1、金屬切削原理與刀具金屬切削原理與刀具JINSHU QIEXIAO YUANLIJINSHU QIEXIAO YUANLIYU DAOJUYU DAOJU王啟仲王啟仲 主編主編第五章 車刀及成形車刀 本章應知 本章應會1.熟悉認識各種車刀。2.繪制普通車刀工作圖。3.會設計成形車刀1.會選擇車刀，會磨制一般車刀。2.會車削加工操作（車臺階、外 圓、內孔、螺紋等）。第 章第第 節節 一 車刀的類型車刀按車刀按加工表面特征加工表面特征分：分：外圓外圓車刀、車刀、車槽車槽車刀、車刀、螺紋螺紋車刀、車刀、內孔內孔車刀等。車刀等。五 車刀及成形車刀表表5-1 5-1 常用車刀的形式及代號常用車刀的形式及代

2、號第 章第第 節節 一 車刀的類型五 車刀及成形車刀第 章第第 節節 一 車刀的類型車刀按車刀按結構分類結構分類：有：有整體整體式、式、焊接焊接式、式、機夾機夾式和式和可轉位可轉位式四種式四種形式。形式。五 車刀及成形車刀圖圖5-1 5-1 車刀的結構類型車刀的結構類型a) a) 整體式整體式 b) b) 焊接式焊接式 c) c) 機夾式機夾式 d) d) 可轉位式可轉位式 第 章第第 節節 二 焊接車刀五 車刀及成形車刀一、硬質合金焊刀片的選擇 常用的硬質合金刀片形狀，如圖常用的硬質合金刀片形狀，如圖5-25-2所示所示圖圖5-2 5-2 常用焊接刀片形式常用焊接刀片形式第 章第第 節節 二

3、 焊接車刀選擇刀片尺寸時，主要考慮的是刀片長度，切斷車刀的寬度選擇刀片尺寸時，主要考慮的是刀片長度，切斷車刀的寬度B B。五 車刀及成形車刀dB6 . 0式中式中 d d被切工件直徑被切工件直徑二、常用車刀刀柄形式及尺寸二、常用車刀刀柄形式及尺寸刀柄截面形狀為矩形或方形，高度刀柄截面形狀為矩形或方形，高度h h按機床中心選擇，見表按機床中心選擇，見表5 5-2-2。第 章第第 節節 二 焊接車刀五 車刀及成形車刀機床中心高機床中心高/mm/mm105105180180200200260260300300350350400400方刀柄斷面方刀柄斷面H/mmH/mm1616202025253030

4、矩形刀斷面（矩形刀斷面（B/mmB/mm）（H/mmH/mm）12122020161625252020303025254040表表5-2 5-2 常用車刀刀柄截面尺寸常用車刀刀柄截面尺寸三、車刀刀片的焊接工藝三、車刀刀片的焊接工藝第 章第第 節節五 車刀及成形車刀一、機夾車刀1.1.機夾車刀的結構機夾車刀的結構機夾車刀的優點機夾車刀的優點在于避免焊接引起的裂紋、崩刃及硬度下在于避免焊接引起的裂紋、崩刃及硬度下降等，刀柄能多次使用，刀具幾何參數設計選用靈活。降等，刀柄能多次使用，刀具幾何參數設計選用靈活。2.2.重磨重磨在已定后角結構情況時只磨前面，適用于立裝刀片的結構。在已定后角結構情況時只磨

5、前面，適用于立裝刀片的結構。刀片立裝的優點刀片立裝的優點是可增大刀片的承載能力，還可減少前面的是可增大刀片的承載能力，還可減少前面的重磨面積。重磨面積。機夾車刀一般需重磨兩個面。機夾車刀一般需重磨兩個面。 三 夾車刀與可轉位車刀第 章第第 節節二、可轉位車刀1.1.可轉位車刀的結構可轉位車刀的結構圖5-3 機夾刀具的結構形式a) 上壓式機夾車刀 b) 切削力自鎖車刀 c) 彈性加緊式切刀 d) 側壓力裝式車刀 e) 削扁銷機夾螺紋車刀 f) 彈性夾緊式刨刀 五 車刀及成形車刀 三 夾車刀與可轉位車刀第 章第第 節節圖圖5-3 5-3 機夾刀具的結構形式機夾刀具的結構形式a) a) 上壓式機夾車

6、刀上壓式機夾車刀 b) b) 切削力自鎖車刀切削力自鎖車刀 c) c) 彈性加緊式切刀彈性加緊式切刀 d) d) 側壓力裝式車刀側壓力裝式車刀 e) e) 削扁銷機夾螺紋車刀削扁銷機夾螺紋車刀 f) f) 彈性夾緊式刨刀彈性夾緊式刨刀 五 車刀及成形車刀 三 夾車刀與可轉位車刀第 章第第 節節可轉位車刀由刀片、刀墊、刀柄及緊元件等組成，如圖可轉位車刀由刀片、刀墊、刀柄及緊元件等組成，如圖5-45-4所所示。示。1-1-刀片刀片 2-2-刀墊刀墊 3-3-卡簧卡簧 4-4-杠桿杠桿 5-5-彈簧彈簧 6-6-螺絲螺絲7 7- -刀柄刀柄圖圖5-4 5-4 可轉位車刀的組合可轉位車刀的組合五 車刀

7、及成形車刀 三 夾車刀與可轉位車刀第 章第第 節節2.2.可轉位車刀刀片可轉位車刀刀片（1 1）刀片形狀、代號及其選擇）刀片形狀、代號及其選擇五 車刀及成形車刀 三 夾車刀與可轉位車刀（2 2）可轉位車刀幾何角度的計算）可轉位車刀幾何角度的計算圖圖5-5 5-5 可轉位車刀幾何角度的形成可轉位車刀幾何角度的形成第 章第第 節節刀具角度的刀片裝配到具有一定刀槽角度的刀桿上綜合形成刀具角度的刀片裝配到具有一定刀槽角度的刀桿上綜合形成的。的。五 車刀及成形車刀 三 夾車刀與可轉位車刀第 章第第 節節在使用可轉位車刀時，選定的刀片角度和刀槽角度后，必須在使用可轉位車刀時，選定的刀片角度和刀槽角度后，必

8、須對所選刀片安裝在刀桿上所形成的綜合刀具角度進行驗算，對所選刀片安裝在刀桿上所形成的綜合刀具角度進行驗算，確定其是否合理。驗算的公式如下確定其是否合理。驗算的公式如下 rsgtogotrrogsogrogntoogntosintancostantan180五 車刀及成形車刀 三 夾車刀與可轉位車刀第 章第第 節節3.3.可轉位車刀類型及加緊結構的選擇可轉位車刀類型及加緊結構的選擇圖圖5-6 5-6 可轉位刀片夾緊結構可轉位刀片夾緊結構a) a) 杠桿式杠桿式 b) b) 杠銷式杠銷式 三 夾車刀與可轉位車刀五 車刀及成形車刀第 章第第 節節3.3.可轉位車刀類型及加緊結構的選擇可轉位車刀類型及

9、加緊結構的選擇圖圖5-6 5-6 可轉位刀片夾緊結構可轉位刀片夾緊結構c) c) 斜楔式斜楔式 d) d) 上壓式上壓式 e) e) 偏心式偏心式 三 夾車刀與可轉位車刀五 車刀及成形車刀第 章第第 節節圖圖5-6 5-6 可轉位刀片夾緊結構（續）可轉位刀片夾緊結構（續）a) a) 拉墊式拉墊式 b) b) 壓孔式壓孔式五 車刀及成形車刀 三 夾車刀與可轉位車刀可轉位車刀的形式、尺寸已經標準化，可按國標或有關車刀生可轉位車刀的形式、尺寸已經標準化，可按國標或有關車刀生產廠家的標準選擇，其類型的選擇與普通焊接車刀相似。其夾產廠家的標準選擇，其類型的選擇與普通焊接車刀相似。其夾緊結構的選擇參考圖緊

10、結構的選擇參考圖5-65-6。第 章第第 節節五 車刀及成形車刀四 成形車刀一、成形車刀的種類與用途（1 1）徑向進給成形車刀）徑向進給成形車刀圖圖5-7 5-7 徑向成形車刀徑向成形車刀a) a) 平體形平體形 b) b) 棱形棱形 c) c) 圓形圓形第 章第第 節節（2 2）切向進）切向進給成形車刀給成形車刀（見圖（見圖5-8a5-8a）圖圖5-8 5-8 切向進給和斜向進給形成車刀切向進給和斜向進給形成車刀a) a) 切向進給成形車刀切向進給成形車刀 b) b) 斜向進給成形車刀斜向進給成形車刀四 成形車刀五 車刀及成形車刀（3 3）斜向進給成形）斜向進給成形車刀（見圖車刀（見圖5-8

11、b5-8b）第 章第第 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀二、成形車刀的幾何角度1.1.成形車刀的前角和后角形成成形車刀的前角和后角形成（1 1）棱形成形車刀）棱形成形車刀距工件中心越遠，后角越大、前角越小。距工件中心越遠，后角越大、前角越小。第 章第第 節節四 成形車刀圖圖5-9 5-9 成形車刀的前角與后角成形車刀的前角與后角 a) a) 棱形車刀棱形車刀 b) b)、c) c) 工作時棱形車刀工作時棱形車刀 五 車刀及成形車刀第 章第第 節節（2 2）圓形成形車刀）圓形成形車刀四 成形車刀五 車刀及成形車刀)sin(yf Rh式中式中，R R圓形成形車刀輪圓形成形車刀輪廓的最大半徑（廓的

12、最大半徑（mmmm）fsinRH 第 章第第 節節五 車刀及成形車刀圖圖5-9 5-9 成形車刀的前角與后角成形車刀的前角與后角 c) c) 圓形車刀圓形車刀 d) d) 工作時棱形車刀工作時棱形車刀 第 章第第 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀表表5-4 5-4 高速鋼成形車刀的前角和后角高速鋼成形車刀的前角和后角注：1.若為硬質合金成形車刀時，表中數值減去5。 2.若工件為方形、六角形棒料時，表中 值減去 25f第 章第第 節節式中式中 是切削刃上任意點是切削刃上任意點x x的主切削刃平面與假定的主切削刃平面與假定工作平面夾角（工作平面夾角（） 。四 成形車刀五 車刀及成形車刀2.2.切

13、削刃的正交平面后角切削刃的正交平面后角如圖如圖5-105-10所示，所示，rxrxfxoxsintantan第 章第第 節節五 車刀及成形車刀ox圖圖5-10 5-10 正交平面后角正交平面后角 ox第 章第第 節節四 成形車刀圖圖5-11 25-11 2時的改善措施時的改善措施 a) a) 改變輪廓改變輪廓 b) b) 磨出凹槽磨出凹槽 c) c) 作出側隙角作出側隙角 d) d) 斜裝成形車刀斜裝成形車刀 e) e) 螺旋面成形車刀螺旋面成形車刀五 車刀及成形車刀第 章第第 節節五 車刀及成形車刀四 成形車刀三、成形車刀的廓形設計1.1.廓形設計的必要性廓形設計的必要性2.2.成形車刀廓形

14、設計成形車刀廓形設計（1 1）作圖法）作圖法 第 章第第 節節五 車刀及成形車刀四 成形車刀圖圖5-13 5-13 作圖法設計成形車刀作圖法設計成形車刀a) a) 棱形成形車刀棱形成形車刀第 章第第 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀圖圖5-13 5-13 作圖法設計作圖法設計成形車刀成形車刀b) b) 圓形成形車刀圓形成形車刀第 章第第 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀（2 2）計算法）計算法 1 1）棱形成形車刀）棱形成形車刀 由圖由圖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 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀xxRRP)cos(2ff22xxxRCCRPf11221f1cos,sinrChrCCCCrhxx2 2）圓形成形車刀）圓形成形車刀 第 章第第 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀圖圖5-14 5-14 成形車刀的計算分析成形車刀的計算分析a) a) 棱形成形車刀棱形成形車刀 b) b)圓形成形車刀圓形成形車刀第 章第第 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀3.3.成形車刀加工雙曲線誤差概念成形車刀加工雙曲線誤差概念圖圖5-15 5-15 加工圓錐表面時產生的雙曲線誤差

16、加工圓錐表面時產生的雙曲線誤差a) a) 用棱形車刀加工用棱形車刀加工 b)b)用圓形車刀加工用圓形車刀加工第 章第第 節節四、成形車刀的結構設計1.1.成形車刀的附加切削刃成形車刀的附加切削刃 廓形總寬度廓形總寬度L L是零件廓形寬度與兩側附加切削刃度之和。是零件廓形寬度與兩側附加切削刃度之和。為加工表面的最小直徑為加工表面的最小直徑wmin/dL 3，wmind2.2.成形車刀刀體結構成形車刀刀體結構四 成形車刀五 車刀及成形車刀第 章第第 節節 圖圖5-16 5-16 成形車刀的夾裝成形車刀的夾裝a) a) 棱形成形車刀棱形成形車刀 b)b)圓形車刀圓形車刀1-1-螺絲螺絲 2-2-圓形

17、車刀圓形車刀 3-3-定位銷定位銷 4-4-齒環齒環 5-5-扇形板扇形板 6-6-止動螺釘止動螺釘7-7-螺母螺母 8-8-螺桿螺桿四 成形車刀五 車刀及成形車刀第 章第第 節節五 車刀及成形車刀四 成形車刀五、成形車刀的技術條件1.1.成形車刀廓形尺寸公差成形車刀廓形尺寸公差2.2.成形車刀刀體的技術條件成形車刀刀體的技術條件3.3.成形車刀樣板成形車刀樣板六、成形車刀的安裝及修磨1.1.成形車刀的安裝成形車刀的安裝2.2.成形車刀重磨成形車刀重磨3.3.設計工作圖設計工作圖第 章第第 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀圖5-20 棱形成形車刀設計圖第 章第第 節節四 成形車刀五 車刀及成形車刀圖5-21 成形車刀樣板設計圖第 章復 習 思 考 題1.車刀按用途和結構來分有哪些種類?2