车刀的基本知识
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车刀基本知识车刀是用于车削加工的、具有一个切削部分的刀具。
以下是由店铺整理关于车刀基本知识的内容,提供给大家参考和了解,希望大家喜欢!1、车刀基本知识——车刀的组成车刀由刀头和刀体两部分组成。
刀头用于切削,刀体用于安装。
刀头一般由三面,两刃、一尖组成。
前刀面是切屑流经过的表面。
主后刀面是与工件切削表面相对的表面。
副后刀面是与工件已加工表面相对的表面。
主切削刃是前刀面与主后刀面的交线,担负主要的切削工作。
副切削刃是前刀面与副后刀面的交线,担负少量的切削工作,起一定的修光作用。
刀尖是主切削刃与副切削刃的相交部分,一般为一小段过渡圆弧。
2、车刀基本知识——车刀的结构形式最常用的车刀结构形式有以下两种:(1)整体车刀刀头的切削部分是靠刃磨得到的,整体车刀的材料多用高速钢制成,一般用于低速切削。
(2)焊接车刀将硬质合金刀片焊在刀头部位,不同种类的车刀可使用不同形状的刀片。
焊接的硬质合金车刀,可用于高速切削。
3、车刀基本知识——车刀的主要角度及其作用车刀的主要角度有前角(γ0)、后角(α0)、主偏角(Kr)、副偏角(Kr’)和刃倾角(λs)。
为了确定车刀的角度,要建立三个坐标平面:切削平面、基面和主剖面。
对车削而言,如果不考虑车刀安装和切削运动的影响,切削平面可以认为是铅垂面;基面是水平面;当主切削刃水平时,垂直于主切削刃所作的剖面为主剖面。
(1)前角γ0在主剖面中测量,是前刀面与基面之间的夹角。
其作用是使刀刃锋利,便于切削。
但前角不能太大,否则会削弱刀刃的强度,容易磨损甚至崩坏。
加工塑性材料时,前角可选大些,如用硬质合金车刀切削钢件可取γ0=10~20,加工脆性材料,车刀的前角γ0应比粗加工大,以利于刀刃锋利,工件的粗糙度小。
(2)后角α0在主剖面中测量,是主后面与切削平面之间的夹角。
其作用是减小车削时主后面与工件的摩擦,一般取α0=6~12°,粗车时取小值,精车时取大值。
(3)主偏角Kr在基面中测量,它是主切削刃在基面的投影与进给方向的夹角。
车工基本知识一.车削的基本概念:1.切削运动:在切削加工中,为了切去多余的金属,必须使工件和刀具做相对的切削运动。
按照在切削过程中的作用,切削运动分主运动和进给运动。
⑴.主运动:切除工件上的切削层,使之转变为切屑,以形成工件新表面的运动。
⑵.进给运动:使新的切削层不断投入切削的运动。
车削时,工件的旋转是主运动。
通常,主运动的速度较高,消耗的切削功率较大。
车刀沿着所要形成的工件表面的纵向或横向移动是进给运动也叫走刀运动。
2.切削时工件上的三个表面:车刀在切削工件时,使工件上形成已加工表面,加工表面和待加工表面。
⑴.已加工表面:已经切去多余金属而形成的新表面。
⑵.待加工表面:即将被切去金属层的表面。
⑶.加工表面:车刀刀刃正在切削的表面。
如下图所示:二.车刀的工作面和角度1. 车刀的工作面:⑴.前刀面:(前面)切屑沿着它排出的刀面。
⑵.后刀面:(后面)后刀面分为:主后刀面和付后刀面。
与工件上加工表面相对着的是主后刀面;与工件上已加工表面相对着的是付后刀面。
⑶.主刀刃:(主切削刃)前刀面和主后刀面的相交部位,它担负主要的切削工作。
⑷.付刀刃:(付切削刃)前刀面和付后刀面的相交部位,它配合主刀刃完成切削工作。
⑸.刀尖:主刀刃和付刀刃的交点。
为了提高刀尖强度和延长刀具寿命,很多刀具都在刀尖处磨出圆弧型或直线型过渡刃。
圆弧型过渡刃也称为刀尖圆弧。
一般硬质合金车刀的刀尖圆弧半径为r =0.5-1mm⑹.修光刃:付刀刃近刀尖处一小段平直的刀刃。
如下图:任何车刀都由上述组成部分,但数量不完全相同。
如:典型的外圆车刀有3个刀面,2条刀刃和1个刀尖。
而割刀(切断刀)就有4个刀面(2个付后刀面)3条刀刃和2个刀尖。
此外刀刃可以是直线的,也可以是曲线的。
如车成型面的成型车刀的刀刃就是曲线。
2.车刀的辅助平面为了确定和测量车刀的角度,需要假设以下3个辅助平面作为基准:⑴.切削平面(P): 通过刀刃上某一选定点,切于工件加工表面的平面,即为该点的切削平面。
一、车刀的结构机夹可转位车刀就是将可转位硬质合金刀片用机械的方法夹持在刀杆上形成的车刀,一般由刀片、刀垫、夹紧元件锪刀体组成(见图1)。
图1 机夹可转位车刀组成根据夹紧结构的不同可分为以下几种形式。
·偏心式(见图2)偏心式夹紧结构利用螺钉上端的一个偏心心轴将刀片夹紧在刀杆上,该结构依靠偏心夹紧,螺钉自锁,结构简单,操作方便,但不能双边定位。
当偏心量过小时,要求刀片制造的精度高,若偏心量过大时,在切削力冲击作用下刀片易松动,因此偏心式夹紧结构适于连续平稳切削的场合。
图2 偏心式夹紧结构组成·杠杆式(见图3)杠杆式夹紧结构应用杠杆原理对刀片进行夹紧。
当旋动螺钉时,通过杠杆产生夹紧力,从而将刀片定位在刀槽侧面上,旋出螺钉时,刀片松开,半圆筒形弹簧片可保持刀垫位置不动。
该结构特点就是定位精度高、夹固牢靠、受力合理、适用方便,但工艺性较差。
图3 杠杆式夹紧结构组成·楔块式(见图4)刀片内孔定位在刀片槽的销轴上,带有斜面的压块由压紧螺钉下压时,楔块一面靠紧刀杆上的凸台,另一面将刀片推往刀片中间孔的圆柱销上压紧刀片。
该结构的特点就是操作简单方便,但定位精度较低,且夹紧力与切削力相反。
图4 楔块式夹紧结构不论采用何种夹紧方式,刀片在夹紧时必须满足以下条件:①刀片装夹定位要符合切削力的定位夹紧原理,即切削力的合力必须作用在刀片支承面周界内。
②刀片周边尺寸定位需满足三点定位原理。
③切削力与装夹力的合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生的摩擦力必须大于切削振动等引起的使刀片脱离定位基面的交变力。
夹紧力的作用原理如表1所示。
表1ISO符号(车刀) C P M S说明顶面夹紧圆柱孔夹紧顶面与圆柱孔夹紧沉孔夹紧可转位车刀片的形状有三角形、正方形、棱形、五边形、六边形与圆形等,就是由硬质合金厂压模成形,使刀片具有供切削时选用的几何参数(不需刃磨);同时,刀片具有3个以上供转位用的切削刃,当一个切削刃磨损后,松开夹紧机构,将刀片转位到另一切削刃,即可进行切削,当所有切削刃都磨损后再取下,换上新的同类型的刀片。
一、车刀的结构
机夹可转位车刀是将可转位硬质合金刀片用机械的方法夹持在刀杆上形成的车刀,一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成(见图1)。
图1 机夹可转位车刀组成
根据夹紧结构的不同可分为以下几种形式。
·偏心式(见图2)
偏心式夹紧结构利用螺钉上端的一个偏心心轴将刀片夹紧在刀杆上,该结构依靠偏心夹紧,螺钉自锁,结构简单,操作方便,但不能双边定位。
当偏心量过小时,要求刀片制造的精度高,若偏心量过大时,在切削力冲击作用下刀片易松动,因此偏心式夹紧结构适于连续平稳切削的场合。
图2 偏心式夹紧结构组成
·杠杆式(见图3)
杠杆式夹紧结构应用杠杆原理对刀片进行夹紧。
当旋动螺钉时,通过杠杆产生夹紧力,从而将刀片定位在刀槽侧面上,旋出螺钉时,刀片松开,半圆筒形弹簧片可保持刀垫位置不动。
该结构特点是定位精度高、夹固牢靠、受力合理、适用方便,但工艺性较差。
图3 杠杆式夹紧结构组成
·楔块式(见图4)
刀片内孔定位在刀片槽的销轴上,带有斜面的压块由压紧螺钉下压时,楔块一面靠紧刀杆上的凸台,另一面将刀片推往刀片中间孔的圆柱销上压紧刀片。
该结构的特点是操作简单方便,但定位精度较低,且夹紧力与切削力相反。
图4 楔块式夹紧结构
不论采用何种夹紧方式,刀片在夹紧时必须满足以下条件:①刀片装夹定位要符合切削力的定位夹紧原理,即切削力的合力必须作用在刀片支承面周界内。
②刀片周边尺寸定位需满足三点定位原理。
③切削力与装夹力的合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生的摩擦力必须大于切削振动等引起的使刀片脱离定位基面的交变力。
夹紧力的作用原理如表1所示。
表1
可转位车刀片的形状有三角形、正方形、棱形、五边形、六边形和圆形等,是由硬质合金厂压模成形,使刀片具有供切削时选用的几何参数(不需刃磨);同时,刀片具有3个以上供转位用的切削刃,当一个切削刃磨损后,松开夹紧机构,将刀片转位到另一切削刃,即可进行切削,当所有切削刃都磨损后再取下,换上新的同类型的刀片。
可转位车刀片按照用途可分为外圆、端面半精车刀片,外圆精车刀片,内孔精车刀片,切断刀片和内外螺纹车刀片。
此外,刀片又分为带孔无后角和不带孔
有后角两种,刀片中的孔是为夹持刀片用,若刀片有后角,刀片在装人刀槽时,就不需要安装出后角,若刀片无后角,则在刀片装人刀槽时,就需要将刀片安装出一定后角。
下面是两种典型机夹车刀片和车刀的几何参数。
·精车机夹车刀刀片:前角γ=20°,主后角α=8°~9°,副后角α'=6°~8°,主偏角K r=90°,副偏角K r'=5°,刃倾角λ=0°~1°,倒刃为-5°×(0.05~0.1),过渡圆弧半径R=0.1~0.2mm(见图5)。
图5 精车刀片刃磨(工作)几何参数
·半精车机夹车刀刀片:前角γ=20°,后角α=6°~7°,主偏角K r=90°、45°和80°三种,副偏角K r'=10°和45°两种,倒刃为-5°×(0.2~0.5),过渡圆弧半径R=0.2~0.5mm(见图6)。
图6 半精车刀片刃磨(工作)几何参数
精车机夹车刀一般采用工作前角20°,主后角8°~9°,楔角β≤62°。
通过切削实践可知,增大楔角会使切削抗力增大,反之减小楔角,切削抗力也会减小,在精加工时应采用较小楔角,从而使刀具锋利,切削轻快。
刃倾角通常选为0°~1°,选择小的刃倾角能使切屑在断屑槽内向刀体后部排出,以免划伤已加工表面。
副后角、副偏角较小,使副后刀面与工件已加工面有较长的接触面积,达到修整切削谷峰轨迹、降低表面粗糙度的目的。
主偏角为90°,既能降低径向切削抗力,又能适应多台阶零件的加工。
半精车机夹车刀多用于粗加工和半精加工,切削时多带有冲击负荷,对切削
时有冲击负荷的刀具主偏角通常设为45°和80°两种,切削时不带冲击负荷的刀具主偏角通常为90°。
主偏角45°和80°的半精车机夹车刀刀尖角为90°,以增强刀尖强度;主偏角为90°的半精车机夹车刀刀尖角为80°。
刃倾角为0°~1°,后角为6° ~7°,倒刃为-10°×(0.1~0.2),有时可根据切削实际情况刃磨至0.5mm宽。
由上述分析可知,精加工机夹车刀设计的原则是增强刀具锋利度和获得较理想的表面质量,半精加工机夹车刀设计的原则是增强刀具强度。
由于可转位车刀的角度是由刀片的角度和刀杆上刀片槽底面的角度综合而成,因此其值为相关部分几何角度的代数和。
表2
三、结语
通过对机夹可转位车刀的结构、几何参数和切削性能的分析可知,刀片及刀体自身的结构参数对整个车刀的切削性能有着至关重要的影响。
在实际生产中,刀体的结构参数基本上是不变的,只有通过改变刀片的几何参数来改善机夹可转位车刀的切削性能,从而使刀具在生产加工中达到最佳的切削状态。