第五章-车刀PPT课件

.,1,第五章车刀,第一节焊接式车刀第二节机夹式车刀第三节可转位车刀,.,2,车刀的种类和用途,车刀按加工表面特征分：外圆车刀、车槽车刀、螺纹车刀、内孔车刀等。,表1-1常用车刀的形式及代号,.,3,车刀按结构分类：有整体式、焊接式、机夹式和可转位式四种形式。,图1-1车刀的结构类型a)整体式b)焊接式c)机夹式d)可转位式,.,4,1.焊接式车刀焊接式车刀（图）是将一定形状的硬质合金刀片和刀杆通过钎焊连接而成。,硬质合金焊接式车刀,第一节焊接式车刀,.,5,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），可采用方形截面。圆形截面：多用于内孔车刀。,.,6,刀槽：刀杆上应根据采用的刀片形状和尺寸开出刀槽(如图所示)。通槽如图(a)所示易加工，用于A1型矩形刀片；半通槽如图(b)所示用于带圆弧的A2、A3、A4等型刀片；封闭槽如图(c)所示焊接面积大、强度高，但焊接应力较大，适用于焊接面积相对较小的Cl、C3型刀片。,(a)通槽(b)半通槽(c)封闭槽,.,7,硬质合金焊接车刀具的特点：(1)结构简单、制造方便、使用灵活，一般工厂都可自制。(2)可以根据切削条件和加工要求刃磨出所需的形状和角度，硬质合金利用较充分。但其切削性能主要取决于工人刃磨的技术水平，与现代化生产不相适应。(3)刀杆不能重复使用，当刀片用完以后，刀杆也随之报废，刀杆材料利用率低。(4)在制造和刃磨时，由于硬质合金和刀杆材料(一般为中碳钢)的线膨胀系数不同，易产生焊接热应力、磨刀热应力和裂纹。,.,8,焊接车刀结构组成及选择1.车刀刀杆截面形状及选择车刀型式分直头与弯头两大类。直头车刀简单，便于制造。弯头车刀通用性广，既能车外圆又能车端面，最典型的是45弯头车刀。普通车刀外形尺寸主要是高度、宽度和长度。刀柄截面形状为矩形或方形，一般选用矩形，高度h按机床中心高选择，如表5-9所示。当刀柄高度尺寸受限制时，可加宽为方形，以提高其刚性。刀柄的长度一般为其高度的6倍。切断车刀工作部分的长度需大于工件的半径。,.,9,内孔车刀用的刀柄，其工作部分截形一般作成圆形，长度需大于工件孔深。螺纹车刀或成形车刀，因工作切削刃较长，可选用特殊的弹性刀柄，以防止切削时扎刀。,表5-9常用车刀刀柄尺寸,.,10,2.硬质合金刀片及选择（1）刀片牌号指车刀切削部分的刀具材料，一般根据工件材料选择刀片牌号。（2）刀片型号指刀片形状和规格尺寸。刀片形状主要根据车刀用途和主偏角选择。刀片型号由一个字母和一个或两位数字组成。字母表示刀片形状，后两位数字代表刀片主要尺寸参数，比如A20。我国目前将硬质合金刀片分A、B、C、D、E五类。A型：直头外圆车刀、端面车刀、镗孔刀B型：左切刀C型：r90外圆车刀、镗孔刀、宽刃光刀D型：切断刀、切槽刀E型：精车刀、螺纹车刀,.,11,刀片长度l尺寸主要根据背吃刀量决定。外圆车刀一般应使参加工作的切削刃长度不超过刀片长度的60%70%。刀片宽度t在切削空间允许时可选择宽一些，以增大支撑面和重磨次数。对于切断刀和切槽刀，其刀片宽度应根据槽宽来选取。刀片厚度s主要取决于切削力的大小。3.刀槽形状及选择刀槽形状应根据车刀类型、刀片型号选择。刀槽形状的选择原则：在保证焊接强度前提下，尽量减少焊接面数及焊接面面积。目的在于尽量减小焊接应力。4.工艺钎焊（气焰焊、高频焊、电接触焊）,.,12,.,13,.,14,表5-2常用硬质合金刀片型号及用途,.,15,图5-2刀槽的形式a)开口槽b)半封闭槽c)封闭槽d)切口槽,.,16,图5-3刀片在刀槽中的安放位置,.,17,车刀刀柄截面形状和尺寸选择,表5-3常用车刀刀柄截面尺寸(单位：mm),.,18,图5-4机夹式车刀夹紧结构形式a)上压式b)自锁式c)弹性压紧式,.,19,一、机夹车刀的特点用机械夹固的方法将普通刀片夹持在刀杆上。优点：刀片无需高温焊接，不会引起硬度下降、产生裂纹；刀具使用寿命长，生产率高；刀杆可重复使用，废刀片可回收再制，经济效益高；刀片重磨后，尺寸逐渐变小，为了恢复刀片的工作位置，在车刀结构上设有刀片调整机构，以增加重磨次数；刀片压板的端部，可起断屑器作用。缺点：刃磨时仍有热应力存在；切削性能取决于刃磨技术水平；刀杆制造复杂常用于切断车刀、切槽车刀、螺纹车刀等。二、机夹车刀的结构1.上压式2.自锁式3.弹性压紧式,第二节机夹式车刀,.,20,.,21,.,22,.,23,一、可转位车刀特点可转位车刀由刀杆、刀片和夹紧元件组成。正多边形刀片上压制出卷屑槽并经过精磨，可以转位使用，几条切削刃全用钝后，可更换相同规格的刀片，使用起来很方便。可转位车刀的几何角度由刀片和刀槽的几何角度组合而成。切削性能稳定，适合于大批量生产。生产效率高；节省刀杆材料，降低刀具成本；切削性能稳定，适合现代化生产的要求；有利于新材料、新技术的研制、推广和应用；刀具耐用度高；有利于刀具的标准化和集中生产，可充分保证刀具的制造质量。通用性较差。,1刀杆2刀垫3刀片4夹紧元件,第三节可转位车刀,.,24,可转位车刀,1.可转位车刀的结构,图5-3机夹刀具的结构形式,a)上压式机夹车刀b)切削力自锁车刀c)弹性加紧式切刀d)侧压力装式车刀e)削扁销机夹螺纹车刀f)弹性夹紧式刨刀,.,25,可转位车刀由刀片、刀垫、刀柄及紧元件等组成，如图5-4所示。,1-刀片2-刀垫3-卡簧4-杠杆5-弹簧6-螺丝7-刀柄,图5-4可转位车刀的组合,2.可转位车刀刀片,（1）刀片形状、代号及其选择,.,26,（2）可转位车刀几何角度的计算,刀具角度的刀片装配到具有一定刀槽角度的刀杆上综合形成的。,图5-5可转位车刀几何角度的形成,图5-5为可转位车刀的几何角度关系,.,27,在使用可转位车刀时，选定的刀片角度和刀槽角度后，必须对所选刀片安装在刀杆上所形成的综合刀具角度进行验算，确定其是否合理。验算的公式如下,.,28,3.可转位车刀类型及加紧结构的选择,图5-6可转位刀片夹紧结构,a)杠杆式b)杠销式c)斜楔式d)上压式e)偏心式,.,29,图5-6可转位刀片夹紧结构（续）,a)拉垫式b)压孔式,可转位车刀的形式、尺寸已经标准化，可按国标或有关车刀生产厂家的标准选择，其类型的选择与普通焊接车刀相似。其夹紧结构的选择参考图5-6。,.,30,二、可转位刀片型号及合理选用,可转位车刀的选用包括刀片型号和夹紧方式的选用。硬质合金可转位刀片已有国家标准(GB20791987)，其型号由按一定顺序排列的、代表给定意义的十位英文字母和数字代号组成。十位代号不一定全用，但至少要有七位，后三位在必要时才用。更详细的说明可参见国家标准GB20791987切削刀具用可转位刀片型号表示规则。,.,31,.,32,1、刀片形状刀片形状常用的有三角形、偏8三角形、凸三角形、正方形、五角形和圆形等。刀片的边数多，则刀尖角大，刀削的强度和散热条件好，同时由于切削刃多，也使得刀片的利用率高。但在同样厚度和质量的条件下，刀片边数越多，则切削刃长度越短，因此允许的背吃刀量就越小。选择刀片形状时要考虑被加工零件的形状、工序性质、刀片利用率等因素。三角形刀片用于90外圆车刀、90端面车刀、内孔镗刀。其优点是加工时背向力小，特别适于工艺系统刚性较差的加工，缺点是刀片刀尖角(r=60)小，刀尖强度较差，散热面积小，故刀具寿命较低。为了增强刀尖强度，可以选择偏8三角形刀片。,可转位刀片型号中主要代号的选择,.,33,正方形刀片适于主偏角为45、60、75的各种外圆车刀、端面车刀和内孔镗刀。它有较大的刀尖角(r=90)，通用性较好，故使用普遍。五边形、六边形、八边形刀片切削刃数较多，刀片利用率较高。它们的刀尖角更大，故可提高刀具寿命和改善已加工表面质量。但往往受到工件形状、工艺系统刚性和背吃刀量的限制，故使用范围不如三角形和正方形刀片广泛。其他形状刀片，如圆形、平行四边形和菱形刀片，主要用于仿形车削和数控机床加工。,.,34,2、有无断屑槽和固定孔。有无断屑槽取决于工件材料，铸铁等脆性材料的加工不需断屑槽。有无固定孔取决于刀片夹紧方式，若用上压式，则无需带孔。3、刀片的主要尺寸。刀片切削刃长度取决于作用主切削刃长度，一般前者不小于后者的1.5倍。刀片的厚度主要取决于切削力的大小，切削力大，则刀片厚度应较大；反之则应较小。4、断屑槽型,.,35,三、可转位车刀刀片的夹紧结构夹紧结构的要求：夹紧可靠，重复定位精确，操作方便，结构简单，制造容易，而且夹紧元件不应防碍切屑流出。常用的夹紧机构有