《车刀基础知识》

1、整理课件,1,车削刀具专题,整理课件,2,车削刀具,1，普通车削刀具,2，瑞士车刀,3，螺纹车削刀具,4，切槽(切断)刀,整理课件,3,车削定义,单点切削：单点刀具生成圆柱形状; 车削的组成：工件的旋转与刀具的进给运动； 切削加工中的三要素：切削速度，进给率，切深,数控加工中进给F=n*f(mm/min,如何计算转数n?恒转数度，与恒线速概念及应用场合，细长杆的车削,整理课件,4,注意：负前角类车刀并非是指刀片自身的前角为负值,整理课件,5,整理课件,6,整理课件,7,最常用车刀片后角：B,C,P,N,整理课件,8,普通车削-内孔车削,整理课件,9,车削刀具质量定位,尺寸精度 外观精度 配件选

2、型 与国内外同内产品的比较 通用性与可替换性 产品规格齐备,整理课件,10,普通车削-内孔车削,整理课件,11,整理课件,12,整理课件,13,普通车削-方柄内孔车削,方柄内孔车刀方便于在普通车床上加工使用,柄为方柄,刀具型号,方柄尺寸,整理课件,14,瑞士车刀,Page 109,主要用于汽车、钟表、连接器和医药工业的自动滑动头机床的精密车削,整理课件,15,瑞士车刀,特点： 1，刀片精度高，一般用G与E级公差。 2，刀柄安装精度高。 3，采用正前角设计,瑞士车刀的型号编制规则同正前角外圆车刀的编制对则！为示区别，在末尾增加一字母“F,整理课件,16,特点： 刀片刃口过中，可钻削 车外圆，车内

3、孔，车台阶 倒角 一刀多能，非常适合数控加工，减少刀具数量 节省换刀时间，减少刀具库存,Eco-Cut刀具,整理课件,17,螺纹车削刀具,整理课件,18,该改进可方便地对内冷式镗杆及其模块化同等镗杆进行改进，以使其适合那些通常需要特定镗杆应用的小孔螺纹切削,通过对到头的改进满足小孔加工,整理课件,19,整理课件,20,切断、切槽刀具,该三刃切槽刀片主要用于切浅槽，槽宽最大2.15mm 槽深最大1.85mm，否则刀片定位不可靠,整理课件,21,整理课件,22,其他切槽刀具,GSW内切槽刀,GSE外切槽刀,GSV内切槽刀,整理课件,23,其他可用于车床加工的刀具,La为浅孔钻的有效钻孔深度即最大钻

4、孔深度，钻孔深度大于此，会出现危险！ La2.5dc,整理课件,24,二.刀片材质及断屑槽型说明,整理课件,25,颜色分类法易于记忆、使用,将工件材料分为六大类。每一种颜色对应不同类的工件材料,橙色(高温合金)：Ni基/Co基合金、钛合金,黄色(不锈钢)：奥氏体CrNi钢、马氏体Cr钢,红色(铸铁)：灰铸铁、球墨铸铁、烧结铁,绿色(非金属材料/有色金属)：铝合金、铜及铜合金,蓝色(钢)：碳素钢、低合金钢、高合金钢,白色(硬金属)：淬火钢(HRC45)，冷硬铸铁,适用加工类型：粗加工、半精加工、精加工,整理课件,26,千木车刀片简介,WNT20(铝合金) CKT10(加工铸铁好） CPT25,C

5、PT30,CPT35（钢件) CMT30（加工不锈钢好） PMT20,整理课件,27,切槽刀片,双头刀片，经济性更好,通用刀片,整理课件,28,千木公司车刀片断屑槽型选用推荐,PFF，-FN,FN-NF，-PFQ： 精加工 -UM,-PMF,-MM,-KM,-NM,MF首选半精加工，可选精加工 -NR 粗加工,讨论：不断屑如何处理 如何辨别粗加工刀片，精加工刀片,普通车削-常用断屑槽型,整理课件,29,带修光刃刀片,与普通刀片相比，修光刃刀片更具优势：1，加工表面质量更高； 2，效率更高,具修光刃刀片代号：断屑槽符号后增加一个字母代码：Q eg: -TFQ ,-25Q etc. 一般用于精加工

6、,普通刀片,修光刃刀片,整理课件,30,带修光刃刀片：优势,1、在切削参数不变条件下，可大幅提升表面质量,2、在保证表面粗糙度的前提下，效率可提升2倍： 由于有修光刃的作用，可使进给增加2倍而不会使表 面粗糙度下降,整理课件,31,带修光刃刀片：优势,整理课件,32,使用要点： 注意主偏角的大小! 刀片材质,普通车削-修光刃刀片,整理课件,33,解决方案: 降低切削速度 调整进给量和切深(加大进给量) 选择更耐磨的刀片,解决方案: 选择韧性更好的刀片 刃口带负倒棱刀片 使用带断屑槽的刀片 增加系统刚性,普通车削-刀片磨损成因及应对解决方案,整理课件,34,解决方案: 降低切削速度 选择更耐磨的

7、刀片 增加冷却,解决方案: 降低切削速度或进给 选用正前角槽形刀片 选择更耐磨的刀片 增加冷却或加大冷却液流量,普通车削-刀片磨损成因及应对解决方案,整理课件,35,解决方案: 提高切削速度 加大刀片前角 增加冷却 选取正确的刀片牌号,解决方案: 降低进给和切深 选择刃性更好的刀片 选取刀尖角大的刀片 选取正确的断屑槽型,整理课件,36,螺纹车削刀片分类,全牙形刀片,泛螺距刀片,多齿刀片,保证正确的深度,底径,顶径,能保证螺纹的强度. 螺纹车完后不需去毛刺. 齿顶修整量为0.030.07mm 每一种螺距和牙型需要一种刀片,这类刀片不切削牙尖,因此螺钉的外径,螺母的内径须在螺纹加工前车削到正确的

8、直径. 同一的刀片可加工牙尖角相同螺距不同的螺纹. 刀尖半径是根据最小螺距选择的,因此刀具寿命短,走刀次数少,因此刀具寿命长,生产效率高. 由于切削刃长,负载大,因此要求切削条件必须特别稳定. 仅有最常用的牙型和螺距的多齿螺纹刀片,整理课件,37,螺纹车削刀片材质,钢件， P30,不绣钢，钛合金，铸铁； M20,有色金属， K20,整理课件,38,通常推荐的车削刀具选择顺序为: 接口确定（根据机床选择刀柄，刀方)； 功能选择（根据加工工艺要求选择刀具偏角） 可转位刀片 -形状 -尺寸 -刀尖半径 -断屑槽型 -牌号 4.切削参数（根据刀片、质量和效率要求,整理课件,39,影响选刀因素,零件结构

9、和限制 大或小，简单或复杂，长或短，小公差要求，表面质量，装夹可能性等 所需要的加工工序 内外加工，粗、半精或精加工等 稳定性和加工条件 刀具装夹与工件件装夹是否可靠，刀具悬伸尺寸，整体系统状况等 机床条件和选择 可用刀位数，功率，行程，多轴加工等等 零件材料 毛坯状况，硬度，材料可加工性，干切还是湿切等等 刀具产品系列和库存 可用刀具情况，管理等等 加工经济性 加工时间，刀具寿命，可靠性，过程化,整理课件,40,刀柄的选择,根据在转塔刀架或在主轴上的接口情况，选择相应的接口刀具。 通常在转塔刀架上为常规接口，如方柄与圆柄结合使用，但是在某些特定的机床上，则是特殊的接口，如7:24接口或HSK

10、接口等等。 不管是那一种接口，一定要保证连接的刚性足够，否则将会对加工产生不利影响,整理课件,41,确定将要加工类型：是外圆车削还是内孔镗削,如是外圆车削，则应确定车刀刀方的尺寸大小，刀具应有的长度等； 如是内孔镗削，则该选用恰当大小刀柄的车刀，并应遵循下面的“基本原则,1,根据车刀能加工的最小孔径，选择尽可能大的刀杆： 刀杆越大，同等悬伸长度情况下，其长径比越小，刚性及抗震性也就越好，有利于加工表面质量的提高,常规转塔刀架,整理课件,42,内孔车刀选用的基本原则,2,在满足加工要求的前提下，应尽可能的缩短悬伸长度。 3，在深孔镗削或刀杆与孔尺寸相差不多情况下，排屑往往是一大难题，这时可通过采

11、用内冷缺（或压缩空气）方式提高排屑效果,讲解：挠度的概念，及不同刀体材料对挠度的影响,整理课件,43,内孔车刀选用的基本原则,4,镗杆夹紧是整个系统功能的确定性因素，特别是长悬伸时。所以一定要保证夹紧的刚性问题. 直接使用螺钉压紧时，会使镗杆表面受到伤害，将导致稳定性差，使用硬质合金镗杆时，一定不能用螺钉压紧,1 标准解决方案,2 尚可性的方案,3 不推荐使用方案,整理课件,44,内孔车刀选用的基本原则,5,震动敏感的工序选择镗杆时应考虑的几个因素： 选择接近90但不小于75 主片角的镗杆。 选择小的刀尖半径 选择正前角刀具的刀片 选用非涂层刀片 避免使用后刀面过渡磨损的刀片,6，内孔车刀的切

12、削参数不能期望等同于外圆切削时的参数, 一般在用相同刀片时，孔加工中，调试时切削参数应降低到外圆切削时的1/21/3,再逐步调整到最佳状态,整理课件,45,确定操作类型-加工类型,根据工序加工内容，确定： -纵向车削 -仿型车削 -车端面 -插车,纵向车削,端面车削,仿形车削,插车,整理课件,46,确定操作类型-主偏角、刀尖角,纵向车削,端面车削,仿形车削,当进行仿型车削时，还应考虑有效主偏角的大小，以便获得良好的切削效果。每种刀柄都有最大内仿型切削角度的限制，应注意选取。对于每一种刀具，都有一个最大的内仿性切如角度（,刀具类型由主偏角及所用刀片的刀尖角确定。主偏角及刀尖角的选择将会影响切削能

13、力、切削刃强度和刀具的可达性,讨论：为什么会规定多种主偏角,整理课件,47,确定操作类型-主偏角、刀尖角,内孔车削刀具形式与主偏角,整理课件,48,确定刀具系统-正前角or负前角,综合考虑各方面的因素，确定选用正前角刀具还是负前角刀具。 一般来说，推荐使用负前角刀具。负前角刀具采用0后角刀片，刀片强度好，大多数刀片双面有切削刃，有效刃增加了一倍，刀片装夹可靠性与经济性都优于正前角刀具。 但是，负前角刀具的切削抗力较大，震动趋势强于正前角刀片 在系统刚性若或者对切削抗力敏感的系统中，还是应选择正前角刀具 有色金属加工、系统刚性较弱和小零件加工选用正前角刀具,刀具安装前角为负，以形成切削后角,正前

14、角刀具的安装前角一般0 ,使用带后角的刀片,整理课件,49,确定刀具系统-选择刀片,刀片的形状应根据刀具所需的主偏角、可接近性及通用性选择！ 刀尖角度必须根据强度和经济性选择,R型 C型 S型 T型 D型 V型,180 100 90 60 55 35,强,弱,切削抗力,刀尖强度,整理课件,50,确定刀具系统-刀片有效切深,根据系统的总体性能如功率，机床整体刚性等，可大致确定出可以使用的最大切深量，从而进一步提出对刀片的需求。 进一步下来，就该确定刀片的槽型了，同一款刀片有多种断屑槽型，如前介绍，根据对应工序的要求选择恰当的断屑槽型。 条件恶劣的工序： 在条件恶劣的条件下，对刀片应有更高的要求，

15、如使用更厚更大的刀片，增加刀垫等措施,整理课件,51,确定刀具系统-刀尖圆弧的影响,刀片刀尖半径将会影响的因素： -粗加工时刀片的强度 -精加工的表面纹理,粗加工时，尽可能的选用大的刀尖圆弧；可使用大的进给； 如果出项震动的趋势，则可适当的减小刀尖圆弧,刀尖圆弧与进给的关系,对于粗加工，最常用的刀尖圆弧为1.2-1.6mm,经验公式：fmax=r/2,整理课件,52,刀尖圆弧的对表面质量的影响,h：残留面积高度(m) R： 刀尖圆角半径(mm) f： 进给量(mm/rev,整理课件,53,确定刀具系统-选择刀片,刀尖的圆角半径越大,强度越好,切削温度会被分散,除会增加切削的法向力外,一般是有利

16、的。 在日本,T型较为常见(仿型用V型,D型作为例外),在迎接NC时代的今天，80的C型刀片作为推荐品最为通用 在欧美,C型刀片占有绝对优势。 C型刀片与T型刀片相比, C型刀片只是将刀片对称反安装,故安装精度要高得多。 要点: (1) 推荐采用比目前使用中刀尖(刀尖半径)更强的产品。 (2) 尽可能使用通用性强的C型产品。 (3) 选购刃长为平均切深2倍的刀片较为合理。 (4) 菱型80 的19.05mm刀片可实现9.512.7mm的切深。 (5) 切深在6.35mm以下通常选用12.7mm的刀片较为经济。 (6) 12.7mm刀片切深为50% , 15.8mm刀片切深为57% , 19.0

17、5mm刀片 切深为67% ,简而言之,切深的推荐值分别为50%、60%、70%。切深高于前述百分比的切削,必须具体情况具体对待,整理课件,54,确定刀具系统-选择刀片,首选刀片形状 -可选刀片形状,整理课件,55,确定刀具系统-选择刀片,首选刀片形状 -可选刀片形状,整理课件,56,确定操作类型,切断,外圆切槽,GSE外切槽,GSV内切槽,GSW内切槽,切断（槽）刀具的选择,整理课件,57,注意事项,1 当使用切槽(断)刀时,要注意仔细的阅读说明书,了解该刀是否能横向切削;并使刃口垂直切入,2 注意加工中的断屑情况,若不易断屑,则采用人为的方式强制性断屑,3 切刀中心高是否正确也相当重要,切断

18、（槽）刀具的选择,整理课件,58,注意事项,4 普通切刀在使用中应尽量避免单侧切削,尽可能的使整个刃口受力均匀,5 刀具悬伸尽可能的短，以提高系统刚性,a70%*s,整理课件,59,注意事项,6 为提高提高系统刚性，降低震动趋势，提高刀具寿命，切断或切槽位置应尽可能靠近夹持点,7 当切入面为斜面时，应减小进给至正常的2050,整理课件,60,难题解析 为了减少毛刺 CNC设备上，当接近终了时，在中心处的进给量应减少75% 检查切屑刃中心高 用带主偏角刀片 如果必须用0主偏角刀片，应用于刀片宽度小于切屑宽度的刀片 应用中心架（或调整同心） 在空棒料内倒角时，应刀片倒角处与切断工件排成同线。 为了

19、提高加工表面质量 提高切屑速度 用0主偏角刀片 正确选择断屑槽达到最佳切屑流向控制 用涂层硬质合金 提供充足的冷却液 消除振动,整理课件,61,特定用途的通用规则 倒角及切断,切断偏心管 在管料切断时，通常推荐使用4主偏角刀片。然而，空的偏心与设备的弹性结合效果，会使进给速度变化大，切屑刃可能会被破坏。 当更换用8主偏角刀片将减缓对刀片切屑刃的破环,整理课件,62,切削力对称原理，刀片不易偏斜,V-型皮带轮槽加工,颈型凹槽加工,整理课件,63,刀片的选择 刀片宽度 刀片宽度影响强度 为高效切削，应选择尽可能宽的刀片 段屑范围在于刀片宽度 较窄的刀片宽度意味着低进给率下段屑更好 更宽的刀片，强度

20、更高的刃口，可承受更大的切削力与更大的进速度，单刀具挠曲加大 刀尖圆弧半径；侧向刃车屑 为更长的使用寿命，应选择刀尖 为减少切削力，以及用窄的刀片低进给切削时，应选择刀尖圆弧半径小的刀片,大的圆弧半径；小的侧向力,小的圆弧半径；大的侧向力,整理课件,64,车削进给 进给取决于刀片的段屑范围 最大进给取决于刀片的宽度，以及最大承载能力 用太小刀尖圆弧半径的刀片进行大进给切削将缩短刀片的使用寿命 最大的进给量不适合于较小的刀尖半径刀具 为了在切槽时成屑更好，进给可以在每段小间距内中断,最大进给量: Fmax=Wx0.75,进给量,进给量,切深 最小的切深等于刀尖圆弧半径 最大的切深取决于承载能力

21、切深取决于段屑范围,最大切深:apmax=Wx0.8,切削速度较大时引起的刀具挠度较大，而使前沿间隙加大,切削速度较小时，前沿间隙和刀具挠度很小,整理课件,65,刀杆或刀板的尺寸 为避免振动与挠曲应首选： 刀杆与刀板悬伸应金可能的小 刀杆直径最大化 90安装 为得到垂直加工表面，减少振动，刀具和工件中心线成90安装是十分重要的。 加工条件确定 切槽 车屑 Vc-切屑速度(m/min) Vc-切屑速度(m/min) T-最大切深(mm) apmax-最大切深(mm) f-径向进给(mm/rev) f-轴向进给(mm/rev,整理课件,66,车削原则 后角a影响侧向力 且不像ISO刀片大小恒定不变

22、,刀片与工件的后角,挠曲受影响于： 进给：f 切深：ap 悬伸：T 切削速度：Vc 工件材质,精加工：直径补偿 最终直径补偿必须用于终了加工,2=(D1-D2)/2,整理课件,67,1.切槽到目标直径,2.刀具退回/2,3.继续精车削操作,整理课件,68,多功能加工,不推荐,整理课件,69,加工圆弧或倒角,加工圆弧或倒角应大于刀片的圆弧半径，且要求两个方向的复合运动，刀片破损的问题在于，当刀片各刃同时切入工件时，由于受到如图F1,F2不同方向的力，导致刀片破损,推荐优化加工，消除刀片破损的加工顺序,先前运动,实际运动,1,3,2,4,整理课件,70,壁间加工 为了达到最佳的切削效果，以下加工顺

23、序需遵循，不要达到相同的Z值,粗加工 1,粗加工 2,精加工 3,精加工 4,精加工 5,精加工 6,Z value=0.20.3mm 1,整理课件,71,消除圆环 车削棒料的末端或凹槽时，圆环容易产生 消除圆环的方法,粗加工 1,粗加工 2,精加工 3,整理课件,72,最佳内圆车削,1.第一次走刀，用刀片的 一个刀尖进行粗加工 2.回程时，用刀片的另一个刀尖进行半精加工与精加工,Lmax3D,刀杆悬伸,刀片刀尖有效利用,整理课件,73,在盲孔中改善车削效果 在盲孔中内圆车削问题来自切屑的排出 当工具触及后壁时，切屑可能夹在后壁与刀片之间，这会导致刀片破损 下述两种方法可解决这个问题,第一种方

24、法 1.从后壁开始切槽 2.由里向外继续车削,第二种方法 从后壁开始切槽 刀退回到外面 然后由外向切槽出最终直径,整理课件,74,要求机床功率的计算,车削,切槽/切断,端面切槽,Kc-切削力（N,效率（0.8,整理课件,75,刀具选择 遵循以下三种原则可选出表现优异的刀具,根据切削宽度与加工形状选择尽可能宽的刀片,依据所要求的最大加工深度，选择最短的悬伸刀杆,在切断面时，确认加工范围，选择正确的刀具,整理课件,76,工具调整 加工前，检查并调整下述工具位置,在工件中心线上检查切削刃的位置，将刀具降至中心线以下，并检查毛刺,检查切削刃与加工平面，正确的位置能保证在端面两个方向车削的加工表面质量,

25、整理课件,77,最佳切削顺序 粗加工 端面粗加工的基本步骤,第一步,第二步,第三步,初切按设定的直径范围内,远离轴线方向切削,向着轴线方向切削,与端面车削相比，端面切槽时切削速度应减少40,整理课件,78,1)根据加工类型及机床情况，选择螺纹切削的方法,切削外螺纹或内螺纹,左手螺纹或右手螺纹,2)选择螺纹类型,a.ISO标准公制螺纹MM，美制UN,b.惠氏螺纹WH，美制NPT,c.其他螺纹类型,螺纹加工属于一种定尺寸、仿型切削加工,特殊螺纹牙型的加工刀片需要定制,螺纹刀具的选择,整理课件,79,3)确定螺距大小，进一步选定刀片类型,由前所述，螺纹刀片牙型分为三种：全牙型，泛螺距及多齿刀片，各有

26、优势及缺点，应针对具体的工序要求选择恰当的类型,全牙形刀片,泛螺距刀片,多齿刀片,4)根据工件材质选用恰当的刀片材质和槽型,CPS20 -钢件 WNS20 -不绣钢，钛合金，铸铁； M20 CKS200 -有色金属,整理课件,80,5)螺纹切削工艺的选择,外螺纹（右旋,内螺纹（右旋,外螺纹（左旋,内螺纹（左旋,整理课件,81,走刀次数及吃深量的确定： 一般刀具供应商都会有一个走刀次数及吃深量推荐表，应首先按照表中的推荐值来加工,以下几点在加工中应值得注意： -为了提高刀具寿命，工件直径不应超过螺纹大径的上限值； -进刀量应避免小于0.05mm； -对于奥式体不锈钢应避免小于0.08,整理课件,

27、82,进给方式,整理课件,83,进给方式,改进型进刀方式能有效的改善刃口单侧磨损,交替进到有利于提高刀片寿命及得到良好的铁屑控制,整理课件,84,提高螺纹加工质量的方法,递减方法： 根据牙深，由大到小，逐渐降低吃刀深度，直到螺纹加工成型。此方式在CNC机床加工中较为常用。 稳定进给方式，即每次进给的吃刀深度一致，可得到良好的切屑控制与较高的刀具寿命，适用于新机床加工,整理课件,85,螺纹表面粗糙度大，不光整,a. 切削速度过低，提高转速,b. 最后一刀的切深ap过小，建议ap0.1,d. 如果牙形的一侧好，而另一侧差，则可能是车刀体的 螺纹升角与所加工螺纹升角不符，对刀体需要进行改制,螺纹升角

28、计算公式,c. 刀片已磨损，换刀片,整理课件,86,P=螺距 D2=螺纹中径 最常用刃倾角为1我公司在刀体上制造有1.5 的刃倾角， 已经涵盖大部分螺纹的加工，无需更换到垫，即可满足加工要求。 后角的计算：=arc(tanxtan） 2=螺纹牙型角 =刀具 （刀片）前角 外螺纹刀片前角为10 内螺纹刀片前角为15 （外型相同，注意在使用中不能把内外螺纹混淆使用因前角不同,整理课件,87,螺纹有锥度,a. 刀架在移动过程中让刀、移位或运动轨迹与主轴不平行 所致机修,b. 螺纹车刀的起刀点或退刀点太近改进程序,c. 尾座顶尖与主轴不同心，导致工件的母线不直机修,整理课件,88,螺纹牙顶有毛刺,a. 螺纹加工使用了泛螺距刀片,改用定螺距刀片,b.定螺距刀片的切削进刀方式不对,c. 满足以上要求，仍然有毛刺，检查螺纹加工中螺纹大径是否有切削余量,正确进给方向,齿顶需要有修整量为0.030.07mm,螺纹始末端倒角处有飞边,a. 工件材料硬度低，可能的情况下，提高工件硬度,b. 如果在NC车床加工，则在螺纹加工完后，增加一段程序来去飞边，注意去飞边时的走刀方式及方法,整理课件,89,NC车床加工出的螺纹始末端螺距不正确,该情况大多是由于NC车床的系统原因引起的(系统的响应时间,为避免该情况的发生，应该