机夹可转位车刀基本知识

45°可转位车刀设计一、设计背景硬质合金刀片是标准化、系列化生产的，其几何形状均事先磨出。

而车刀的前后角是靠刀片在刀杆槽中安装后得到的，刀片可以转动，当一条切削刃用钝后可以迅速转位将相邻的新刀刃换成主切削刃继续工作，直到全部刀刃用钝后才取下刀片报废回收，再换上新的刀片继续工作。

因此可转位式车刀完全避免了焊接式和机械夹固式车刀因焊接和重磨带来的缺陷，无须磨刀换刀，切削性能稳定，生产效率和质量均大大提高，是当前我国重点推广应用的刀具之一二、原始数据工件材料：40Cr Ra3.2机床：C620 CA6140v=80~120m/min,a p=0.2~8mm,f=0.5~2mm/r其他数据：c三、刀片材料的选择由给定的原始材料：被加工工件材料为40Cr，连续切削完成粗车工序，按照硬质合金选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT5。

四、刀片夹固结构的选择考虑到加工在CA6140普通机床上进行，且属于连续切削，参照《刀具课程设计指导书》表2.1典型刀片加固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。

五、 刀具合理几何参数的选择根据刀具几何参数的选用原则，并考虑到可转位车刀的几何角度形成特点，选取如下四个主要角度：①前角°07.5ϒ=②后角°07.5α= ③主偏角°r 45K = ④刃倾角°5s λ=-。

后角的实际数值以及副后角和副角在计算刀槽角度时经校验后确定。

六、 切削用量的选择根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。

粗车时切削深度p a =3mm ，进给量f=0.5mm/r,切削速度v=80m/min.七、 刀片形状和尺寸的选择① 选择刀片有无中心固定孔。

由于刀片加固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。

② 选择刀片形状。

按选定主偏角45°，参照本章2.4节的表2.3刀片形状的选用原则，选用正方形刀片（这样既可以提高刀尖强度，又增加了散热面积，使刀具寿命有所提高，还可以减小已加工表面的残余面积，使表面粗糙度数值减小）。

车刀是金属切削加工中引用最广泛的刀具，结构简单，是所有刀具的基础，用于所有车床，一般是由一条刀刃组成。

那么车刀的种类及用途是怎样的呢，随小编一起了解一下吧。

车刀种类及其用途：(1)粗车刀：主要是用来切削大量且多余部份使工作物直径接近需要的尺寸。

粗车时表面光度不重要，因此车刀尖可研磨成尖锐的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圆度以避免断裂。

(2)精车刀：此刀刃可用油石砺光，以便车出非常圆滑的表面光度，一般来说精车刀之圆鼻比粗车刀大。

(3)圆鼻车刀：可适用许多不同型式的工作是属于常用车刀，磨平顶面时可左右车削也可用来车削黄铜。

此车刀也可在肩角上形成圆弧面，也可当精车刀来使用。

(4)切断车刀：只用端部切削工作物，此车刀可用来切断材料及车度沟槽。

(5)螺丝车刀(牙刀)：用于车削螺杆或螺帽，依螺纹的形式分60度，或55度V型牙刀，29度梯形牙刀、方形牙刀。

(6)搪孔车刀：用以车削钻过或铸出的孔。

达至光制尺寸或真直孔面为目的。

(7)侧面车刀或侧车刀：用来车削工作物端面，右侧车刀通常用在精车轴的未端，左侧车则用来精车肩部的左侧面。

因工件之加工方式不同而采用不同的刀刃外形，一般可区分为：(1)右手车刀：由右向左，车削工件外径。

(2)左手车刀：由左向右，车削工件外径。

(3)圆鼻车刀：刀刃为圆弧形，可以左右方向车削，适合圆角或曲面之车削。

(4)右侧车刀：车削右侧端面。

(5)左侧车刀：车削左侧端面。

(6)切断刀：用于切断或切槽。

(7)内孔车刀：用于车削内孔。

(8)外螺纹车刀：用于车削外螺纹。

(9)内螺纹车刀：用于车削内螺纹。

车刀各部位名称及功能：车刀属于单锋刀具，因车削工作物形状不同而有很多型式，但它各部位的名称及作用却是相同的。

一支良好的车刀必须具有刚性良好的刀柄及锋利的刀锋两大部份。

车刀的刀刃角度，直接影响车削效果，不同的车刀材质及工件材料、刀刃的角度亦不相同。

车床用车刀具有四个重要角度，即前间隙角、边间隙角、后斜角及边斜角。

可转位刀具的基本概念
1. 名称
可转位刀具是将预先加工好并带有若干个切削刃的多边形刀片，用机械夹固的方法夹紧在刀体上的一种刀具。

当在使用过程中一个切削刃磨钝了后，只要将刀片的夹紧松开，转
位或更换刀片，使新的切削刃进入工作位置，再经夹紧就可以继续使用。

如下图所示的刀具就是可转位立铣刀的换刀片的样子。

2. 特征
可转位刀具与焊接式刀具和整体式刀具相比有两个特征，其一是刀体上安装的刀片，至少有两个预先加工好的切削刃供使用。

其二是刀片转位后的切削刃在刀体上位置不变，并
具有相同的几何参数。

3. 特点
可转位刀片与焊接式刀具相比有以下特点：
刀片成为独立的功能元件，其切削性能得到了扩展和提高。

机械夹固式避免了焊接工艺的影响和限制，更利于根据加工对象选择各种材料的刀片，并充分地发挥了其切削性能，从而提高了切削效率。

切削刃空间位置相对刀体固定不变，节省了换刀、对刀等所需的辅助时间，提高了机床的利用率。

经济性好。

由于可转位刀具切削效率高，辅助时间少，所以提高了工效，而且可转位刀具的刀体可重复使用，节约了钢材和制造费用。

促进了刀具技术的进步。

可转位刀片的制造采用了与焊接刀片机械制粒不同的喷雾制粒新工艺，压制时的流动性是机械制粒的几十倍，促进了刀片质量的提高。

同时可转位刀体
的专业化、标准化生产又促进了刀体制造工艺的发展。

可转位刀具的基本结构一、刀具的组成可转位刀具一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成，如右图所示。

其中各部分的作用为：∙刀片：承担切削，形成被加工表面。

∙刀垫：保护刀体，确定刀片(切削刃)位置。

∙夹紧元件：夹紧刀片和刀垫。

∙刀体：刀体及(或)刀垫的载体，承担和传递切削力及切削扭距，完成刀片与机床的联接。

二、刀具的结构可转位刀具的结构包括刀片的夹紧形式，刀垫的装夹形式和刀体与机床的联接形式等。

1.刀片的夹紧形式刀片的夹紧方式受刀片形状、刀具尺寸和刀具功用等因素的影响。

夹紧时必须满足以下条件：1.刀片装夹定位要符合切削力定位夹紧原理，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。

其中夹紧力的作用原理，如下图所示。

.刀垫的形式与装夹刀垫的形式与装夹受刀具尺寸和刀垫的功能因素的影响。

刀座与刀夹现已逐渐成为独立的功能部件，其形式与装夹应满足组合优化，灵活方便的原则，这包括如下两个要求：1.以变化刀座的形式尺寸来控制切削刃坐标位置和切削时形成最终运动轨迹，满足工件表面形状的要求。

2.以更换不同的小刀座或刀头来组合成多种性能的刀具，来满足不同的加工要求，同时也减少刀体数。

.刀体与机床的联接形式刀体与机床的联接形式应符合高刚度、高精度和快换的原则，这包括如下两方面的内容：1.联接形式和尺寸标准化。

2.同一联接形式可更换不同的中间接长模块和不同类别的切削刀头----工具系统。

三、刀具角度的形成可转位刀具的角度是由刀片的角度与刀杆上刀片槽底面的角度综合而成的，其值为相关部分几何角度的代数和。

其确定见表。

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。

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。

数控车床上的车刀结构硬质合金一般用于高速车削，高速钢常用于低速车削。

车刀刀头的种类分正三角形、四边形、五边形、六边形、八边形；80度三角形；圆形；75度、86度、55度、35度、80度菱形；82度、85度、55度平行四边形。

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。

·杠杆式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。

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。

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。

二、几何参数和切削性能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。

数控车床可转位刀具简介数控车床刀具种类繁多，功能互不相同。

根据不同的加工条件正确选择刀具是编制程序的重要环节，因此必须对的种类及特点有一个基本的了解。

目前数控机床用刀具的主流是可转位刀片的机夹刀具。

下面对可转位刀具作简要的介绍：(1)数控车床可转位刀具特点数控车床所采用的可转位车刀，其几何参数是通过刀片结构形状和刀体上刀片槽座的方位安装组合形成的，用车床相比一般无本质的区别，其基本结构、功能特点是相同的。

但数控车床的加工工序是自动完成的，因此对位车刀的要求又有别于通用车床所使用的刀具，具体要求和特点如表5-1所示。

表5-1 可转位车刀特点要求特点目的精度高采用M级或更高精度等级的刀片；多采用精密级的刀杆；用带微调装置的刀杆在机外预调好。

保证刀片重复定位精度，方便坐标设定，保证刀尖位置精度。

可靠性高采用断屑可靠性高的断屑槽型或有断屑台和断屑器的车刀；采用结构可靠的车刀，采用复合式夹紧结构和夹紧可靠的其它结构。

断屑稳定，不能有紊乱和带状切屑；适应刀架快速移动和换位以及整个自动切削过程中夹紧不得有松动的要求。

换刀迅速采用车削工具系统；采用快换小刀夹。

迅速更换不同形式的切削部件，完成多种切削加工，提高生产效率。

刀片材料刀片较多采用涂层刀片。

满足生产节拍要求，提高加工效率。

刀杆截形刀杆较多采用正方形刀杆，但因刀架系统结构差异大，有的需采用专用刀杆。

刀杆与刀架系统匹配。

(2)可转位车刀的种类可转位车刀按其用途可分为外圆车刀、仿形车刀、端面车刀、内圆车刀、切槽车刀、切刀和螺纹车刀等，见表5-2。

表5-2 可转位车刀的种类类型主偏角适用机床外圆车刀900、500、600、750、450普通车床和数控车床仿形车刀930、107.50仿形车床和数控车床端面车刀900、450、750普通车床和数控车床内圆车刀450、600、750、900、910、930、950、107.50普通车床和数控车床切断车刀普通车床和数控车床螺纹车刀普通车床和数控车床切槽车刀普通车床和数控车床常用车刀及刀片外型图对车刀材料的基本要求：在车削的过程中，车刀的切削部分是在较大的切削抗力，较高的切削温度和剧烈的摩擦条件下进行工作的。

一、车刀得结构机夹可转位车刀就是将可转位硬质合金刀片用机械得方法夹持在刀杆上形成得车刀,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得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得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,要求刀片制造得精度高,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得场合。

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得销轴上,带有斜面得压块由压紧螺钉下压时,楔块一面靠紧刀杆上得凸台,另一面将刀片推往刀片中间孔得圆柱销上压紧刀片。

该结构得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得定位夹紧原理,即切削力得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切削力与装夹力得合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生得摩擦力必须大于切削振动等引起得使刀片脱离定位基面得交变力。

夹紧力得作用原理如表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二、几何参数与切削性能可转位车刀片得形状有三角形、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得几何参数(不需刃磨);同时,刀片具有3个以上供转位用得切削刃,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,换上新得同类型得刀片。

一、车刀得结构机夹可转位车刀就是将可转位硬质合金刀片用机械得方法夹持在刀杆上形成得车刀,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得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得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,要求刀片制造得精度高,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得场合。

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得销轴上,带有斜面得压块由压紧螺钉下压时,楔块一面靠紧刀杆上得凸台,另一面将刀片推往刀片中间孔得圆柱销上压紧刀片。

该结构得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得定位夹紧原理,即切削力得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切削力与装夹力得合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生得摩擦力必须大于切削振动等引起得使刀片脱离定位基面得交变力。

夹紧力得作用原理如表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二、几何参数与切削性能可转位车刀片得形状有三角形、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得几何参数(不需刃磨);同时,刀片具有3个以上供转位用得切削刃,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,换上新得同类型得刀片。