第五章刀具

1、金属切削原理与刀具金属切削原理与刀具JINSHU QIEXIAO YUANLIJINSHU QIEXIAO YUANLIYU DAOJUYU DAOJU王启仲王启仲 主编主编第五章 车刀及成形车刀 本章应知 本章应会1.熟悉认识各种车刀。2.绘制普通车刀工作图。3.会设计成形车刀1.会选择车刀，会磨制一般车刀。2.会车削加工操作（车台阶、外 圆、内孔、螺纹等）。第 章第第 节节 一 车刀的类型车刀按车刀按加工表面特征加工表面特征分：分：外圆外圆车刀、车刀、车槽车槽车刀、车刀、螺纹螺纹车刀、车刀、内孔内孔车刀等。车刀等。五 车刀及成形车刀表表5-1 5-1 常用车刀的形式及代号常用车刀的形式及代

2、号第 章第第 节节 一 车刀的类型五 车刀及成形车刀第 章第第 节节 一 车刀的类型车刀按车刀按结构分类结构分类：有：有整体整体式、式、焊接焊接式、式、机夹机夹式和式和可转位可转位式四种式四种形式。形式。五 车刀及成形车刀图图5-1 5-1 车刀的结构类型车刀的结构类型a) a) 整体式整体式 b) b) 焊接式焊接式 c) c) 机夹式机夹式 d) d) 可转位式可转位式 第 章第第 节节 二 焊接车刀五 车刀及成形车刀一、硬质合金焊刀片的选择 常用的硬质合金刀片形状，如图常用的硬质合金刀片形状，如图5-25-2所示所示图图5-2 5-2 常用焊接刀片形式常用焊接刀片形式第 章第第 节节 二

3、 焊接车刀选择刀片尺寸时，主要考虑的是刀片长度，切断车刀的宽度选择刀片尺寸时，主要考虑的是刀片长度，切断车刀的宽度B B。五 车刀及成形车刀dB6 . 0式中式中 d d被切工件直径被切工件直径二、常用车刀刀柄形式及尺寸二、常用车刀刀柄形式及尺寸刀柄截面形状为矩形或方形，高度刀柄截面形状为矩形或方形，高度h h按机床中心选择，见表按机床中心选择，见表5 5-2-2。第 章第第 节节 二 焊接车刀五 车刀及成形车刀机床中心高机床中心高/mm/mm105105180180200200260260300300350350400400方刀柄断面方刀柄断面H/mmH/mm1616202025253030

4、矩形刀断面（矩形刀断面（B/mmB/mm）（H/mmH/mm）12122020161625252020303025254040表表5-2 5-2 常用车刀刀柄截面尺寸常用车刀刀柄截面尺寸三、车刀刀片的焊接工艺三、车刀刀片的焊接工艺第 章第第 节节五 车刀及成形车刀一、机夹车刀1.1.机夹车刀的结构机夹车刀的结构机夹车刀的优点机夹车刀的优点在于避免焊接引起的裂纹、崩刃及硬度下在于避免焊接引起的裂纹、崩刃及硬度下降等，刀柄能多次使用，刀具几何参数设计选用灵活。降等，刀柄能多次使用，刀具几何参数设计选用灵活。2.2.重磨重磨在已定后角结构情况时只磨前面，适用于立装刀片的结构。在已定后角结构情况时只磨

5、前面，适用于立装刀片的结构。刀片立装的优点刀片立装的优点是可增大刀片的承载能力，还可减少前面的是可增大刀片的承载能力，还可减少前面的重磨面积。重磨面积。机夹车刀一般需重磨两个面。机夹车刀一般需重磨两个面。 三 夹车刀与可转位车刀第 章第第 节节二、可转位车刀1.1.可转位车刀的结构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 五 车刀及成形车刀 三 夹车刀与可转位车刀第 章第第 节节图图5-3 5-3 机夹刀具的结构形式机夹刀具的结构形式a) a) 上压式机夹车

6、刀上压式机夹车刀 b) b) 切削力自锁车刀切削力自锁车刀 c) c) 弹性加紧式切刀弹性加紧式切刀 d) d) 侧压力装式车刀侧压力装式车刀 e) e) 削扁销机夹螺纹车刀削扁销机夹螺纹车刀 f) f) 弹性夹紧式刨刀弹性夹紧式刨刀 五 车刀及成形车刀 三 夹车刀与可转位车刀第 章第第 节节可转位车刀由刀片、刀垫、刀柄及紧元件等组成，如图可转位车刀由刀片、刀垫、刀柄及紧元件等组成，如图5-45-4所所示。示。1-1-刀片刀片 2-2-刀垫刀垫 3-3-卡簧卡簧 4-4-杠杆杠杆 5-5-弹簧弹簧 6-6-螺丝螺丝7 7- -刀柄刀柄图图5-4 5-4 可转位车刀的组合可转位车刀的组合五 车刀

7、及成形车刀 三 夹车刀与可转位车刀第 章第第 节节2.2.可转位车刀刀片可转位车刀刀片（1 1）刀片形状、代号及其选择）刀片形状、代号及其选择五 车刀及成形车刀 三 夹车刀与可转位车刀（2 2）可转位车刀几何角度的计算）可转位车刀几何角度的计算图图5-5 5-5 可转位车刀几何角度的形成可转位车刀几何角度的形成第 章第第 节节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。的。五 车刀及成形车刀 三 夹车刀与可转位车刀第 章第第 节节在使用可转位车刀时，选定的刀片角度和刀槽角度后，必须在使用可转位车刀时，选定的刀片角度和刀槽角度后，必

8、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，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。验算的公式如下确定其是否合理。验算的公式如下 rsgtogotrrogsogrogntoogntosintancostantan180五 车刀及成形车刀 三 夹车刀与可转位车刀第 章第第 节节3.3.可转位车刀类型及加紧结构的选择可转位车刀类型及加紧结构的选择图图5-6 5-6 可转位刀片夹紧结构可转位刀片夹紧结构a) a) 杠杆式杠杆式 b) b) 杠销式杠销式 三 夹车刀与可转位车刀五 车刀及成形车刀第 章第第 节节3.3.可转位车刀类型及加紧结构的选择可转位车刀类型及

9、加紧结构的选择图图5-6 5-6 可转位刀片夹紧结构可转位刀片夹紧结构c) c) 斜楔式斜楔式 d) d) 上压式上压式 e) e) 偏心式偏心式 三 夹车刀与可转位车刀五 车刀及成形车刀第 章第第 节节图图5-6 5-6 可转位刀片夹紧结构（续）可转位刀片夹紧结构（续）a) a) 拉垫式拉垫式 b) b) 压孔式压孔式五 车刀及成形车刀 三 夹车刀与可转位车刀可转位车刀的形式、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紧

10、结构的选择参考图5-65-6。第 章第第 节节五 车刀及成形车刀四 成形车刀一、成形车刀的种类与用途（1 1）径向进给成形车刀）径向进给成形车刀图图5-7 5-7 径向成形车刀径向成形车刀a) a) 平体形平体形 b) b) 棱形棱形 c) c) 圆形圆形第 章第第 节节（2 2）切向进）切向进给成形车刀给成形车刀（见图（见图5-8a5-8a）图图5-8 5-8 切向进给和斜向进给形成车刀切向进给和斜向进给形成车刀a) a) 切向进给成形车刀切向进给成形车刀 b) b) 斜向进给成形车刀斜向进给成形车刀四 成形车刀五 车刀及成形车刀（3 3）斜向进给成形）斜向进给成形车刀（见图车刀（见图5-8

11、b5-8b）第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀二、成形车刀的几何角度1.1.成形车刀的前角和后角形成成形车刀的前角和后角形成（1 1）棱形成形车刀）棱形成形车刀距工件中心越远，后角越大、前角越小。距工件中心越远，后角越大、前角越小。第 章第第 节节四 成形车刀图图5-9 5-9 成形车刀的前角与后角成形车刀的前角与后角 a) a) 棱形车刀棱形车刀 b) b)、c) c) 工作时棱形车刀工作时棱形车刀 五 车刀及成形车刀第 章第第 节节（2 2）圆形成形车刀）圆形成形车刀四 成形车刀五 车刀及成形车刀)sin(yf Rh式中式中，R R圆形成形车刀轮圆形成形车刀轮廓的最大半径（廓的

12、最大半径（mmmm）fsinRH 第 章第第 节节五 车刀及成形车刀图图5-9 5-9 成形车刀的前角与后角成形车刀的前角与后角 c) c) 圆形车刀圆形车刀 d) d) 工作时棱形车刀工作时棱形车刀 第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀表表5-4 5-4 高速钢成形车刀的前角和后角高速钢成形车刀的前角和后角注：1.若为硬质合金成形车刀时，表中数值减去5。 2.若工件为方形、六角形棒料时，表中 值减去 25f第 章第第 节节式中式中 是切削刃上任意点是切削刃上任意点x x的主切削刃平面与假定的主切削刃平面与假定工作平面夹角（工作平面夹角（） 。四 成形车刀五 车刀及成形车刀2.2.切

13、削刃的正交平面后角切削刃的正交平面后角如图如图5-105-10所示，所示，rxrxfxoxsintantan第 章第第 节节五 车刀及成形车刀ox图图5-10 5-10 正交平面后角正交平面后角 ox第 章第第 节节四 成形车刀图图5-11 25-11 2时的改善措施时的改善措施 a) a) 改变轮廓改变轮廓 b) b) 磨出凹槽磨出凹槽 c) c) 作出侧隙角作出侧隙角 d) d) 斜装成形车刀斜装成形车刀 e) e) 螺旋面成形车刀螺旋面成形车刀五 车刀及成形车刀第 章第第 节节五 车刀及成形车刀四 成形车刀三、成形车刀的廓形设计1.1.廓形设计的必要性廓形设计的必要性2.2.成形车刀廓形

14、设计成形车刀廓形设计（1 1）作图法）作图法 第 章第第 节节五 车刀及成形车刀四 成形车刀图图5-13 5-13 作图法设计成形车刀作图法设计成形车刀a) a) 棱形成形车刀棱形成形车刀第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀图图5-13 5-13 作图法设计作图法设计成形车刀成形车刀b) b) 圆形成形车刀圆形成形车刀第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀（2 2）计算法）计算法 1 1）棱形成形车刀）棱形成形车刀 由图由图5-14a5-14a中可知：中可知： 由由 f1122xf1cos;sinrChrCrhf12f12f1221cos)sin(cosrrrrhrCCCxx

15、x)cos(cos)sin()cos(fff12f12rrrCPxffxx得得 第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀xxRRP)cos(2ff22xxxRCCRPf11221f1cos,sinrChrCCCCrhxx2 2）圆形成形车刀）圆形成形车刀 第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀图图5-14 5-14 成形车刀的计算分析成形车刀的计算分析a) a) 棱形成形车刀棱形成形车刀 b) b)圆形成形车刀圆形成形车刀第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀3.3.成形车刀加工双曲线误差概念成形车刀加工双曲线误差概念图图5-15 5-15 加工圆锥表面时产生的双曲线误差

16、加工圆锥表面时产生的双曲线误差a) a) 用棱形车刀加工用棱形车刀加工 b)b)用圆形车刀加工用圆形车刀加工第 章第第 节节四、成形车刀的结构设计1.1.成形车刀的附加切削刃成形车刀的附加切削刃 廓形总宽度廓形总宽度L L是零件廓形宽度与两侧附加切削刃度之和。是零件廓形宽度与两侧附加切削刃度之和。为加工表面的最小直径为加工表面的最小直径wmin/dL 3，wmind2.2.成形车刀刀体结构成形车刀刀体结构四 成形车刀五 车刀及成形车刀第 章第第 节节 图图5-16 5-16 成形车刀的夹装成形车刀的夹装a) a) 棱形成形车刀棱形成形车刀 b)b)圆形车刀圆形车刀1-1-螺丝螺丝 2-2-圆形

17、车刀圆形车刀 3-3-定位销定位销 4-4-齿环齿环 5-5-扇形板扇形板 6-6-止动螺钉止动螺钉7-7-螺母螺母 8-8-螺杆螺杆四 成形车刀五 车刀及成形车刀第 章第第 节节五 车刀及成形车刀四 成形车刀五、成形车刀的技术条件1.1.成形车刀廓形尺寸公差成形车刀廓形尺寸公差2.2.成形车刀刀体的技术条件成形车刀刀体的技术条件3.3.成形车刀样板成形车刀样板六、成形车刀的安装及修磨1.1.成形车刀的安装成形车刀的安装2.2.成形车刀重磨成形车刀重磨3.3.设计工作图设计工作图第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀图5-20 棱形成形车刀设计图第 章第第 节节四 成形车刀五 车刀及成形车刀图5-21 成形车刀样板设计图第 章复 习 思 考 题1.车刀按用途和结构来分有哪些种类?2