机夹可转位车刀基本知识
可转位车刀
45°可转位车刀设计一、设计背景硬质合金刀片是标准化、系列化生产的，其几何形状均事先磨出。
而车刀的前后角是靠刀片在刀杆槽中安装后得到的，刀片可以转动，当一条切削刃用钝后可以迅速转位将相邻的新刀刃换成主切削刃继续工作，直到全部刀刃用钝后才取下刀片报废回收，再换上新的刀片继续工作。
因此可转位式车刀完全避免了焊接式和机械夹固式车刀因焊接和重磨带来的缺陷，无须磨刀换刀，切削性能稳定，生产效率和质量均大大提高，是当前我国重点推广应用的刀具之一二、原始数据工件材料：40Cr Ra3.2机床：C620 CA6140v=80~120m/min,a p=0.2~8mm,f=0.5~2mm/r其他数据：c三、刀片材料的选择由给定的原始材料：被加工工件材料为40Cr，连续切削完成粗车工序，按照硬质合金选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT5。
四、刀片夹固结构的选择考虑到加工在CA6140普通机床上进行，且属于连续切削，参照《刀具课程设计指导书》表2.1典型刀片加固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。
五、 刀具合理几何参数的选择根据刀具几何参数的选用原则，并考虑到可转位车刀的几何角度形成特点，选取如下四个主要角度：①前角°07.5ϒ=②后角°07.5α= ③主偏角°r 45K = ④刃倾角°5s λ=-。
后角的实际数值以及副后角和副角在计算刀槽角度时经校验后确定。
六、 切削用量的选择根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。
粗车时切削深度p a =3mm ，进给量f=0.5mm/r,切削速度v=80m/min.七、 刀片形状和尺寸的选择① 选择刀片有无中心固定孔。
由于刀片加固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。
② 选择刀片形状。
按选定主偏角45°，参照本章2.4节的表2.3刀片形状的选用原则，选用正方形刀片（这样既可以提高刀尖强度，又增加了散热面积，使刀具寿命有所提高，还可以减小已加工表面的残余面积，使表面粗糙度数值减小）。
机夹可转位不重磨车刀几何参数的选择方法
凸 边 形 三
‘二 ０ ０ ，８
ａ ４ 二 ０ ａ ６ 二０
正四 形 边
‘二０ ，９ ＇
ａ ４ 二０ 。 ６ 二０
五边 形
‘ 二１ ０ ， ０ ８ ａ ４ 二０
叭
、
６０ 二０
口
－ 一
４０
ａ ６ 。 二
倾斜方向角
ｔ ｙ ａ ， ｎ ｔ尹二 ａ ， ｎ ｔＡ ａ ， ｎ
刀片时， 其前角 ｙ ＝ ， ０因此， ｏ ０ ０， １ ２ ５ 刀具的实际前角
ｙ＝ ｙ ｏ一“。
４ 刀槽角度的计算
刀槽设计的任务就是根据车刀所需的角度及刀 片角度来确定刀槽的几何参数， 使刀片固定在刀槽
倾斜角
故
应该说 明， 有的刀片在压型时已做出刃倾角
Ａ， ＴＦ４ 型刀片有６的刃倾角。此时将计算出 ， ３， 如 Ｆ ０ 的刃倾角 久减去刀片上固有的刃倾角值， 。 即得实际
刃倾角。
刀 主 ” 前角 ｙ及刃 的 槽“ 刃 ｏ 倾角是靠刀 ｇ 槽底面
沿倾斜方向（ ， 即ａ 方向） 向上倾斜一个 ｖ 角而得到
４０６０７０９０ ５，０，５，０等几种。
由于不重磨式刀片的刀尖角 。 都是固定的， ， 如： 正三边形刀片 。二 ０； ｒ ６０凸三边形刀片 。二 ０； ｒ ８０
只有法前角 Ｙ 而没有法后角， 。 且 Ｙ＝ ｏ ａ＝ ， ０ ｎ Ｙ； ａ＝ ｐ ｐ
当刀槽底面是倾斜的， 其倾斜方向使刀槽 “ 主
ａｐ ，
刀 片边 长
Ｌ〕１５ ． ， ．众
式中 ａ— 背 量。 ． ， 吃刀
然后根据不同刀片形状， 便可以计算出刀片边
长 Ｌ 与内切圆直径 ｄ的关系。例如， 。 对于正方形
刀 ｄ ＪＪ一 角 刀 ｄ ． 片 ＝ 于 ２Ｊ形，片 ＝ Ｌ ． ’ 犷／ ” ‘一谭 ｏ ‘一 Ｌ 三 产 “； ．对 ”’ ３一 。
车刀的种类用途说明【详解】
车刀是金属切削加工中引用最广泛的刀具，结构简单，是所有刀具的基础，用于所有车床，一般是由一条刀刃组成。
那么车刀的种类及用途是怎样的呢，随小编一起了解一下吧。
车刀种类及其用途：(1)粗车刀：主要是用来切削大量且多余部份使工作物直径接近需要的尺寸。
粗车时表面光度不重要，因此车刀尖可研磨成尖锐的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圆度以避免断裂。
(2)精车刀：此刀刃可用油石砺光，以便车出非常圆滑的表面光度，一般来说精车刀之圆鼻比粗车刀大。
(3)圆鼻车刀：可适用许多不同型式的工作是属于常用车刀，磨平顶面时可左右车削也可用来车削黄铜。
此车刀也可在肩角上形成圆弧面，也可当精车刀来使用。
(4)切断车刀：只用端部切削工作物，此车刀可用来切断材料及车度沟槽。
(5)螺丝车刀(牙刀)：用于车削螺杆或螺帽，依螺纹的形式分60度，或55度V型牙刀，29度梯形牙刀、方形牙刀。
(6)搪孔车刀：用以车削钻过或铸出的孔。
达至光制尺寸或真直孔面为目的。
(7)侧面车刀或侧车刀：用来车削工作物端面，右侧车刀通常用在精车轴的未端，左侧车则用来精车肩部的左侧面。
因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可区分为：(1)右手车刀：由右向左，车削工件外径。
(2)左手车刀：由左向右，车削工件外径。
(3)圆鼻车刀：刀刃为圆弧形，可以左右方向车削，适合圆角或曲面之车削。
(4)右侧车刀：车削右侧端面。
(5)左侧车刀：车削左侧端面。
(6)切断刀：用于切断或切槽。
(7)内孔车刀：用于车削内孔。
(8)外螺纹车刀：用于车削外螺纹。
(9)内螺纹车刀：用于车削内螺纹。
车刀各部位名称及功能：车刀属于单锋刀具，因车削工作物形状不同而有很多型式，但它各部位的名称及作用却是相同的。
一支良好的车刀必须具有刚性良好的刀柄及锋利的刀锋两大部份。
车刀的刀刃角度，直接影响车削效果，不同的车刀材质及工件材料、刀刃的角度亦不相同。
车床用车刀具有四个重要角度，即前间隙角、边间隙角、后斜角及边斜角。
金属切削与应用第五章 车刀讲解
可转位车刀的组成 1----刀杆 2—刀垫 3—刀片 4—夹固元件
ａ）整体式
图 车刀的结构型式 ｂ）焊接式 ｃ）机夹式
ｄ）可转位式
6.1 车刀的种类和用途
❖ 刀杆材料：中碳钢制造。 ❖ 刀杆截面：有矩形、方形、圆形三种。 ❖ 矩形截面：一般切削多采用矩形截面。 ❖ 方形截面：当切削力较大时（尤其是进给抗力较大时），
6.1 车刀的种类和用途
❖ 1. 外圆车刀(图5.1)
n
用于粗车或精车外回转表面(圆 柱面或圆锥面)。
宽刃精车刀Ⅰ: 切削刃宽度大 于进给量，可以获得表面粗糙度较 低的已加工表面，但由于其副偏角
ⅠⅡ
Ⅴ ⅢⅣ
为90°，径向力较大，易振动，故
f
f
不适用于工艺系统刚度低的场合。
图5.1 外圆车刀
直头外圆车刀Ⅱ: 结构简单，制造较为方便，通用性差， 一般仅适用于车削外圆。
❖ 3. 内孔车刀(图5.3)
n
I 用于车削通孔
Ⅱ用于车削盲孔Ⅲ用于切割凹 Nhomakorabea和倒角内孔车刀的工作条件较外
圆车刀差。这是由于内孔车刀
的刀杆悬伸长度和刀杆截面尺
寸都受孔的尺寸限制，当刀杆 伸出较长而截面较小时，刚度
低，容易引起振动。
f f f
图5.3 内孔车刀
6.1 车刀的种类和用途
❖ 4. 切断刀和切槽刀 切断刀: 用于从棒料上切
❖ 车刀结构简单，是生产上应用最为广泛的一种刀具。 它可以在普通车床、转塔车床、立式车床、自动与半自动 车床上完成工件的外圆、内孔、端面、切槽或切断以及部 分内外成形面等的加工
5.1 车刀的种类和用途
❖ 5.1.1 按用途分类
❖ 按用途不同，车刀可分为: 外圆车刀 端面车刀 内孔车刀 切断刀
车刀详细解析和应用图解ppt课件
重磨前刀面hc 时R1，si必n(f 须f保) 持h不变。为便是控制， 刀具两端面H上R1刻si有nf 刃磨检精选验ppt 园。
式中 ：R—圆体成形车刀半 最径 大 （m外 m圆 ）
钢料：rf=5°~10°，抗拉强度高的取小值，反之取大值； 铸铁： rf=0°~10°，硬度高的取小值，反之取大值；
精选ppt
➢轮廓设计的准备工作 1、理论上工件廓形各点均需修正计算，以便求出刀具 廓形上的对应点。通常选取工件形状与尺寸变化的各转 折点作为组成点，进行修正计算。 2、计算组成点尺寸 按平均值标注 3、根据工件材料性质和刀具类型，选取所需前、后角 4、圆体成形车刀，尚须确定外径D1
实际生产中，已知apmax，可参考资料选取相关尺寸。
成形车刀的类型
➢按外形和结构分： 平体成形车刀 切削刃为成形刃，其它与普通刀具结构相似 棱体成形车刀 外形棱柱体，刚性好，寿命长 圆体成形车刀 带有刀孔的回转体
➢按进给方向分：进向成形车刀、切向成形车刀 精选ppt
成形车刀的前角、后角
成形车刀切削刃形状复杂，有直线部分，也有曲线部分， 各段的主剖面方向互不相同，为简便起见，规定：成形车 刀的前角、后角均在假定工作平面内度量，并以切削刃上 最外一点（工件上半径最小处的点）的侧前角、侧后角作 为刀具的名义前角、后角。
精选ppt
成形车刀的轮廓设计
工件的轮廓是指工件轴向剖面上的形状和尺寸，包 括宽度、深度、圆弧半径等。
成形车刀轮廓在与后刀面垂直的剖面内表示，对圆 体成形车刀而言，就是它的轴向剖面。
➢轮廓设计的必要性
当 rf0、f 0时 ，刀具廓形等 ，但 于这 工种 件成 廓形 意 车 ；义 刀 当 rf0、f0时 ，必须按工件 修 的 正 廓 计 形 算 深 成 度 深 形 。 度 车
车床机夹车刀
刀具的选用：
刀片的刀尖半径选择
刀尖圆弧半径的影响
刀尖圆弧半径的大小直接影响刀尖的强度及被加工零件的表面粗糙度。
车削加工时刀具形状和工件形状的关系：
对于内外螺纹刀及切槽刀具应为比较简单故在此忽略
硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量
工件材料
车刀刀杆尺寸B*H
工件直径
背吃刀量ap/mm
/mm
/mm
0.7～1.0
0.6～0.8
0.5～0.7
—
400
1.2～1.4
1.0～1.2
0.8～1.0
0.6～0.8
—
20X30 25X25
40
0.4～0.5
—
—
—
—
60
0.6～0.9
0.5～0.8
0.4～0.6
—
—
100
0.9～1.3
0.8～1.2
0.6～0.8
0.5～0.7
—
400
1.2～1.8
1.2～1.6
车床机夹车刀
简易说明ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可转位刀片的夹紧方式
1、对刀片的夹紧方式有如下基本要求：
(1)夹紧可靠，不允许刀片松动或移动。
(2)定位准确，确保定位精度和重复精度。
(3)排屑流畅，有足够的排屑空间。
(4)结构简单，操作方便，制造成本低，转位动作快
常见的可转位刀片的夹紧方式有以下几种：
杠杆式
楔块上压式
螺钉上压式等多种方式。
1.0～1.3
0.9～1.1
0.7～1.9
0.6～0.9
0.5～0.8
0.4～0.7
—
100
0.8～1.2
可转位刀具的基本概念
可转位刀具的基本概念
1. 名称
可转位刀具是将预先加工好并带有若干个切削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具。
当在使用过程中一个切削刃磨钝了后，只要将刀片的夹紧松开，转
位或更换刀片，使新的切削刃进入工作位置，再经夹紧就可以继续使用。
如下图所示的刀具就是可转位立铣刀的换刀片的样子。
2. 特征
可转位刀具与焊接式刀具和整体式刀具相比有两个特征，其一是刀体上安装的刀片，至少有两个预先加工好的切削刃供使用。
其二是刀片转位后的切削刃在刀体上位置不变，并
具有相同的几何参数。
3. 特点
可转位刀片与焊接式刀具相比有以下特点：
刀片成为独立的功能元件，其切削性能得到了扩展和提高。
机械夹固式避免了焊接工艺的影响和限制，更利于根据加工对象选择各种材料的刀片，并充分地发挥了其切削性能，从而提高了切削效率。
切削刃空间位置相对刀体固定不变，节省了换刀、对刀等所需的辅助时间，提高了机床的利用率。
经济性好。
由于可转位刀具切削效率高，辅助时间少，所以提高了工效，而且可转位刀具的刀体可重复使用，节约了钢材和制造费用。
促进了刀具技术的进步。
可转位刀片的制造采用了与焊接刀片机械制粒不同的喷雾制粒新工艺，压制时的流动性是机械制粒的几十倍，促进了刀片质量的提高。
同时可转位刀体
的专业化、标准化生产又促进了刀体制造工艺的发展。
可转位刀具的基本结构
可转位刀具的基本结构一、刀具的组成可转位刀具一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成，如右图所示。
其中各部分的作用为：∙刀片：承担切削，形成被加工表面。
∙刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位置。
∙夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。
∙刀体：刀体及(或)刀垫的载体，承担和传递切削力及切削扭距，完成刀片与机床的联接。
二、刀具的结构可转位刀具的结构包括刀片的夹紧形式，刀垫的装夹形式和刀体与机床的联接形式等。
1.刀片的夹紧形式刀片的夹紧方式受刀片形状、刀具尺寸和刀具功用等因素的影响。
夹紧时必须满足以下条件：1.刀片装夹定位要符合切削力定位夹紧原理，即切削力的合力必须作用在刀片支承面周界内。
2.刀片周边尺寸定位满足三点定位原理。
3.切削力与装夹力的合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生的摩擦力必须大于切削振动等引起的使刀片脱离定位基面的交变力。
其中夹紧力的作用原理，如下图所示。
.刀垫的形式与装夹刀垫的形式与装夹受刀具尺寸和刀垫的功能因素的影响。
刀座与刀夹现已逐渐成为独立的功能部件，其形式与装夹应满足组合优化，灵活方便的原则，这包括如下两个要求：1.以变化刀座的形式尺寸来控制切削刃坐标位置和切削时形成最终运动轨迹，满足工件表面形状的要求。
2.以更换不同的小刀座或刀头来组合成多种性能的刀具，来满足不同的加工要求，同时也减少刀体数。
.刀体与机床的联接形式刀体与机床的联接形式应符合高刚度、高精度和快换的原则，这包括如下两方面的内容：1.联接形式和尺寸标准化。
2.同一联接形式可更换不同的中间接长模块和不同类别的切削刀头----工具系统。
三、刀具角度的形成可转位刀具的角度是由刀片的角度与刀杆上刀片槽底面的角度综合而成的，其值为相关部分几何角度的代数和。
其确定见表。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、车刀的结构
机夹可转位车刀是将可转位硬质合金刀片用机械的方法夹持在刀杆上形成的车刀，一般由刀片、刀垫、夹紧元件锪刀体组成(见图1)。
图1 机夹可转位车刀组成
根据夹紧结构的不同可分为以下几种形式。
·偏心式(见图2)
偏心式夹紧结构利用螺钉上端的一个偏心心轴将刀片夹紧在刀杆上，该结构依靠偏心夹紧，螺钉自锁，结构简单，操作方便，但不能双边定位。
当偏心量过小时，要求刀片制造的精度高，若偏心量过大时，在切削力冲击作用下刀片易松动，因此偏心式夹紧结构适于连续平稳切削的场合。
图2 偏心式夹紧结构组成
·杠杆式(见图3)
杠杆式夹紧结构应用杠杆原理对刀片进行夹紧。
当旋动螺钉时，通过杠杆产生夹紧力，从而将刀片定位在刀槽侧面上，旋出螺钉时，刀片松开，半圆筒形弹簧片可保持刀垫位置不动。
该结构特点是定位精度高、夹固牢靠、受力合理、适用方便，但工艺性较差。
图3 杠杆式夹紧结构组成
·楔块式(见图4)
刀片内孔定位在刀片槽的销轴上，带有斜面的压块由压紧螺钉下压时，楔块一面靠紧刀杆上的凸台，另一面将刀片推往刀片中间孔的圆柱销上压紧刀片。
该结构的特点是操作简单方便，但定位精度较低，且夹紧力与切削力相反。
图4 楔块式夹紧结构
不论采用何种夹紧方式，刀片在夹紧时必须满足以下条件：①刀片装夹定位要符合切削力的定位夹紧原理，即切削力的合力必须作用在刀片支承面周界内。
②刀片周边尺寸定位需满足三点定位原理。
③切削力与装夹力的合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生的摩擦力必须大于切削振动等引起的使刀片脱离定位基面的交变力。
夹紧力的作用原理如表1所示。
表1
ISO符号(车刀) C P M S
说明顶面夹紧圆柱孔夹紧顶面和圆柱
孔夹紧
沉孔夹紧
可转位车刀片的形状有三角形、正方形、棱形、五边形、六边形和圆形等，是由硬质合金厂压模成形，使刀片具有供切削时选用的几何参数(不需刃磨);同时，刀片具有3个以上供转位用的切削刃，当一个切削刃磨损后，松开夹紧机构，将刀片转位到另一切削刃，即可进行切削，当所有切削刃都磨损后再取下，换上新的同类型的刀片。
可转位车刀片按照用途可分为外圆、端面半精车刀片，外圆精车刀片，内孔精车刀片，切断刀片和内外螺纹车刀片。
此外，刀片又分为带孔无后角和不带孔
有后角两种，刀片中的孔是为夹持刀片用，若刀片有后角，刀片在装人刀槽时，就不需要安装出后角，若刀片无后角，则在刀片装人刀槽时，就需要将刀片安装出一定后角。
下面是两种典型机夹车刀片和车刀的几何参数。
·精车机夹车刀刀片：前角γ=20°，主后角α=8°~9°，副后角α'=6°～8°，
主偏角K
r =90°，副偏角K
r
'=5°，刃倾角λ=0°～1°，倒刃为-5°×(0.05～0.1)，
过渡圆弧半径R=0.1～0.2mm(见图5)。
图5 精车刀片刃磨(工作)几何参数
·半精车机夹车刀刀片:前角γ=20°，后角α＝6°～7°，主偏角K
r
=90°、45°
和80°三种，副偏角K
r
'=10°和45°两种，倒刃为-5°×(0.2～0.5)，过渡圆弧半径R=0.2～0.5mm(见图6)。
图6 半精车刀片刃磨(工作)几何参数
精车机夹车刀一般采用工作前角20°，主后角8°～9°，楔角β≤62°。
通过切削实践可知，增大楔角会使切削抗力增大，反之减小楔角，切削抗力也会减小，在精加工时应采用较小楔角，从而使刀具锋利，切削轻快。
刃倾角通常选为0°～1°，选择小的刃倾角能使切屑在断屑槽内向刀体后部排出，以免划伤已加工表面。
副后角、副偏角较小，使副后刀面与工件已加工面有较长的接触面积，达到修整切削谷峰轨迹、降低表面粗糙度的目的。
主偏角为90°，既能降低径向切削抗力，又能适应多台阶零件的加工。
半精车机夹车刀多用于粗加工和半精加工，切削时多带有冲击负荷，对切削
时有冲击负荷的刀具主偏角通常设为45°和80°两种，切削时不带冲击负荷的刀具主偏角通常为90°。
主偏角45°和80°的半精车机夹车刀刀尖角为90°，以增强刀尖强度;主偏角为90°的半精车机夹车刀刀尖角为80°。
刃倾角为0°～1°，后角为6° ～7°，倒刃为-10°×(0.1～0.2)，有时可根据切削实际情况刃磨至0.5mm宽。
由上述分析可知，精加工机夹车刀设计的原则是增强刀具锋利度和获得较理想的表面质量，半精加工机夹车刀设计的原则是增强刀具强度。
由于可转位车刀的角度是由刀片的角度和刀杆上刀片槽底面的角度综合而成，因此其值为相关部分几何角度的代数和。
表2
三、结语
通过对机夹可转位车刀的结构、几何参数和切削性能的分析可知，刀片及刀体自身的结构参数对整个车刀的切削性能有着至关重要的影响。
在实际生产中，刀体的结构参数基本上是不变的，只有通过改变刀片的几何参数来改善机夹可转位车刀的切削性能，从而使刀具在生产加工中达到最佳的切削状态。