基于实践教学过程对金属切削刀具的应用探讨

吴爱华

摘 要：普通外圆车刀作为常用的一种金属切削刀具，在车削加工刀具中有着典型的代表作用，尤其是在机械加工实践教学教程中，学好车刀的使用技能，对掌握专业技能知识有着触类旁通的作用。在教学中，了解车刀，才能更好地运用车刀。掌握好车刀的角度以及砂轮使用的注意事项，是磨好车刀的基础。正确的刃磨方法是确保工件质量、提高实训效率、保障操作安全的关键。该文根据实践经验探讨了车刀在教学中的相关应用。

关键词：车刀 实践教学 砂轮机 手工刃磨

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（b）-0056-02

对于机械制造类专业的高职学生来说，机械加工实践课程是一门专业综合性、应用性非常强的实践教学课程。机械加工在各行各业产品的生产制造中应用广泛，而车削加工又是其最为常见的一种加工方法，因此掌握好车削加工相关知识与技能是培养专业能力的重要途径。俗话说，三分车工，七分刀工，就是说要想更好地掌握好车工技能，就必须对所用刀具有着深刻的认识和熟练的运用。在车削加工的学习和实践过程中，刃磨车刀是车工训练的重要环节，也是车工训练中的难点环节。因此需要学生在实践教学中努力提高学习的主观能动性，将书本理论知识与实践操作问题结合起来，以达到学以致用、理实结合的效果。

1 在实践教学中车刀的使用注意事项

在机械加工实践教学前，机械制造类专业学生已开展了刀具相关知识的学习，但由于具体应用较少，有些甚至没有进行过实践应用，故学生对车刀的认识比较肤浅，对车削加工的设备——普通车床更是知之甚少，因此初到工厂车间接触车床设备，学生往往是好奇心大于责任心，特别是要求学生动手操作机床进行切削加工时，紧张的情绪又会使得他们觉得很迷茫。学生在熟悉机床的基本操作方法之后，安装车刀进行车削工件时，往往很容易将车刀损坏，这样导致刀具及工件的报废，这样不但加大了教学成本和事故风险，更对学生的学习积极性有所打击，因此需要通过在实践教学中的经验总结，找出车削加工实践教学中的关键点来进行针对性教学，以便促进教学质量。

1.1 刀具与工件接触前，工件必须随主轴旋转

在实践教学过程中，初学者对设备有所畏惧，总是养成一个坏习惯，那就是试切对刀过程中，当刀具要切入工件时，喜欢将工件处于静止状态；或在退刀时，刀具还没有离开旋转的工件就停止主轴的旋转，这样都会直接导致车刀与工件产生碰撞。因此学生在操作过程中一定要牢记——先开车再对刀，先退刀再停车。在实践教学中，一般采用切削性能较好的中碳钢材料作为加工工件，车刀材质选择硬质合金，由于硬质合金具有很高的硬度（86～93 HRA，相当于69～81 HRC）、热硬性好（900 ℃～1 000 ℃时可保持60 HRC），且具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，被誉为“工业牙齿”，但硬质合金脆性大，一旦发生碰撞就容易破损。因此，在教学中，督促学生应时刻牢记刀具的性能特性及车工注意事项，才能更有效地减少刀具损坏的次数，提高教学质量和加工效率。

1.2 合理运用车削加工的三要素

在车削三要素中——切削速度、进给量、背吃刀量，切削速度和进给量在车削前都已设定，而背吃刀量是在每次车削时，需要学生自行进刀车削。这样有的学生会误动作，背吃刀量会进多或进少，但是进多一般会导致车刀断裂或刀尖破裂。所以在切削时，注意两点：一是学会识别切削铁屑的厚度和颜色，比如铁屑颜色发紫发蓝，可能背吃刀量有误或者车刀已坏；二是先手动进刀，确认背吃刀量是否正确，可以在误操作之前及时停止。在切削加工中，教师要教导学生会正确查阅机械加工手册等资料，并根据加工条件等现场经验知识来更好地选取三要素。

1.3 掌握刀具安装方法，确保中心高正确

安装车刀时，中心高是否正确主要对车刀的前角和后角产生影响，后角的大小主要影响刀具的强度和后刀面与加工表面的摩擦，前角的大小主要影响刀具的锋利程度。在教学中，我们可以用尾座上安装的活动顶尖的尖点来校准所装刀具的中心高是否合理；也可以选择好参考面，用直尺直接测量出中心高来；也可以通过目测与经验，进行端面试切加工，通过观察工件端面切削纹路来调整刀具中心高。总之必须教导学生在安装车刀时要认真一点，要细致一点，注意保证中心高及车刀的工作角度，只有将刀具安装好，才能起到切削顺畅、事半功倍的效果。

2 在实践教学中车刀的刃磨

俗话说：磨刀不误砍柴功。掌握车刀基本的刃磨技能对专业知识的掌握与实践应用是很有必要的。掌握车刀的基本角度及砂轮使用的注意事项是刃磨刀具所必备的基础知识。

（1）车刀的6个独立角度（主偏角、副偏角、主后角、副后角、前角、刃倾角）。结合理论与实际，通过刀具的实物能使学生较好地掌握车刀的6个独立角度，但在实践教学中，由于学生刚接触刃磨刀具，对砂轮与刃磨都很陌生，故可使学生先刃磨主后刀面与副后刀面，以保证括4个角度——主偏角、副偏角、主后角、副后角。在练习熟练的基础上，再来刃磨出其他角度。以实训中常用的90°外圆车刀为例，90°车刀的主后角一般控制在93°～95°；主后角即主后刀面的倾斜程度，一般在3°～12°；90°车刀的副偏角一般控制在5°左右。副后角与主后角角度大小一致，倾斜程度也不宜过大。

（2）砂轮机的正确使用。在手工刃磨刀具时，教师首先要教导学生根据车刀材料正确选择砂轮，刃磨高速钢车刀时，应选用粒度为46号到60号的软或中软的氧化铝砂轮。刃磨硬质合金车刀时，应选用粒度为60号到80号的软或中软的碳化硅砂轮，两者不能搞错。使用前应检查砂轮是否完好（不应有裂痕、裂纹或伤残），砂轮轴是否安装牢固、可靠。砂轮机与防护罩之间有无杂物，是否符合安全要求，确认没问题时，配戴好防护眼镜，再打开砂轮机开关空转1 min，转速稳定后再进行刃磨。刃磨时人员站立位置应与砂轮机成一夹角，且接触压力要均匀，严禁撞击砂轮，以免碎裂，砂輪只限于刃磨刀具，不得磨笨重的物料或薄铁板以及软质材料（铝、铜等）和木质品。要根据砂轮状况及时用金刚石并进行修整。

（3）刃磨刀具时应注意的问题。在掌握基本的刀具刃磨技巧后，需要不断督促学生严格遵守安全操作规程，操作过程中要细致观察与谨慎操作，特别是要注意以下问题：①砂轮状况的问题：在刃磨训练时，初学者总喜欢直接操作，而不对砂轮机的状况进行检查，比如砂轮不平整、托刀架与砂轮之间距离过大等问题，这些对操作极易产生重大影响的砂轮状况必须在使用前进行改进，以免埋下不安全因素。②共同操作的问题：在教学中，学生习惯两人同时共用一台砂轮机进行操作，这是一种严重的违章操作行为，应严格禁止。③用力操作的问题：在砂轮机的使用时，为求磨削的速度快，学生常用力过大过猛，这是一种极不安全的操作行为。这样做很可能会造成砂轮的破碎，甚至是飞出伤人，也是一种应禁止的行为。④正面操作的问题：在开机时和使用过程中，学生总是习惯正对着砂轮进行操作，因为在这个方向上能用上劲，但这种行为是砂轮机操作中应特别禁止的行为。按操作规程，使用砂轮机磨削工件时，操作者应站在砂轮的侧面，不得在砂轮的正面进行操作，以免砂轮出故障时，砂轮飞出或砂轮破碎飞出伤人。⑤侧面磨削的问题：教师在教学中常采用的均是径向强度较大，轴向强度很小的砂轮，因此必须教导学生不得随意使用砂轮的侧面进行刃磨，否则极易产生重大安全事故。

总之，车刀在机械加工实践教学中的具体应用能使学生更深刻地掌握刀具知识，更能锻炼学生在实践中的应用能力，只有不断加强理论与实践的结合，才能培养出学生过硬的职业技能与良好的职业素养。

参考文献

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[2] 陆剑中.金属切削原理与刀具[M].机械工业出版社，2005.

[3] 李新建.断续切削的刀具刃磨技巧[J].现代农业装备，2011（11）：61-62.