动。离合器调整好以后，定位销需弹回到紧固螺母的缺口中。

（3）溜板间隙的调整

床鞍、中滑板和小滑板滑动面的间隙过大或燕尾导轨表面不平直时，都会影响工件的加工精度。中滑板和小滑板的间隙大小可以通过调整燕尾镶条调节。床鞍的调整方法如图2-6所示，先拧松紧固螺母2，适当调整螺钉，使镶条与床身导轨底面保持0.04mm的间隙；调整后的床鞍5、中滑板和小滑板，转动手柄时感觉平稳、均匀、轻便；如果调整后仍不能排除故障，可检查滑动导轨面有无磨损现象，并请机修人员修理。

（4）开合螺母镶条间隙的调整

开合螺母与镶条的间隙过大会使床鞍产生纵向窜动，车削螺纹时造成螺距不等，出现“大小牙”或“乱牙”的现象。具体调整步骤如下。

①切断电源。

②卸下溜板箱盖板。

③用扳手拧松螺母3，用螺钉旋具适当地调节螺钉4（如图2-7所示）。用0.03mm塞尺检查镶条与燕尾槽之间的间隙，塞尺塞不进为符合要求。再用手推动开合螺母，应在燕尾槽中滑动轻便，然后把螺母3拧紧。

④装上溜板箱盖板。

（5）长丝杠轴向间隙的调整

长丝杠轴向间隙对螺纹的加工精度有很大影响，轴向间隙过大同样会出现螺距不等和“乱牙”现象，在精车螺纹时牙型表面还会出现波纹。丝杠间隙的调整方法是：先拧松右边的圆螺母，再适当调整左边的圆螺母，调整后的轴向间隙不超过0.04mm，轴向窜动不超过0.01mm时，将右边的圆螺母拧紧，见图2-8。

（6）中滑板丝杠螺母间隙的调整

中滑板丝杠螺母间隙过大的原因主要是磨损，其次是由于振动使丝杠螺母、螺钉松动，影响车端面的精度，也影响刻度盘的使用。调整方法如图2-9所示，调整时，先将螺母拧松，然后将中间螺钉拧紧，楔块向上拉直至手柄摇动轻便，间隙控制在中滑板刻度盘的r左右为宜，再将前后螺钉拧紧固定前后螺母。

（7）中滑板刻度盘的调整

中滑板刻度盘是横向进给标记的读数。刻度盘太松时，当中滑板手柄转动时无法得到准确的读数，调整方法如图2-10所示。先将两个调节螺母拧松，直至退出螺杆，拉出圆盘，把弹簧片扭弯，或更换新的弹簧片，以增加弹簧片的弹性压力。然后适当拧上调节螺母，使其留有间隙保持转动灵活、均匀，再将螺母拧紧。

2.1.2　车床的保养

（1）车床的润滑方式

①浇油润滑。将车床外露的滑动表面，如床身导轨面、中滑板导轨面、小滑板导轨面等，擦净后用油壶浇油润滑。

②溅油润滑。主轴箱内的零件一般利用齿轮转动时把润滑油飞溅到各处进行润滑。

③油绳导油润滑。用毛线绳浸在油槽中，利用毛细管作用把油引到所需的润滑处[图2-11（a）]，如车床进给箱就是利用油绳润滑的。

④弹子油杯润滑。尾座和中、小滑板摇手柄转动轴承处，一般采用弹子油杯润滑。润滑时，用油嘴把弹子揿下，滴入润滑油[图2-11（b）]。

⑤黄油（油脂）杯润滑。车床挂轮架的中间齿轮，一般采用黄油杯润滑。先在黄油杯中装满工业润滑脂，拧进油杯盖时，润滑油就挤到轴承套内[图2-11（c）]。

⑥油泵循环润滑。油泵循环润滑是依靠车床内的油泵供应充足的油量来润滑的。

（2）车床的润滑

要使车床正常运转并减少磨损，必须对车床上所有的摩擦部分进行有效润滑。

图2-12所示是C620-1型车床的润滑系统位置示意图。润滑部位用数字标出。除了图所注②与③处的润滑部位应用3号工业润滑脂（黄油）进行润滑外，其余都使用30号机械油。

主轴箱内应有足够的润滑油，一般加到油标孔的一半就可以。箱内齿轮用溅油法进行润滑，主轴后轴承用油绳润滑，主轴前轴承等重要润滑部位用往复式油泵供油。如果发现窗孔内无油输出，说明主轴箱润滑系统有故障，应立即停车检查原因。

主轴箱、挂轮箱、进给箱和溜板箱内的润滑油一般3个月更换一次，换油时应把箱体内用煤油清洗干净后再加油。

挂轮箱上的正反机构主要靠齿轮溅油法进行润滑，油面的高度可以从油标孔中看出，换油频率是3个月1次。

进给箱内的轴承和齿轮，除了用齿轮溅油法进行润滑外，还靠进给箱上部的储油槽，通过油绳进行润滑。另外，每班还要给进给箱上部的储油槽加油一次。

把油从溜板箱右侧的法兰盘孔中倒入溜板箱内，用以润滑脱落蜗杆机构。油面的高低以这个孔的下面边缘为准。溜板箱内的其他齿轮机构，用其上部储油槽里的油绳进行润滑。

床鞍及刀架部分、尾座套筒、丝杠和轴承靠油孔进行润滑（图2-12中标注①④共19个油孔）。丝杠、光杠部位应做到每班加油。

润滑挂轮架中间齿轮轴承的油杯和润滑溜板箱内换向齿轮的油杯每周加黄油一次，每天向轴承中旋进一部分黄油。此外，床身导轨、滑板导轨和丝杠在工作前和工作后要擦净后加油。

（3）卧式车床的一级保养

一级保养是机床设备维护保养的重要方式，一般以操作工人为主，维修工人配合，对设备进行局部解体和检查，清洗所规定的部件，疏通油路，更换油绳、油毡，调整设备各部位配合间隙，紧固各部位。不同的机床设备，其保养时间及工作内容略有不同。对应用最为广泛的卧式车床来说，当车床运转500h后，一般就需要进行一级保养。保养时，必须首先切断电源，然后进行保养工作。具体保养内容和工作要求如下。

①外保养。清洗机床外表及各罩盖，保持内外清洁，无锈蚀，无油污；清洗长丝杠、光杠和操纵杆；检查并补齐螺钉、手柄、手柄球，清洗机床附件。

②主轴箱。清洗滤油器，使其无杂物，检查主轴并检查螺母有无松动，紧固螺钉是否锁紧；调整摩擦片间隙及制动器。

③溜板及刀架。清洗刀架，调整中、小滑板的镶条间隙；清洗、调整中滑板、小滑板和丝杆的螺母间隙。

④挂轮箱。清洗齿轮、轴套并注入新油脂；调整齿轮啮合间隙；检查轴套有无晃动现象。

⑤尾座。清洗尾座，保持内、外清洁。

⑥冷却润滑系统。清洗冷却泵、滤油器、盛液盘，畅通油路，油孔、油绳、油毡清洁且无铁屑；检查油质并保持良好，油杯齐全，油窗明亮。

⑦电气部分。切断电源，清扫电动机、电器箱，使电气装置固定整齐。

2.1.3　刀具切削部分的几何参数及选择

在车削过程中，工件能否顺利地切削完成，主要决定于刀具切削部分的材料性能和几何形状的正确选择。此外，刀片（或刀头）与刀杆的组合方式，刀具制造与刃磨的质量以及合理地使用刀具，也是影响刀具切削的重要因素。

正确合理地选择刀具材料、刀具切削部分的最佳几何形状，尽可能地采用先进的刀具结构和合理地使用刀具等，是车工必须掌握的基本技能。

（1）车刀的组成

车刀主要由刀头及刀杆两部分组成。其中，刀头主要承担切削工作，又称切削部分，刀杆主要用于车刀的安装。

刀头是车刀最重要的部分，由刀面、刀刃和刀尖组成，用于安装时承担切削加工任务，如图2-13所示。

其中：刀面由前刀面、后刀面、副后刀面组成。前刀面指切屑流出时经过的刀面；主后刀面指与加工表面相对的刀面；副后刀面指与已加工表面相对的刀面。

刀刃由主切削刃、副切削刃组成。主切削刃指前刀面与后刀面的交线，承担主要的切削工作；副切削刃指前刀面与副后刀面的交线，承担少量的切削工作。

刀尖是主刀刃和副刀刃的连接部位。为了提高刀尖强度，很多车刀都在刀尖处磨出圆弧型或直线型过渡刃[见图2-14（a）、图2-14（b）]，又称刀尖圆弧。

修光刃是副刀刃接近刀尖处一小段平直的刀刃[图2-14（c）]。装刀时需使修光刃与进给方向平行，且修光刃长度必须大于工件的进给量。

车刀的组成基本相同，但刀面、刀刃的数量、形式、形状也不完全一样。如外圆车刀有三个刀面、两条刀刃和一个刀尖，而切断刀有四个刀面、三条刀刃和两个刀尖。刀刃可以是直线，也可以是曲线（如成形车刀）。

（2）确定车刀角度的辅助平面

为了便于确定和测量车刀的几何角度，需要假想以下三个辅助平面作基准，如图2-15所示。

①基面（P_γ）。基面是指通过刀刃上某一选定点，垂直于该点切削速度方向的平面。

②切削平面（P_s）。切削平面是指通过切削刃且垂直于基面的平面。

③主剖面（P₀）。主剖面是指通过主切削刃上的选定点，又垂直于基面和切削平面的剖面。

（3）车刀切削部分的几何角度

车刀切削部分的几何角度，如图2-16所示。其中：前角、主后角、主偏角、副偏角、刃倾角和副后角为六个基本角度，以及楔角、刀尖角两个角度。

①前角（γ₀）。前刀面与基面之间的夹角。

②主后角（α₀）。主后面与切削平面之间的夹角。

③主偏角（κ_r）。主切削刃在基面上的投影与进给方向间的夹角。

④副偏角。副切削刃在基面上的投影与进给反方向间的夹角。

⑤刃倾角（λ_s）。主切削刃与基面之间的夹角。刃倾角有正值、负值和零度三种。

⑥副后角。副后刀面与切削平面之间的夹角。

⑦楔角（β₀）。在主截面内，前刀面与主后面之间的夹角。楔角大小可用下式计算：

β₀=90°-（γ₀+α₀）

⑧刀尖角（ε_r）。主刀刃和副刀刃在基面内的投影间的夹角。它影响刀尖强度和散热条件，大小可用下式计算：

（4）车刀的工作角度

上述车刀角度是静止状态下的角度（即标注角度），是刃磨车刀的重要依据。在实际切削中，车刀安装的高低，车刀刀杆轴线是否垂直对车刀角度有很大影响。因此，车刀的工作角度与车刀安装的高低、歪斜程度有关。

①车刀安装的高低对车刀角度的影响。以车外圆为例，车刀安装时，其刀尖应对准工件轴线，如图2-17（a）所示，当车刀刀尖高于工件轴线时，因其切削平面与基面的位置发生变化，使前角增大，后角减小[图2-17（b）]。反之，则前角减小，后角增大[图2-17（c）]。

②车刀安装的歪斜对车刀角度的影响。车刀安装歪斜，对主偏角、副偏角影响较大，特别是在车削螺纹时，会使牙型半角产生误差。

（5）车刀几何角度的作用及选择

合理地选择车刀的几何角度是保证切削质量的重要条件之一。以下给出了车刀几个重要几何角度的作用及选择。

①前角的作用及选择。前角是车刀最重要的一个角度。其大小影响刀具的锐利程度与强度。加大前角，可使刃口锋利，减小切削变形和切削力，使切削轻快。但前角过大，楔角β₀减小，降低了切削刃和刀头的强度，使刀头散热条件变差，切削时刀头容易崩刃。

前角的大小应根据工件材料、刀具材料及加工性质选择，主要应考虑到以下因素。

a.工件材料软，可取较大的前角；工件材料硬，应取较小的前角。

b.车塑性材料时，可取较大的前角；车削脆性材料时，应取较小的前角。

c.车刀材料的强度较低、韧性较差，前角应取小些；反之，前角可取大些。

d.粗加工时，为了保证刀刃有足够的强度，应取较小的前角；精加工时，为了获得较细的表面粗糙度，应取较大的前角。

车刀前角的参考数值见表2-1。

②后角的作用及选择。后角可减少刀具后刀面与工件加工表面之间的摩擦以及刀具后刀面的磨损，它配合前角调整刀刃的锐利程度和强度。

选择后角主要应考虑到以下因素。

a.粗加工时，为了增加刀刃的强度，应取较小的后角；精加工时，为了减少后刀面与工件的摩擦，保证加工质量，应取较大的后角。

b.工件材料较硬时，为使刀刃有足够的强度，后角应取较小值；工件材料较软，应取较大值。

副后角一般和后角取相同的数值（除切断刀外）。

③主偏角的作用及选择。主偏角主要影响刀尖部分的强度与散热条件，影响切削分力的大小。加大主偏角，刀尖角减小，刀尖部分强度与散热条件变差，刀具寿命降低；加大主偏角，切深抗力减小，进给抗力增大。

选择主偏角主要应考虑到以下因素。

a.主偏角的大小首先应根据工件的形状选择。如车削台阶轴或车不通孔时，应取大于或等于90°；从工件中间切入时，主偏角一般取45°～60°。

b.当工件刚性较好时，为提高刀具寿命，应取较小的主偏角；当工件刚性较差时（如车细长轴），为了减小切削时的振动，提高工件的加工精度，需取较大的主偏角（κ_γ=90°～93°）。

c.大进给、大切深的强力车刀，为了减小切深抗力，一般取较大的主偏角（κ_γ=75°）。

d.当工件材料的强度、硬度较高时，为了增加刀尖部分的强度，应取较小的主偏角。

④副偏角的作用及选择。副偏角可减小副刀刃与已加工表面之间的摩擦，影响刀尖部分的强度和散热条件，影响已加工表面的粗糙度。

副偏角的选择主要根据工件表面粗糙度和刀尖强度的要求选择，主要应考虑以下因素。

a.对于外圆车刀，一般取。

b.精加工车刀，为了减小已加工表面粗糙度，主偏角应取得更小些。必要时，可磨出一段的修光刃，修光刃的长度应略大于进给量，即，参见图2-14。

c.加工强度、硬度较高的材料时，为了提高刀尖部分的强度，应取较小的副偏角。

d.工件刚性较差时，为了减小切深抗力，避免产生切削振动，应取较大的副偏角。

e.切断时，为了保证刀头强度，保证重磨后刀头宽度变化较小，只能取很小的副偏角，即。

⑤刃倾角的作用及选择。刃倾角有正值（+λ_s）、负值（-λ_s）和零（λ_s=0）三种，如图2-18所示。当刀尖是主切削刃的最高点时，刃倾角为正值；当刀尖是主切削刃上的最低点时，刃倾角为负值；当主切削刃与基面重合时，刃倾角为零。

刃倾角可控制切屑的流出方向。正值的刃倾角可使切屑流向待加工表面；负值的刃倾角可使切屑流向已加工表面；零值的刃倾角可使切屑垂直于主切削刃方向流出，如图2-18所示。

刃倾角影响刀尖部分的强度。正值的刃倾角可提高工件表面加工质量，但刀尖强度较差，不利于承受冲击负荷，容易损坏刀尖。

刃倾角影响切削分力的大小。正值刃倾角可使切深抗力减小而进给抗力加大；负值刃倾角可使切深抗力加大而进给抗力减小。

刃倾角的选择主要根据刃尖部分的要求和切屑流出方向选择，主要应考虑到以下因素。

a.粗车一般钢料和灰铸铁，一般应取负值的刃倾角，即λ_s=-5°～0°。

b.精车一般钢料和灰铸铁时，为了保证切屑流向待加工表面，应取较小的正值刃倾角，即λ_s=0°～+5°。

c.有冲击负荷或断续切削时，为了保证足够的刀尖强度，应取较大的负值刃倾角，即λ_s=-15°～-5°。

d.当工件刚性较差时，应选取正值刃倾角，即λ_s=+3°～+5°。

2.1.4　车刀的刃磨及合理使用

在金属切削过程中，直接担当切削工作的是车刀的切削部分，为保证车削质量，车工不但应能正确地选择切削角度，还必须掌握车刀的实际刃磨和研磨操作以及车刀的合理使用。

（1）车刀的手工刃磨

车刀的刃磨分为机械刃磨和手工刃磨两种。机械刃磨效率高、质量好、操作方便，但必须具有专门的刃磨机床，一般在有条件的工厂才获得广泛应用。手工刃磨灵活，对设备要求低，一般中小型工厂仍普遍采用，手工刃磨车刀是车工必须掌握的基本功。车刀的手工刃磨主要有以下几方面的内容。

①砂轮的选择。车刀刃磨时，一般磨削碳钢刀杆部分用普通氧化铝砂轮；磨削高速钢车刀时选用白色氧化铝砂轮；磨削硬质合金车刀时选用绿色碳化硅砂轮；磨削高钒钢车刀时选用单晶钢玉或碳化硅砂轮；如条件允许，在精磨高钒钢和精磨硬质合金车刀时可采用金刚石砂轮。

②刃磨步骤

a.先把车刀前刀面、主后刀面和副后刀面等处的焊渣磨去，并磨平车刀的底平面。

b.粗磨主后刀面和副后刀面的刀杆部分，其后角应比刀片的后角大2°～3°，以便刃磨刀片的后角。

c.粗磨刀片上的主后面、副后面和前面，粗磨出来的主后角、副后角应比所要求的后角大2°左右，如图2-19所示。

d.精磨前刀面及断屑槽。断屑槽一般有两种形式，即直线形和圆弧形。刃磨圆弧形断屑槽，必须把砂轮的外圆与平面的交接处修整成相应的圆弧。刃磨直线形断屑槽，砂轮的外圆与平面的交接处应修整得尖锐。刃磨时刀尖可向上或向下磨削（图2-20），刃磨时应注意断屑槽形状、位置及前角大小。

e.精磨主后刀面和副后刀面。刃磨时，将车刀底平面靠在调整好角度的台板上，使切削刃轻靠住砂轮端而进行刃磨。刃磨后的刃口应平直，精磨时应注意主、副后角的角度，如图2-21所示。

f.磨负倒棱。刃磨时，用力要轻，车刀要沿主切削刃的后端向刃尖方向摆动。磨削时可以用直磨法和横磨法，如图2-22所示。

g.磨过渡刃。过渡刃有直线形和圆弧形两种。刃磨方法和精磨后刀面时基本相同，参见图2-23。

对于车削较硬材料的车刀，也可以在过渡刃上磨出负倒棱。对于大进给量车刀，可用相同方法在副刀刃上磨出修光刃（图2-24）。

h.车刀的手工研磨。研磨车刀俗称“背刀”。经过砂轮刃磨过的车刀还必须经过研磨。这是由于砂轮振动或手的抖动，总会使砂轮与车刀之间有微量冲击而造成切削刃不够平整光洁。用放大镜可观察到刃口上呈锯齿状凹凸不平，会直接影响被加工零件的表面粗糙度，而且也会降低车刀的使用寿命。对硬质合金车刀还会在加工时掉渣或崩刃。

研磨车刀可用油石或研磨粉。研磨硬质合金车刀时采用碳化硼；研磨高速钢车刀时用氧化铝。

用研磨粉研磨，采用铸铁平板，用机油拌匀研磨粉即可使用。研磨顺序是先研后面，再研前面及刀尖圆弧，最后研负倒棱。

用油石研磨刀具时，手持油石要平稳。油石与刀具接触的被研磨表面要贴平前后刃面，沿刃面水平方向移动。推时用力，回程不用力[图2-25（a）]，不得上下方向移动[如图2-25（b）]。否则会把刀尖磨钝而影响切削刃锋利。研磨后，车刀要用放大镜观察，看是否符合刃面要求的粗糙度。

③刃磨车刀的注意事项

a.砂轮要经严格检查和良好的平衡。安装砂轮需装夹牢靠，先做运转试验，使其运转平稳，磨削表面不得有大的跳动。砂轮线速度一般选为20～25m/s。

b.握刀姿势要正确，手指要稳定，不得抖动。刃磨时压力不得过大，要不断地作左右或前后移动。

c.刃磨硬质合金车刀时，不要放入水中冷却，以防刀片突然收缩变形而碎裂。车刀刃磨不得过热，否则高速钢车刀会使刀尖退火烧伤而使切削刃部分硬度降低；硬质合金车刀过热则会产生裂纹。

d.刃磨时砂轮旋转方向必须是由刀刃向刀体方向转动，否则在刀刃上会造成锯齿形缺口。刀刃不光滑，车削零件表面的粗糙度低。一般车刀切削刃粗糙度比工件粗糙度要高2～3级。

e.角度导板必须平直，转动的角度要求正确。

f.在盘形砂轮上磨刀时尽量避免用砂轮侧面；在碗形、杯形砂轮上磨刀时，不准磨砂轮的外圆或内圆。磨刀用砂轮不能磨其他物件。

（2）车刀的合理使用

①车刀在刃磨和研磨后，应先检查切削刃有无缺口、锯齿状等缺陷。表面粗糙度等级应比零件要高。

②车刀安装应牢固可靠。刀垫应平整，螺钉要固紧。刀尖要对准主轴中轴线，这对加工直径小的零件、切断或车削端面时尤为重要。一般刀具的刀尖对准零件中心线偏差不大于±0.1mm；车削直径大于ф100mm的外圆时，刀尖可略高于零件中心线（一般不超过零件外径的1/100）；加工内孔时，刀尖不能高于中心线。

③车刀安装好后，移动刀架和拖板时注意不得让车刀刃与零件或机床碰撞或突然接触。车工往往习惯用零件来校对车刀位置，在刀刃与零件接触时往往会产生微小冲击，使刀片产生细微裂纹，在切削中就会崩刃。

④车刀新刃磨好后，在开始切削前应进行试切，这在批量生产时更显得重要。试切时切削速度和切削深度要比正常加工时降低1/4～1/5，走完一次行程，检查刀刃、切屑排除和零件粗糙度等情况。如一切正常，再提高切削用量正式加工。

⑤在车削过程中，要经常查看刀具磨损情况，并及时用油石研磨刀刃。当在切削表面发现明亮的条状冷作硬化层或切削时发出尖叫声，常常是刀具发生严重磨损的征兆。这时就要重新刃磨刀具，不要等到刀具严重磨损或崩刃了才去刃磨。

如果加工锻、铸件毛坯时，第一刀切削深度要大些，使刀尖深入表面硬层内，从而避免刀具与硬层直接接触而过早磨损。

⑥刀具使用完毕要擦拭干净，放入工具箱，用木格分隔开，防止刀具间相互碰撞，损坏刀刃。

2.1.5　刀具寿命及提高寿命的方法

刀具随着切削过程的进行必然钝化，钝化后，改变了原有几何形状正常的切削性能，这时必须重新刃磨或更换切削刃，一把刃磨好的刀具，从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所使用的切削时间，称为刀具寿命。一把新磨好的刀具，从开始切削，经过反复刃磨、使用，直至完全失去切削能力而报废的实际总切削时间，称为刀具的总寿命。

刀具的磨损形式主要有正常磨损和非正常磨损两种。

（1）刀具的正常磨损

刀具的正常磨损主要有以下三种。

①后刀面磨损。指磨损部位主要发生在后刀面上。磨损后形成α₀=0°的磨损带。它的磨损程度用表面高度VB表示，如图2-26（a）所示。这种磨损比较常见，一般在切削脆性金属和切削厚度较小（ac<0.1mm）的塑性金属材料时发生。

②前刀面磨损。这种磨损主要发生在前刀面上。磨损后，在前刀面靠近刃口附近出现月牙洼，如图2-26（b）所示。其磨损程度用月牙洼的深度KT和宽度KB表示。

前刀面磨损一般在切削厚度较大（ac>0.5mm）和切削速度较大的塑性金属材料时发生。

③前、后刀面同时磨损。这是一种前刀面既有月牙洼，后刀面又有α₀=0°磨损带的综合性磨损，如图2-26（c）所示。切削塑性金属且切削厚度为ac=0.1～0.5mm的情况下发生。

（2）刀具的非正常磨损

①破损。在切削过程中，切削刃或刀面上产生裂纹、崩刃甚至整个刀片碎裂的现象称为破损。产生破损的原因是焊接或刃磨时因骤冷骤热而产生太大的热应力，或刀具的几何参数不合理，使切削刃过于脆弱或切削力过大。

②卷刃。切削加工时，切削刃产生塌陷或隆起的塑性变形现象称为卷刃。这是因为刀具材料的强度或硬度太低，切削用量过大以致切削力太大或切削温度太高造成的。

（3）刀具的磨损过程

刀具的磨损过程可以分为三个阶段，并且以后刀面的磨损量与切削时间的关系曲线表示，如图2-27所示。

①初期磨损阶段（Ⅰ）。这个阶段刀具磨损较快。这是由于刃磨后的刀面微观不平，切削刃处的受力集中，因此磨损较快。

初期的磨损量与刀具的刃磨质量有很太关系。实践证明，经研磨的刀具其初期磨损量小，而且比未经研磨的刀具耐用得多。因此，应注意提高刀具的刃磨质量。初期磨损的磨损量通常为0.05～0.1mm。

②正常磨损阶段（Ⅱ）。经初期磨损后，刀具表面上的高低不平及不耐磨的表层组织已经被磨去，刀面上的压力分布均匀且压强减小，磨损高度随时间增长而均匀地增加。这个阶段是刀具工作的有效期。正常磨损阶段的曲线是一条略向上倾斜的直线。使用刀具时，不应超过这一阶段范围。

③急剧磨损阶段（Ⅲ）。刀具经过第Ⅱ阶段的磨损，磨损量达到某一数值VB_B以后，刀具变钝，摩擦力加大，切削温度急剧升高，刀具材料的切削性能急剧下降，导致刀具大幅度磨损或烧损，从而使刀具失去切削能力。因此，使用刀具时，应尽量避免使刀具磨损进入这一阶段。

（4）提高刀具寿命的基本方法

①正确选择刀具几何参数

a.合理选择前角。刀具前角增大，能使切削力和切削变形减小，切削温度降低，刀具寿命提高。但前角太大，刀刃强度下降，切削时容易破损，刀具寿命反而下降。因此，在选择刀具前角时，既要考虑减小切削力和切削变形，又要保证刀尖强度和散热条件。

b.合理选择后角。在满足刀具与工件之间摩擦力减小的前提下，应尽量选择较小的刀具后角，以提高刀具寿命。

c.合理选择主偏角。在不产生振动和工件形状许可的条件下，应选择较小的主偏角，增加刀具强度并改善刀具的散热条件，提高刀具寿命。

d.合理选择刃倾角。在能控制切屑流向的情况下，应尽量选择较小的刃倾角，以保证刀刃有较高的强度，提高刀具寿命。而断续切削或粗加工大切深时，应取较大的负值刃倾角。

②正确选择切削用量。切削用量对刀具寿命的影响主要是通过切削温度的高低来反映。在切削用量中，对刀具寿命影响最大的是切削速度v，其次是进给量f，影响较小的是切削深度a_p。

a.切削速度v。切削速度对切削温度的影响比较复杂。以硬质合金车刀为例，在切削淬硬钢时，切削速度v达到一定数值（约60m/min）时，刀具寿命最长；随着v的继续提高，摩擦表面的滑动速度加大，切削温度升高较快，刀具磨损也加快，刀具寿命明显下降。

b.进给量f。进给量增大，刀具寿命下降。当进给量f增大20％时，刀具寿命下降19％；当进给量增大一倍时，刀具寿命下降55％。

c.切削深度a_p。切削深度增大，刀具寿命下降。当切削深度增加20％时，刀具寿命下降10％；当切削深度增加一倍时，刀具寿命下降34％。