车削刀具

数控刀具之—车削刀具

编著：吴光辉

车削刀具

车刀是金属切削加工中应用最广的一种刀具。它可以在车床上加工外圆、端平面、螺纹、内孔，也可用于切槽和切断等。车刀在结构上可分为整体车刀、焊接装配式车刀和机夹可转位刀片车刀。机夹可转位刀片车刀的切削性能稳定，工人不必磨刀，所以在现代生产中应用越来越多。

2.1 车削刀具基础

1.可转位车刀的结构

目前，数控车床上大多使用系列化、标准化刀具。可转位

车刀是使用可转位刀片的机夹车刀。其由刀杆、刀片、刀垫和

夹紧元件等部分组成（如图2.1a）。车刀的前、后角是靠刀片在

刀杆槽中安装后得到的。当一条切削刃用钝后可迅速转换成另

一条切削刃使用，即可继续工作，直到刀片上的所有的切削刃

都用钝，刀片才报废回收，更换新刀片后，车刀又可继续工作。

2.可转位车刀的优点

与焊接、整体是刀具相比，可转位刀具具有以下优点：

a.刀具寿命高。由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的的缺陷，刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，从而提高了刀具的寿命。

b.生产效率高。由于机床操作工人不需要在磨刀，可大大的减少停机换刀等辅助时间。

c.有利于推广新技术、新工艺。可转位车刀由利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。

d.有利于降低刀具成本。刀杆使用寿命长，且大大减少了刀杆的消耗＆库存量，简化了刀具的管理工作，降低了刀具成本。

3.可转位刀片

可转位刀片的形状、尺寸、精度、结构特点等，均用不同的代码表示。如下图所示。

编码1表示刀片的形状。如C表示80°的菱形刀片，T表示三角型刀片；

编码2表示刀片的后角。通常刀具的后角靠刀片安装倾斜形成。若可转位车刀使用平装结构，则需按后角要求选择相应带后角的刀片。目前使用比较多的是C、N、P等三种后角；

编码3表示刀片的尺寸公差等级，精度较高的公差等级代号位A、F、C、H、E、G；精度较低的公差等级代号有J、K、L、M、N、U。最常用的刀片公差等级M、G、K等；

编码4表示刀片的结构类型（断屑槽及夹固形式）。如用M表示刀片中间有锁紧孔，并单边带有断屑槽。用N表示无孔无断屑槽平面型；

编码5两位数字表示刀片的切削刃长度。数字只取尺寸的整数部分；

编码6两为数字表示刀片的厚道。数字也只取厚度的整数部分。刀片的厚度是指切削刃刀尖处至刀片底面的尺寸。不同大小的刀片采用不同的厚度。

编码7两位数字表示刀尖圆角半径，用放大10倍的两位数字来表示刀尖圆角半径的大小，如刀尖圆角半径为0.4mm的刀片，编码就用04表示；

编码8表示刀片的槽型，每个厂家的刀片槽型代码不同；

编码9表示刀片的材质，每个厂家的刀片材质代号也是不同的；

（1）刀片的基本形状和刀尖半径

刀片具有基本形状和尖角处的圆弧。刀片的基本形状有很多种，刀尖角从小至35°到大至100°，甚至圆刀片，在此间有方刀片、三角形刀片、以及刀尖角分别为55°、80°的菱形刀片。不同的刀尖角决定了刀片的应用特性，大的刀尖角适合于重载粗加工，而最尖的刀尖角具有最好的仿形加工能力。

使用大刀尖角、高强度切削刃进行长接触切削，将导致加工过程中的振动趋势以及高功率要求。在切削中使用可达性高的刀片，则意味着刀片的强度很弱。刀尖角越大，强度越大，切削热会被分散，除会增加切削法向外力，一般是有利的（见图2.1b）。因此，必须综合考虑加工的平衡性。做为数控车

床，最应该推荐的是80°的C型。

刀尖半径在车削工序中是关键因素，由于它会影响到被加工表面的粗糙度，因此，需正确选择刀尖半径。一把刀片可能有多种刀尖半径，通常最小的刀尖半径等于0.2mm，最大的刀尖半径等于2.4mm。对于一种形状和尺寸的刀片，并不是所有刀尖半径都能提供。

在粗加工车削中，在没有振动风险时，应选择尽可能大的刀尖半径以获得最高的强度。刀具进给率和刀尖半径之间相互影响。大刀尖半径提供了高强度切削刃，决定了接触长度一定时，可以使用的最高进给率。小刀尖半径意味着低强度，但精加工能力高。

（2）刀片断屑槽

刀具片断屑槽在很大程度上决定了切削过程。其专为切削各种材料而设计，它能够以平衡的方式形成切屑，并且还可以提供兼顾的切削刃，以将切屑断裂成可管理的形状。

精加工刀片的槽型具有较小进给和切削深度的应用范围，粗加工刀片的槽型则具有较大进给和切削深度的应用范围。通用刀片槽型覆盖了较大的中间应用范围，适用于大多数加工场合。精加工刀片利用刀片圆角处的槽型，而粗加工刀片则使用相对长的主切削刃部分的槽型。

刃边处理的形式取决于刀片的应用范围，可以适用于精加工的磨制锋利刃口，也可以是适用于重载粗加工的宽负倒棱。切削刃圆角（ER）是最常用的刃边处理形式。它可以与平面组合使用。ER尺寸用微米为计量单位，需特殊的工艺来控制精度。ER的范围是综合刀片材料以及涂层工艺所确定。

4.可转位刀具的夹紧形式

可转位车刀的特点体现在通过刀片转位更换切削刃以及所有切削刃以及所有切削刃用钝后更换新刀片。为此刀片的夹紧应满足以下条件：

a.定位精度高。刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许范围内；

b.刀片夹紧可靠。夹紧元件应将刀片压向定位面，应保证刀片，刀垫，刀杆接触面紧密帖合，经得起冲击和振动，但夹紧力也不宜过大，应分布均匀，以免压碎刀片；

c.排屑流畅。刀片前面上最好无障碍，保证切屑排出流畅，并容易观察。特别对于车孔刀，最好不用上压式，防止切屑缠绕划伤已加工的表面；

d.使用方便。转换刀刃和更换新刀片方便、迅速，对小尺寸刀具结构要紧凑。

刀片夹紧机构要满足以上要求式，尽可能使结构简单，制造和使用方便。主要有以下几种（见图2.1c）：（1）压板压紧式（C）