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车刀设计


第四节
意义:
车刀的卷屑断屑结构
安全性、工件加工质量 常见方法: 1.利用合适的刀具角度(加大κr,小前角负倒棱,小负 刃倾角)
2.磨出断屑台(在前刀面上磨出整体式断屑台或机夹式附
加断屑台,圆弧半径Rn、槽宽Wn、楔角σ和斜角τ)
第四节
车刀的卷屑断屑结构
3.采用卷屑槽断屑(在前刀面上沿主切削刃刃磨出卷屑槽。 槽宽、槽底圆弧半径、倒棱宽度)
3.硬质合金焊接刀片的选择:
(1)选择正确的刀具材料
(2)选择正确的刀片型号(A、B、C、D、E)
标准: YB850-75
YB850-75 常用刀片型号主要用途:
A1型: A2型: A3型:
ห้องสมุดไป่ตู้
直头、弯头外圆、镗孔宽刃刀等; 端面车刀、闭孔镗刀等; 90º 外圆车刀、端面车刀等;
A4型: 直头外圆车刀、端面车刀、镗孔刀等; C1型: 螺纹车刀; C3型: 切断刀、切槽刀等。
四、机夹可转位车刀(机夹不重磨式车刀)
缺点: 1.刃形、几何参数、断屑结构受车刀结构限制。 2.较难用于小尺寸刀具。 3.设计复杂 因此仍无法完全代替重磨车刀。
第三节
可转位车刀夹固的典型结构
1.可转位车刀结构的基本要求: a.定位精度高; b.换刀方便,迅速; c.刀片夹紧可靠; d.排屑流畅; e.结构简单,制造方便。
刀具的分类
1.切刀(车刀、刨刀、镗刀等) 2.孔加工刀具(钻头、扩孔钻、铰刀等) 3.拉刀 4.铣刀 5.齿轮刀具 6.螺纹刀具(螺纹车刀、丝锥、扳牙、滚丝轮等) 7.磨具(砂轮、砂带、油石等) 8.锉刀
设计刀具时要考虑的问题
刀具设计的任务:* 根据加工条件和要求设计专用刀具;
直线形(加工碳素钢、合金钢和工具钢断屑的普通车刀) 直线圆弧形(适合进给量f>0.2mm/r,加工钢料的普通车刀) 圆弧形(适于切削紫铜、不锈钢等高塑性材料的车刀)
第五节 车刀不同剖面中的角度换算
(1)法平面与正交平面内前、后角关系 tgγn=tgγo cosλs ctgαn=ctgαo cosλs (2)任意剖面与正交平面内前、后角关系 tgγi=tgγo sinτi+ tgλs cosτi ctgαi=ctgαo sinτi + tgλs cosτi
二、焊接式硬质合金车刀
1.结构: 由刀片和刀杆焊接而成。 刀片一般选用硬质合金,刀杆多为45钢,焊接方法多为 铜钎焊.(黄铜、紫铜钎焊。 ) 2.特点: 结构简单、制造方便、可刃磨出合适的几何参数、抗振 性能好,使用灵活,应用较为广泛。 由于焊接时的热影响(刀片、刀杆材料线收缩系数不 同),刀片较易裂纹、工作时易崩刃、刀片和刀杆用到 一定程度时,也有浪费。
tg g tgo / tgs
ctg b tgs tg o
第六节
机夹可转位车刀的刀槽设计
一、设计刀槽要求 由所需的车刀切削角度以及硬质合金刀片的参 数来确定刀槽的几何参数。
所需的车刀切削角度——事先选定 前角、后角、刃倾角、主偏角、副偏角、刀尖角
几个概念:
刀片基面——刀片上切削刃所处的平面prb 刀片的切削平面——通过切削刃且与刀片基面垂 直的平面psb
λsg=λs
原因:刀片基面平行刀片底面 αn b =0
2.刀槽前刀面在其正交平面内的前角γog
tg og coss 1 tg o tg nb coss tgo tg ng
3.刀槽的刀尖角εrg
ctg rg [ctg rb 1 (tg og coss ) 2 tg og sin s ] coss
刀片型号标注: 例: A1- 08 A1:表示刀片为长方形 08:表示刀片长度L为8毫米
刀片的材料根据工件材料和加工条件选取 刀片的形状根据车刀类型和主副偏角选取 刀片的尺寸根据背吃刀量和主偏角大小选取(主切削 刃长度不超过刀片长度的70%)
重磨次数,厚度(取决于切削力的大小)
常用刀槽选取:
刀杆头部应按所选刀片形状做出刀槽 原则:保证焊接强度前提下,焊逢较少。 常用刀槽槽型及用途:
4.上压式(用压板从上面将刀片压紧) 特点:夹紧可靠,定位精度高,用于夹紧中间无 孔的刀片。刀头尺寸大,夹紧元件妨碍切屑流出。
可转位车刀刀片结构
刀片形状、代号及其选择; 刀片形状、尺寸、精度、结构等 按国标 GB2076-80 规定 用十个代号表示
GB2076-80 规定 1 2 3 4 5
Metal cutting tool
金属切削刀具
绪论
有关刀具的一组“名言”
机床、刀具和工件组成的切削加工系统中,刀 具是最活跃的因素 再先进的机床没有刀具尤如一堆废铁
工欲善其事,必先利其器
好钢用在刀刃上
绪论

1.本课程目的和任务 2.本课程内容 3.本课程学时安排 4.本课程学习方法 5.考核方法
目的:计算求出刀槽的主偏角κrg、刃倾角λsg、 正交平面内的前角γog、刀尖角εrg、副偏角 κ’rg 已知条件: 车刀的主偏角κr、刃倾角λs、正交平面内的 前角γo、 刀片的刀尖角εrb、法前角γnb 、法后角αnb 且: αnb 〉0 λsb=0
1. 刀槽的主偏角κrg和刃倾角λsg κrg=κr
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刀 后 偏 类 刀 刀 刀 片 角 差 型 刃 片 尖 形 长 厚 圆 等 状 度 度 弧 级 半 径






刃 口 形 状
切 削 方 向
刀 片 断 屑 槽 型
刀片代号中主要要素的选择: 1)刀片形状(正三边形、正方形、菱形和圆形较常 用) 2)有无断屑槽和固定孔 3)刀片主要尺寸 4)断屑槽型 要求标注前7位,后三位必要时标注
以用途分类
3.切断刀 作用:切断工件或在工件上切出沟槽。 常见结构及特点: 宽度窄、刀头长--强度较差 一个主切削刃和两个副切削刃、两个刀尖,几何参数 成对刀尖为两个;做成两个主切削刃(当大部分切削 刃未达到工件中心时就可切断工件。 几何参数(刀具角度)问题 前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角
通槽(制造简单、焊接面最少,焊接应力小。外圆车刀和切槽刀)
半封闭槽(比通槽牢固,用于带圆弧的硬质合金刀片的焊接)
封闭槽(夹持牢固,焊接面积大,应力大,易产生裂纹,制造困难
用于刀片底面积小的车刀,如螺纹车刀,切断刀等)
刀片焊接工艺简介
焊接多为铜钎焊 方法:高频焊、电阻焊、气焊 常用焊料: 1.铜镍合金或紫铜:用于切削温度在700~900度的大负荷切 削。 2.铜锌合金:用于切削温度600度的中负荷切削。 4.银铜合金:用于焊接低钴高钛的刀具材料 。
常见可转位车刀夹紧机构的典型结构
1.楔销式 (P4 图 1-7) 特点:结构简单,夹紧可靠。定位精度较差, 可引起刀片碎裂。 2.偏心销式 (P5 图 1-8) 特点:结构简单,制造方便,装卸和转位方便 切屑流出顺利。定位精度不高,有冲击和振动 时易松动。
3.杠杆式(杠销式) (P5 图 1-9) 特点:定位精度高,夹紧可靠,结构紧凑,操作 方便。但结构复杂,制造困难。
以用途分类
7. 切槽刀
作用: 加工切槽 常见结构:内切槽刀 外切槽刀 特点:类似成形车刀,但槽较窄。
第二节
车刀的结构型式
常用的结构有: 整体车刀、焊接车刀、机夹重磨式车刀、可转位车 刀(机夹不重磨式车刀)以及金刚石车刀等。 一、整体车刀: 以高速钢为主 特点:刃磨方便,结构简单。但由于全部为高速钢, 到一定时候无法使用,浪费较大。
4.刀槽的副偏角κ’rg ' rg 180 rg rg
三、验算主后角和副后角
目的:刀片要装在刀槽上,这时的实际主后角 和副后角值是否合适,需要验算。 1.验算主后角 见公式(1-36)
1.验算副后角
见公式(1-36)
以用途分类
4.螺纹车刀
分类:外螺纹车刀、内螺纹车刀 作用:加工内外螺纹 常见结构及特点: 外螺纹车刀:直头具多 内螺纹车刀: 弯头具多尺寸较小、刚度差
以用途分类
5. 成形车刀
作用: 加工内外成形面 分类: 外成形车刀、 内成形车刀 结构: 有专门结构 专门设计
以用途分类
6.镗孔车刀 作用: 加工孔 常见结构:通孔镗孔刀 闭孔镗孔刀 特点:刀尺寸较小 切削工况差
* 改进现有刀具的几何参数及结构参数。

1.选择合理的切削方式 2.合理选用刀具材料 3.选择合理的几何参数 4.设计正确的刀刃廓形 5.保证刀具有良好的排屑条件和足够的容屑空间 6.重磨表面的选择 7.刀具夹持部分的夹持基面要标准化
第一章 车 刀
(Turning tool,Lathe tool)
刀杆的形状与尺寸:
刀杆截面形状:根据车刀类型和刀架形状确定
矩形(抗弯强度大,最常用)
方形(截面积大、承受切削力大,镗刀和自动车床刀具) 圆形(镗孔刀和插刀) 刀杆尺寸的选择: 截面尺寸根据车床的中心高或切削层横截面积选取 长度尺寸根据横截面尺寸和刀架的大小。
三、机械夹固式硬质合金车刀
用夹紧元件把刀片夹持在刀杆上使用的车刀,可卸下重磨。 结构: 机械方法定位、夹紧刀片,通过刀片的体外刃磨与安装 倾斜形成刀具角度。 特点: 刀片不经过高温焊接,减少应力及裂纹的可能性;提高 了刀具的耐用度;刀片可重磨,刀杆可重复使用。 刀具角度由结构来决定,较复杂,仍无法避免刃磨时产 生的裂纹。
(1)车刀主刀刃的法平面内,刀槽、刀片、和车刀的前、 后角关系
γnb= γn - γng
(来源γn
= γnb + γng 刀片法前角

γnb
γn 法前角 γng 刀槽前刀面法前角
后角的关系
α n= α
nb
+α
nset
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