模块04 车刀幻灯片.ppt

1、模块4 车 刀,俗话说车工一把刀，说明车刀在切削过程中对保证零件质量、提高生产率至关重要。掌握车刀的几何角度，合理地刃磨、选择和使用车刀是非常重要的。车刀多用于各种类型的车床上加工外圆、端面、内孔、切槽及切断和车螺纹等。从结构上来看，它分为整体式(如图4-1(a)所示)、焊接式(如图4-1(b)所示)、机夹重磨式(如图4-1(c)所示)和机夹可转位式(如图4-1(d)所示)4种类型。它们的特点及适用场合见表4-1。从切削刃的复杂程度来看，它有普通车刀和成形车刀之分。,(c) 机夹重磨状 (d) 机夹可转位式图4-1 车刀的结构类型,(a) 整体式 (b) 焊接式,表4-1 车刀结构类型的特点和

2、适用场合,大中型车床加工外圆、端面、镗孔。特别适用于自动线和数控机床,避免了焊接刀片的缺点，刀片可快速转位，刀片上所有切削刃都用钝后，才需要更换刀片，车刀几何参数完全由刀片和刀槽保证，不受工人技术水平的影响,机夹可转位车刀,外圆、端面、镗孔、切断和螺纹车刀等,避免了焊接产生的应力和裂纹等缺陷，刀杆利用率高。刀片可集中刃磨获得所需参数，使用灵活方便,机夹重磨车刀,各类车刀特别是小刀具,将硬质合金或高速钢刀片焊接在刀杆的刀槽内，结构紧凑、使用灵活,焊接车刀,小型车床或加工有色金属,刀体和切削部分为一整体结构，用高速钢制造，俗称“白钢刀”，刃口可磨得较锋利,整体车刀,适用场合,特 点,名 称,本模块

3、就来学习焊接车刀、机械夹固式车刀和成形车刀的相关知识，以便于在实际加工中正确、合理地使用它们。,模块4 车刀,课题1 焊接车刀、机夹车刀 课题2 径向成形车刀,课题1 焊接车刀、机夹车刀,一、课题引入 二、课题分析 三、相关知识,知识点焊接车刀、可转位机夹车刀刀片。可转位机夹车刀刀柄。可转位机夹车刀的夹紧形式。焊接车刀、可转位机夹车刀的合理使用。技能点可转位机夹车刀刀片型号的识别及选择。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,一、课题引入在生产实践中，人们摸索出了合理的刀具几何参数，将反映了这些参数的硬质合金刀片上，用镶焊或机夹的方法，将其固定在标准刀杆上，形成了焊接车刀或机械夹固式车刀。要想充分发挥焊

4、接车刀或机夹车刀的作用，首先必须熟悉硬质合金刀片的型号，例如型号为TNUM160308FRA4的硬质合金刀片，其中各字母和数字代表哪些参数，如何根据加工要求选择相应型号的硬质合金刀片；其次，要正确、合理地使用它。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,二、课题分析要想用好焊接车刀和或机夹车刀，离不开刀片和刀杆的正确选用，离不开正确的夹紧和合理的使用。下面就来学习这两种车刀的相关知识。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,三、相关知识(一) 焊接车刀焊接车刀是由刀片和刀柄通过镶焊连接成一体的车刀。一般刀片选用硬质合金，刀柄选用45钢。选用焊接车刀时应具备的原始资料是被加工零件的材料、工序图、使用机床的型号、规格。

5、选焊接车刀时，应考虑车刀形式、刀片材料与型号、刀柄材料、外形尺寸及刀具参数等。对大刃倾角或特殊几何形状的车刀，用户在重磨时需计算刃磨工艺参数，以便刃磨时可按其调整机床。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,1.硬质合金焊接刀片的选择选择硬质合金焊接刀片除材料牌号外还应合理选择型号。刀片形式和尺寸由一个字母和3位数字组成，字母和第一位数字代表刀片的形式，后两位数字表示刀片的主要尺寸。例如：A1-08，A1表示刀片为长方形，08表示刀片长度8mm。刀片形状相同，有不同尺寸规格时，数字后加字母A。用于左切刀的形式，再加标字母L。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,国家标准GB524485、GB524585中规定了

6、常用的刀片形状。选择刀片形状的主要根据是车刀的用途及主、副偏角的大小。如图4-2所示为常用型号的刀片形状，具体如下。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,图4-2 常用焊接刀片形状,课题1 焊接车刀、机夹车刀,A1型：直头、弯头外圆、内孔、宽刃车刀。A2型：端面车刀、内孔车刀(盲孔)。A3型：90偏刀、端面车刀。A4型：直头外圆、端面车刀、内孔车刀。A5型：直头外圆车刀、内孔车刀(通孔)。A6型：内孔车刀(通孔)。B1型：燕尾槽刨刀。B2型：圆弧成形车刀。C1型：螺纹车刀。C3型：切断、车槽车刀。C4型：带轮车槽刀。D1型：直头外圆车刀、内孔车刀。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,选择刀片尺寸时，主要考虑

7、的是刀片长度，一般为切削宽度的1.62倍，车槽车刀的刃宽不应大于工件槽宽。切断车刀的宽度B可按如下经验公式估算。,式中 d被切工件直径。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,(4-1),2. 刀槽参数的选择刀槽的形式应根据车刀形式与刀片形式来选择。常用槽形与使用特点见表4-2。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,表4-2 刀槽形式与使用特点,A1、C3,C1,A2、A3、A4、A5、A6、B3、D1,A1、C3、C4、B1、B2,配用刀片,底面较小的刀片，如车槽车刀等,螺纹车刀,90外圆车刀、 内孔车刀,外圆车刀、 弯头车刀、 车槽车刀,用途,增加焊接面、 提高结合强度,夹持牢固、 焊接应力大、 易产生裂纹

8、,夹持牢固、 焊接面大、 易产生应力,焊接面最小、 刀片应力小、 制造简单,特点,V型槽,嵌入槽,封闭槽,半封闭槽,开口槽,名称,简图,课题1 焊接车刀、机夹车刀,3. 车刀形式与尺寸选择车刀形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可按机床中心高选择，见表4-3。当刀柄高度尺寸受限制时，可加宽为方形，以提高其刚度。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。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,表4-3 常用车刀刀柄尺寸

9、,2540,2030,1625,1220,矩形刀断面BH/(mmmm),302,252,202,162,方刀柄断面H2/mm2,350400,260300,180200,150,机床中心高/mm,课题1 焊接车刀、机夹车刀,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，以防止切削时的扎刀。(二) 硬质合金可转位机夹车刀硬质合金可转位车刀是近年来国内外大力发展和广泛应用的先进刀具之一。刀片用机械夹固方式装夹在刀杆上。当刀片上一个切削刃磨后，只需将刀片转过一个角度，即可用新的切削刃继续切削，从而大大缩短了换刀和磨刀的时

10、间，并提高了刀杆的利用率。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,硬质合金可转位车刀有各种不同形状和角度的刀片，可分别用来车外圆、车端面、切断、车孔和车螺纹等。1. 硬质合金可转位车刀的结构硬质合金可转位车刀的结构如图4-3所示。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,图4-3 硬质合金可转位车刀1刀垫；2夹紧机构；3刀片；4刀杆,课题1 焊接车刀、机夹车刀,1）刀片 按GB207687规定，硬质合金可转位刀片形状有等边等角(如正方形、正五边形和正三角形等)、等边不等角(如菱形)、等角不等边(如矩形)、不等边不等角(如平行四边形)及圆形等5种。刀片上压制有各种形状及规格的断屑槽。国家标准规定，可转位刀片的型号由代

11、表一定意义的字母和数字的代号按一定顺序位置排列而成，共有10个位号。刀具标注示意如下：,课题1 焊接车刀、机夹车刀,课题1 焊接车刀、机夹车刀,2) 刀杆硬质合金可转位车刀的各个主要角度是由刀片角度和刀片夹装在具有一定角度刀槽的刀杆上综合形成的。刀杆上刀槽的角度根据所选刀片参数来设计和制造。刀杆材料选用45钢，3540HRC。3) 刀垫采用刀垫可保护刀杆，延长刀杆的使用寿命(防止打刀时损坏刀杆，正常切削时，可防止切屑擦伤刀杆)。刀垫的主要尺寸按相应的刀片尺寸设计，材料选择GCr15、YG8、W18Cr4V。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,2. 刀片夹紧形式可转位车刀刀片的定位、夹紧结构种类很多，

12、常用的有如下几种：1) 杠杆式如图4-4(a)所示，这种结构是利用压紧螺钉1压紧杠杆5，杠杆压着刀片2的固定孔，使之靠近刀片槽。弹簧套4可防止刀片松开后刀垫3移动。这种结构定位精度高，调节余量大，夹紧可靠，拆卸方便。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,1压紧螺钉；2刀片；3刀垫；4弹簧套；5杠杆,课题1 焊接车刀、机夹车刀,图4-4 刀片夹紧形式,2) 楔块式如图4-4(b)所示，用螺钉1压紧楔块2，使刀片3的固定孔压紧在销4上，弹簧垫圈5可防止螺钉松动，并当螺钉松开时抬起楔块。这种结构在刀片尺寸变化较大时也可夹紧，但定位精度不高。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,1螺钉；2楔块；3刀片；4销；5弹簧垫

13、圈,课题1 焊接车刀、机夹车刀,图4-4 刀片夹紧形式,3) 螺纹偏心式如图4-4(c)所示，利用螺纹偏心销2的偏心距e将刀片1夹紧，也可使用偏心轴代替偏心螺钉。这种夹紧结构元件小，结构紧凑，但调节余量小，要求制造精度高。另外，在断续切削时容易使偏心销因受冲击或振动而失去自锁能力，导致刀片松动。,课题1 焊接车刀、机夹车刀,1刀片；2偏心销,图4-4 刀片夹紧形式,课题1 焊接车刀、机夹车刀,4) 杠销式如图4-5所示，利用加力螺钉1压紧在杠销3的下端，杠销3和刀杆孔壁的接触点为支点，将刀片夹紧。这种结构的杠销比杠杆制造简单，但杠销刚度较差，夹紧力不大，且调整余量小，装卸刀片不如杠杆式方便。,

14、课题1 焊接车刀、机夹车刀,1加力螺钉；2刀片；3杠销图4-5 杠销式夹紧图,课题1 焊接车刀、机夹车刀,5) 上压式如图4-6所示，它是用来夹紧无固定孔的刀片的。这种夹紧形式夹紧力大，通过两定位侧面能获得稳定可靠的定位，而且元件小，装卸容易，但刀片上的压板使排屑受到一定的影响。,图4-6 上压式夹紧,课题1 焊接车刀、机夹车刀,练习与思考1. 硬质合金焊接刀片的型号及其使用范围如何？2. 举几种普通硬质合金可转位车刀的结构。3. 可转位刀片断屑槽型有哪几种类型？它们的结构和特点及使用场合如何？4. 机夹车刀结构形式有哪些种类？它们各有何特点？,课题1 焊接车刀、机夹车刀,课题2 径向成形车刀

15、,一、课题引入 二、课题分析 三、相关知识,知识点径向成形车刀的结构。径向成形车刀的几何角度。径向成形车刀加工误差的分析。技能点能够正确使用径向成形车刀。,课题2 径向成形车刀,一、课题引入采用成形车刀对零件进行加工，可一次形成工件表面，如图4-7所示为径向进给的成形车刀。那么成形车刀的刀体结构是如何形成的呢？成形车刀又该怎样正确使用呢？,课题2 径向成形车刀,二、课题分析成形车刀是一种刀刃形状根据加工工件廓形设计的，可以在普通车床上高效、批量加工较高精度的中、小尺寸的成形表面工件的专用车刀。由于成形车刀的刀刃形状比较复杂，大部分采用高速钢作为刀具材料。结构的特殊性决定了成形车刀在设计制造、角

16、度表示、安装使用和重磨等方面与普通车刀完全相同，只有掌握这些内容，才能有效地运用成形车刀，高效、高质量地完成加工任务。以下就成形车刀的结构和正确的使用方法作一一介绍。,课题2 径向成形车刀,三、相关知识(一) 径向成形车刀成形车刀种类很多，使用最为广泛的是径向成形车刀，它们在切削时沿零件径向进给，按这类成形车刀形状不同又分为以下3种：(1) 平体成形车刀。如图4-7(a)所示，刀体形状与普通车刀相似，常用于加工简单成形表面，如铲齿、车螺纹和车圆弧等。(2) 棱体成形车刀。如图4-7(b)所示，刀体呈棱柱形，利用燕尾榫装夹在刀杆燕尾槽中，常用于加工外成形表面。,课题2 径向成形车刀,图4-7 径

17、向进给的成形车刀,课题2 径向成形车刀,(3) 圆体形成形车刀。如图4-7(c)所示，刀体是个带孔回转体，并磨出容屑缺口和前表面，利用刀体内孔与刀杆连接。它制造方便，常用于对内、外成形表面加工。此外，还有切向进给的成形车刀，它的装夹和进给均切于加工表面。其特点是：切削力小，且切削终端位置不影响加工精度，常用于自动车床上对精度较高的小尺寸零件加工。,课题2 径向成形车刀,(二) 前、后角的表示及形成和普通车刀一样，成形车刀应具有合理的几何角度才能有效地工作。鉴于结构的原因，成形车刀主要确定的角度是前角和后角，如图4-9所示。但是成形车刀的前角、后角形成、标注和变化规律均不同于普通车刀。为了便于测

18、量、制造和重磨成形车刀的角度，规定前角与后角均在假定工作平面中表示。1. 棱体形成形车刀如图4-8所示，棱体形成形车刀的底面与燕尾榫基面K-K垂直，后面A与K-K面平行，前面与底面夹角为(f+f)。,课题2 径向成形车刀,图4-8 棱体形车刀,课题2 径向成形车刀,如图4-9所示，在切削时，将距工件中心最近的切削刃1安装在工件中心位置上，在假定工作平面内将后面A装斜形成侧后角f，同时形成了侧前角f。侧后角f与侧前角f定义为成形车刀的后角与前角。,课题2 径向成形车刀,图4-9 工作时的棱体形车刀,课题2 径向成形车刀,如图4-9所示，除切削刃1外，其余各点2，3均低于工件中心线。因此，各切削刃

19、点的切削平面和基面的位置都在变化，由它们与后面、前面形成的后角均不相同，距工件中心越远，后角越大、前角越小，即 ， 。2. 圆体形成形车刀如图4-10所示，制造时将圆体形成形车刀磨出容屑缺口，并使前面低于刀具中心h的距离，h应为,课题2 径向成形车刀,(4-2),图4-10 圆体形车刀,课题2 径向成形车刀,式中 R圆体形成形车刀廓形的最大半径。如图4-11所示，在切削时，将距工件中心最近的切削刃1安装在工件中心位置上，并将刀具中心O装高于工件中心H，装高量H为 H=Rsinf （4-3） 圆体形成形车刀是通过上述制造和装刀后形成了侧前角f和侧后角f的。切削刃上各点后角与前角仍符合上述ff2f

20、3的变化规律。成形车刀的前角f和后角f值不仅影响刀具的切削性能，而且影响加工零件的廓形精度，因此在制造、重磨和装刀时，均不允许任意变动。,前角f和后角f可参考表4-4选取。,课题2 径向成形车刀,图4-11 工作时的圆体形车刀,课题2 径向成形车刀,表4-4 高速钢成形车刀的前角和后角,前角,后角,HA1159-3-2,铝、黄铜,05,HPb59-1,铅、黄铜,2530,铝、紫铜,1520,H80H90,2530,平体形成形车刀,1015,H68,05,H62,黄铜,0,青铜,0,220,5,180220,1217,菱形成形车刀,10,160180,HBS,铸铁,5,0.8,10,0.60.8

21、,15,0.50.6,1015,圆形成形车刀,20,0.5,b(Gpa),钢,成形车刀类型,值,材料性能或牌号,被加工材料,课题2 径向成形车刀,HA1159-3-2,铝、黄铜,05,HPb59-1,铅、黄铜,2530,铝、紫铜,1520,H80H90,2530,平体形成形车刀,1015,H68,05,H62,黄铜,0,青铜,注：1若采用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25,课题2 径向成形车刀,(三) 加工误差的一般分析要想分析清楚成形车刀加工一般工件时可能产生的误差，必须首先弄清楚两个概念，工件的廓形和车刀的截形，如图4-12所示。,课题2

22、径向成形车刀,图4-12 工件廓形和车刀截形间的关系,(a) f=0、f=0 (b) f=0、f0,课题2 径向成形车刀,工件的廓形是指通过工件轴线剖面的形状和尺寸；车刀的截形是指垂直于后刀面剖面的形状和尺寸。由图4-12不难看出，成形车刀的前角、后角不同时为零时，工件的廓形深度(t)和刀具的截形深度(T)不等，工件的廓形深度大于刀具的截形深度(即tT)，且前角、后角越大，这两个深度尺寸相差越大。,课题2 径向成形车刀,当成形车刀的前角、后角同时为零时，工件的廓形和刀具的截形完全相同，但这种成形车刀不能正常工作，只有后角大于0的成形车刀才能工作。因此，为了保证能切出正确的工件廓形，必须对成形车刀的截形进行逐点修正计算。而实际设计时，往往为了简化计算，而作了近似处理。例如，加工带有锥体工件的成形车刀时，刀刃直接采用直线截形，而未采用应有的内凹双曲线，因而产生了双曲线误差。,课题2 径向成形车刀,(四) 成形车刀的使用课题引入中提出了要正确使用成形车刀，实际上使用成形车刀主要从刀具的正确