车镗刨刀具知识.doc

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、夹紧元件和刀体组成。根据夹紧结构的不同可分为以下几种形式。偏心式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。杠杆式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。楔块式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。不论采用何种夹紧方式，刀片在夹紧时必须满足以下条件：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。刀片周边尺寸定位需满足三点定位原理。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)CPMS说明顶面夹紧圆柱孔夹紧顶面和圆柱孔夹紧沉孔夹紧二、几何参数和切削性能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g=20，主后角a=89，副后角a=68，主偏角Kr=90，副偏角Kr=5，刃倾角l=01，倒刃为-5(0.050.1)，过渡圆弧半径R=0.10.2mm。半精车机夹车刀刀片:前角g=20，后角a67，主偏角Kr=90、45和80三种，副偏角Kr=10和45两种，倒刃为-5(0.20.5)，过渡圆弧半径R=0.20.5mm。精车机夹车刀一般采用工作前角20，主后角89，楔角b62。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01，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01，后角为67，倒刃为-10(0.10.2)，有时可根据切削实际情况刃磨至0.5mm宽。表2 名称定义公式前角可转位刀具的前角等于刀片与刀杆在正交平面中的前角的代数和g0刀具=g0刀片+g0刀杆后角可转位刀具的后角等于刀片在正交平面中的后角与刀杆在正交平面中的前角之差a0刀具=a0刀片-g0刀杆刃倾角可转位刀具的刃倾角等于刀片刃倾角与刀杆刃倾角的代数和ls刀具=ls刀片+ls刀杆主偏角可转位刀具的主偏角是由刀杆自身的主偏角决定的Kr刀具=Kr刀杆由上述分析可知，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。 镗削用旋转的单刃镗刀把工件上的预制孔扩大到一定尺寸，使之达到要求的精度和表面粗糙度的切削加工。镗削一般在镗床、加工中心和组合机床上进行，主要用于加工箱体、支架和机座等工件上的圆柱孔、螺纹孔、孔内沟槽和端面；当采用特殊附件时，也可加工内外球面、锥孔等。对钢铁材料的镗孔精度一般可达IT97，表面粗糙度为Ra2.50.16m。镗削时，工件安装在机床工作台或机床夹具上，镗刀装夹在镗杆上(也可与镗杆制成整体)，由主轴驱动旋转。当采用镗模时，镗杆与主轴浮动联接，加工精度取决于镗模的精度；不采用镗模时，镗杆与主轴刚性联接，加工精度取决于机床的精度。由于镗杆的悬伸距离较大，容易产生振动，选用的切削用量不宜很大。镗削加工分粗镗、半精镗和精镗。采用高速钢刀头镗削普通钢材时的切削速度，一般为2050m/min；采用硬质合金刀头时的切削速度，粗镗可达4060m/min，精镗可达150m/min以上。对精度和表面粗糙度要求很高的精密镗削,一般用金刚镗床，并采用硬质合金、金刚石和立方氮化硼等超硬材料的刀具，选用很小的进给量(0.020.08mm/r)和切削深度(0.050.1mm)高于普通镗削的切削速度。精密镗削的加工精度能达到IT76，表面粗糙度为Ra0.630.08m。精密镗孔以前，预制孔要经过粗镗、半精镗和精镗工序，为精密镗孔留下很薄而均匀的加工余量。图1镗圆柱孔示意图图2双刃镗刀图3模块式镗刀镗刀具有一个或两个切削部分、专门用于对已有的孔进行粗加工、半精加工或精加工的刀具。镗刀可在镗床、车床或铣床上使用。因装夹方式的不同，镗刀柄部有方柄、莫氏锥柄和7:24锥柄等多种形式。单刃镗刀切削部分的形状与车刀相似。为了使孔获得高的尺寸精度，精加工用镗刀的尺寸需要准确地调整。微调镗刀可以在机床上精确地调节镗孔尺寸，它有一个精密游标刻线的指示盘，指示盘同装有镗刀头的心杆组成一对精密丝杆螺母副机构。当转动螺母时，装有刀头的心杆即可沿定向键作直线移动，藉助游标刻度读数精度可达0.001mm。镗刀的尺寸也可在机床外用对刀丁预调。双刃镗刀有两个分布在中心两侧同时切削的刀齿，由于切削时产生的径向力互相平衡，可加大切削用量，生产效率高。双刃镗刀按刀片在镗杆上浮动与否分为浮动镗刀和定装镗刀。浮动镗刀适用于孔的精加工。它实际上相当于铰刀，能镗削出尺寸精度高和表面光洁的孔，但不能修正孔的直线性偏差。为了提高重磨次数，浮动镗刀常制成可调结构。为了适应各种孔径和孔深的，要并减少镗刀的品种规格，人们将镗杆和刀头设计成系列化的基本件模块。使用时可根据工件的要求选用适当的模块，拼合成各种镗刀，从而简化了刀具的设计和制造。刨削利用刨刀与工件在水平方向上的相对直线往复运动的切削加工。刨削可加工平面和沟槽，如果采用成形刨刀或加上仿形装置，也可以加工成形面。刨削可在牛头刨床或龙门刨床进行。前者刨刀作往复运动，每次回程后工件作间歇的进给运动，用于加工较小的工件。后者工件作往复运动，每次回程后刨刀作间歇的进给运动，用于加工较长较大的工件。在刨削的每个行程中,刨刀切入工件时产生冲击，用硬质合金刨刀刨削钢和铸铁的切削速度一般不超过60m/min，高速钢刨刀不超过40m/min，且回程时刀具不参加切削，效率较低。因此刨削有被铣削、磨削和拉削代替的趋势。但刨刀的制造简单，安装和调整方便，生产准备时间短，故在单件或小批生产中，刨削仍有一定的应用范围。图1刨削示意图普通刨削的精度可达IT1110，表面粗糙度为Ra201.25m。对精度要求高的铸铁件平面如导轨面和平板表面等，可在粗刨后留出0.050.15毫米的余量，再在精度高的刨床上进行宽刀精刨，即用切削刃很宽和刃口很直并研磨到Ra0.160.08m的刨刀，以28m/min的切削速度和0.030.1mm的切削深度，并用煤油作为切削液，从工件表面切去很薄一层金属，表面粗糙度可达到Ra1.250.32m。对某些脆硬和高强度材料如硅钢、淬硬钢和花岗石等以及大平面的刨削，可采用自转式滚切刨刀(又称碗刀)，以延长刨刀的寿命，而且在切削的同时还起到辗压作用。图2刨刀结构示意图刨刀用于刨削加工的、具有一个切削部分的刀具。刨刀根据用途可分为纵切、横切、切槽、切断和成形刨刀等。刨刀的结构基本上与车刀类似，但刨刀工作时为断续切削，受冲击载荷。因此，在同样的切削截面下，刀杆断面尺寸较车刀大1.251.5倍并采用较大的负刃倾角(-10-20)，以提高切削刃抗冲击载荷的性能。为了避免刨刀刀杆在切削力作用下产生弯曲变形，从而使刀刃啃入工件，通常使用弯头刨刀。重型机器制造中常采用焊接-机械夹固式刨刀，即将刀片焊接在小刀头上，然后夹固在刀杆上，以利于刀具的焊接、刃磨和装卸。在刨削大平面时，可采用滚切刨刀，其切削部分为碗形刀头。圆形切削刃在切削力的作用下连续旋转，因此刀具磨损均匀，寿命很高。1位车刀型号表示规则GBT5343.1，它等效采用ISO56801989。它适用于可转位外圆车刀、端面车刀、防形车刀及拼装复合刀具的模块刀头的型号编制。其型号也是由按规定顺序排列的一组字母和数字代号所组成。2可转位带孔铣刀型号表示规则它是在ISO74061986的基础上制订的。它适用于可转位面铣刀、三面刃（槽）铣刀、套式立铣刀及圆柱形铣刀型号的编制。其型号由11个号位组成（面铣刀只有10个号位，没有第11个号位）。前14号位表明刀体的特征。波折号后边的号位表示刀片装夹方式和刀片特征。3可转位带柄铣刀型号表示规则它是在国际标准ISO78481986的基础上制订的。它的型号也由11个号位组成。其中有5个号位表示刀体的特征，两个号位表示柄部的特征，另外4个号位则表示刀片的装夹方法及其切削刃长度的特征。4可转位刀片型号表示规则GB2076-87，等效ISO1832-85，国内外硬质合金厂生产的切削用可转位刀片（包括车刀片和铣刀片）的型号都符合这个标准。它是由给定意义的字母和数字代号，按一定顺序排列的十个号位组成。其中第8和第9个号位分别表示切削刃截面形状和刀片切削方向，只有在需要的情况下才予标出。二可转位刀片标准GB207987（代替GB207980）无孔的硬质合金可转位刀片：此标准等采用国际标准ISO08831995。标准中规定了TNUN、TNGN、TPUN、TPGN、SNUN、SNGN、SPUN、SPGN、TPUR、TPMR、SPUR、SPMR共12种类型刀片的系列尺寸。GB207787（代替GB207780）硬质合金可转位刀片圆角半径：此标准等效采用国际标准ISO32861976。标准规定刀尖圆角半径r的尺寸系列为0.2、0.4、0.8、1.6、2.0、2.4、3.2mm。GB207878（代替GB207880）带圆孔的硬质合金可转位刀片：此标准等效采用国际标准ISO33641985。标准中规定了TNUM、TNMM、TNUG、TNMG、TNUA、TNMA、ENUM、FNMM、WNUM、SNUM、SNMM、SNUG、SNMG、SNUA、SNMA、CNUM、CNMM、CNUG、CNMG、CNUA、CNMA、DNUM、DNMM、DNUG、DNMG、DNUA、DNMA、VNUM、VNMM、VNUG、VNMG、VNUA、VNMA、RNUM、RNMM共36种类型的带圆孔硬质合金刀片尺寸系列。GB208187（代替GB208180）硬质合金可转位铣刀片：此标准等效采用国际标准ISO33651985。此标准规定了SNAN、SNCN、SNKN、SPAN、SPCN、SPKN、SECN、TPAN、TPCN、TPKN、TECN、FPCN、LPEX共13种类型的可转位铣刀片系列尺寸。GB208087（代替GB208080）沉孔硬质合金可转位刀片：此标准等效采用国际标准ISO698711993。标准中规定了TCMW、TCMT、WCMW、WCMT、SCMW、SCMT、CCMW、CCMT、DCMW、DCMT、RCMW、RCMT共12种