第五章 刀具

(一) 硬质合金焊接车刀具的特点：
(1) 结构简单、制造方便、使用灵活，一般工厂都可自制。

(2) 可以根据切削条件和加工要求刃磨出所需的形状和角度，
硬质合金利用较充分。但其切削性能主要取决于工人刃磨 的技术水平，与现代化生产不相适应。 (3) 刀杆不能重复使用，当刀片用完以后，刀杆也随之报废， 刀杆材料利用率低。
（四）钎焊工艺
特点：靠焊料加热熔化后 的扩散渗透或与被焊件形成反应 的作用，而将被焊件牢固地连接 在一起的。 常用焊料：
(1)铜镍合金或紫铜 熔点1000～1200℃，可适应切削温度 700～900 ℃
(2)铜锌合金(黄铜)或105#(铜锌锰合金) 熔点900～950℃， 可适应切削温度600 ℃左右 (3)铜银合金或称106# 熔点820℃左右，适合焊接低钴高钛合 金 焊接后放于220 ～250℃的炉中回火6h或在石灰粉中冷却。
（三）刀槽形状及选择
刀槽形状应根据车刀类型、刀片型号选择。刀槽形状的 选择原则：在保证焊接强度前提下，尽量减少焊接面数及焊 接面面积。目的在于尽量减小焊接应力。
名称 简图 特点 适用刀具 配用刀片 A1型矩形 刀片及C20、 D8
带圆弧的A2、 A3、A4等型 及A20、B20
开口槽
制造简单，焊 外圆刀、 接面最少，刀具 弯头刀、 应力小 切槽刀
缺点：刃磨时仍有热应力存在；切削性能取决于刃磨技术水平；刀杆制造 复杂在使用过程中仍需刃磨，不能完全避免由于刃磨而引起的热裂纹； 刀杆制造复杂。

常用于切断车刀、切槽车刀、螺纹车刀等。
机夹式车刀夹紧结构形式：a)上压式 c)弹性压紧式

b)自锁式

1、上压式：用螺钉和 压板从刀片的上面来夹 紧刀片， 通过调整螺 钉来调节刀片位置的一 种机夹车刀。 其特点是结构简单，加 固牢靠，使用方便，刀 片平装，用钝后重磨后 面。上压式是加工中应 用最多的一种。

普通车刀外形尺寸主要是高度、宽度和长度。刀柄截面形 状有矩形、正方形和圆形，一般选用矩形，高度h按机床中 心高选择，如表5-3所示。当刀柄高度尺寸受限制时，可 加宽为方形，以提高其刚性。刀柄的长度一般为其高度的6 倍。切断车刀工作部分的长度需大于工件的半径。

内孔车刀用的刀柄，其工作部分截形一般作成圆形，长度需大于 工件孔深。
（3）刀片选择
形状： 由车刀的用途和主、副偏角大小选择.
长度： 切削刃工作长度的1.6～2倍.
刀片长度l尺寸主要根据背吃刀量决定。外圆 车刀一般应使参加工作的切削刃长度不超过刀片 长度的60%～70%。刀片宽度t在切削空间允许时 可选择宽一些，以增大支撑面和重磨次数。对于 切断刀和切槽刀，其刀片宽度应根据槽宽来选取。 刀片厚度s主要取决于切削力的大小。

购买时，可转位刀片生产厂商都有明确的品种规格包装标记，供参考选择订 货。


1、刀片形状
刀片形状常用的有三角形、偏8°三角形、凸三角形、正方形、五角形 和圆形等。 刀片的边数多，则刀尖角大，刀削的强度和散热条件好，同时由于切削 刃多，也使得刀片的利用率高。但在同样厚度和质量的条件下，刀片边数 越多，则切削刃长度越短，因此允许的背吃刀量就越小。选择刀片形状时 要考虑被加工零件的形状、工序性质、刀片利用率等因素。 三角形刀片：用于90°外圆车刀、90°端面车刀、内孔镗刀。其优点是加 工时背向力小，特别适于工艺系统刚性较差的加工，缺点是刀片刀尖角(rε = 60°)小，刀尖强度较差，散热面积小，故刀具寿命较低。为了增强刀尖 强度，可以选择偏8°三角形刀片。这种刀片刀尖角增大为82°，故不仅 可提高刀具寿命，而且还可以减小已加工表面的残留面积，降低残留面积 的高度，故有利于改善表面粗糙度。

2. 端面车刀 端面车刀专门用于车削垂直于轴线的平面。 一般端面车刀都从外缘向中心进给[图(a)]，这样便于在 切削时测量工件已加工面的长度。 若端面上已有孔，则可采用由工件中心向外缘进给的方 法[图(b)]，这种进给方法可使工件表面粗糙度降低。
n n n kr
f (a) (b)
f
f (c)
注意：端面车刀的主偏角一般不要大于90°，否则易引起
螺纹车刀或成形车刀，因工作切削刃较长，可选用特殊的弹性刀 柄，以防止切削时扎刀。

表5-3 常用车刀刀柄尺寸 机床中心高/mm 方刀柄断面 H2/mm2 矩形刀端面 B×H/mm×mm 150
162 12×20
180～ 200
202 16×25
260～ 300
252 20×30
350～ 400
302 25×40



可以转位使用，几条切削刃全用钝后，可更换相同 规格的刀片，使用起来很方便。可转位车刀的几何 角度由刀片和刀槽的几何角度组合而成。切削性能 稳定，适合于大批量生产。 优点：生产效率高；节省刀杆材料，降低刀具成本； 切削性能稳定，适合现代化生产的要求；有利于新 材料、新技术的研制、推广和应用；刀具耐用度高； 有利于刀具的标准化和集中生产，可充分保证刀具 的制造质量。 缺点：通用性较差。


• 正方形刀片适于主偏角为45°、60°、75°的各 种外圆车刀、端面车刀和内孔镗刀。它有较大的刀 尖角( rε = 90°)，通用性较好，故使用普遍。 •五边形、六边形、八边形刀片切削刃数较多，刀片 利用率较高。它们的刀尖角更大，故可提高刀具寿 命和改善已加工表面质量。但往往受到工件形状、 工艺系统刚性和背吃刀量的限制，故使用范围不如 三角形和正方形刀片广泛。 •其他形状刀片，如圆形、平行四边形和菱形刀片， 主要用于仿形车削和数控机床加工。
• 焊接式车刀




将硬质合金刀片 钎焊在优质碳素钢 (45钢)和合金结构钢 (40Cr)的刀杆槽上后 经刃磨而成。 刀杆材料：中碳钢制造。 刀杆截面：有矩形、方形、圆形三种。 矩形截面：一般切削多采用矩形截面。 方形截面：当切削力较大时（尤其是进给抗力较大时）， 可采用方形截面。 圆形截面：多用于内孔车刀。
“扎刀”现象，使加工出的工件端面内凹[(c)]。

3. 内孔车刀
I 用于车削通孔 Ⅱ用于车削盲孔 Ⅲ用于切割凹槽和倒角 内孔车刀的工作条件较外圆车
n
f
f
刀差。这是由于内孔车刀的刀杆悬
伸长度和刀杆截面尺寸都受孔的尺 寸限制，当刀杆伸出较长而截面较
f
内孔车刀
小时，刚度低，容易引起振动。

4. 切断刀和切槽刀


(4) 在制造和刃磨时，由于硬质合金和刀杆材料(一般为中碳
钢) 的线膨胀系数不同，易产生焊接热应力、磨刀热应力 和裂纹。
（二） 硬质合金刀片及选择
（1）刀片牌号 :指车刀切削部分的刀具材料，一般根据工件 材料选择刀片牌号。 （2）刀片型号： 指刀片形状和规格尺寸。
字母 数字
刀片形状
数字
数字
字母
2、自锁式：刀片 上定位面或上下定 位面为120℃内凹V 形面，并且上下定 位面不平行，形成 楔形。用橡皮锤将 刀片敲入刀槽内。 切断时，在径向力 作用下，可靠地楔 紧在刀槽内。
径向进给时，采用自
3、弹性夹紧式：当 螺钉向下旋入时， 弹性压板产生弹性 变形，将刀片夹紧 在刀槽中。
轴向进给加工时，一般 采用弹性夹紧式。
车刀是生产中广泛使用的一类刀具，它也 是学习各类刀具的基础。 本章主要介绍焊接车刀、机夹车刀和可转 位车刀的组成及结构特点。 对焊接车刀一般应了解刀杆、刀片及刀槽 的形状和结构尺寸；对机夹车刀应了解夹持方法 及适用场合。 本章重点介绍可转位车刀，可转位车刀是 各类可转位刀具的基础，可转位刀具是刀具发展 的方向。主要介绍了可转位车刀的组成及刀片夹 持方法；国内外制定的可转位车刀结构参数的标 准和可转位车刀角度形成。

1. 外圆车刀
用于粗车或精车外回转表面(圆柱面 或圆锥面)。 宽刃精车刀Ⅰ: 切削刃宽度大于进 给量，可以获得表面粗糙度较低的已加工 表面，但由于其副偏角为90°，径向力 较大，易振动，故不适用于工艺系统刚度 低的场合。
n
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ f
Ⅴ
f
外圆车刀
直头外圆车刀Ⅱ: 结构简单，制造较为方便，通用性差， 一般仅适用于车削外圆。 90°偏刀Ⅲ: 由于主偏角为90°，径向力较小，故适用 于加工阶梯轴或细长轴零件的外圆面和肩面。 弯头车刀IV: 不仅可车削外圆，还可车削端面及倒角，通 用性较好。一般主、副偏角均做成45°。
例：SNUM150612-V4刀片
形状
后角 偏差等级 类型 刀刃长度
厚度
r
ε
刃口形状 切削方向 断屑槽与宽度


标记：
CNMM120408-PM
N—后角: 0°
M – 偏差 等级 ,中等等级 (与d有关-查标准表）
M-- 刀片类型
识别如下：C—刀片形状: 80°菱形



12– 刀刃长度 ，对应的为12.70mm 04 –刀片厚度，对应的为4.76mm 08 -- 刀尖圆弧半径，对应的为0.8mm PM –断屑槽形状与宽度
夹持刀片较牢 固，焊接面大， 外圆车刀、 容易产生焊接应 左切刀 力 夹持刀片牢固，
来自百度文库
半封闭槽
焊接面积
嵌入槽 V形槽 燕尾槽
用于底面积较 小的刀片，增 加焊接面，提 高结合强度
切断刀 切槽刀
D8
图5-3 刀片在刀槽中的 安放位置
（四）车刀刀柄截面形状和尺寸选择

1.车刀刀杆截面形状及选择 车刀型式分直头与弯头两大类。直头车刀简单，便于制造。弯头车刀 通用性广，既能车外圆又能车端面，最典型的是45º 弯头车刀。
主要尺寸
区别字母
我国目前将硬质合金刀片分A、B、C、D、E五类。 A型：直头外圆车刀、端面车刀、镗孔刀 B型：左切刀 C型：κr<90°外圆车刀、镗孔刀、宽刃光刀
表5-2 常用硬质合金刀片型号及用途
型号示例 A108 A116 A208 A225Z A312Z A340 A406 A430Z L=6 制造外圆车刀、 镗刀和端面车刀 L=12 制造外圆车刀、 端面车刀 L=8 制造端面车刀、 镗刀 刀片简图 主要尺寸/mm L=8 主要用途 制造外圆车刀、 镗刀和切槽刀


一、机夹车刀的特点
用机械夹固的方法将普通刀片夹持在刀杆上。 优点：1）刀片无需高温焊接，不会引起硬度下降、产生裂纹；2）刀具 使用寿命长，生产率高；3）刀杆可重复使用，废刀片可回收再制，经 济效益高；4）刀片重磨后，尺寸逐渐变小，为了恢复刀片的工作位置， 在车刀结构上设有刀片调整机构，以增加重磨次数；5）刀片压板的端 部，可起断屑器作用。
车刀按结构分类：整体式、焊接式、机夹式
和可转位车刀（如下图所示）。
a) 整体式 b) 焊接式 c) 机夹式
d) 可转位式
整 体 车 刀
用整块高速钢做成长条形 状，俗称“白钢刀”。白钢 刀均已淬硬到HRC62～66，使 用时可视其用途进行修磨。
易磨成锋利的切削刃。 适用于小型车刀和加工有 色金属车刀。
二、可转位车刀刀片
可转位车刀 刀片
1
2
3
4
5
刀刃长度
6
厚度
7
r
ε
8
9
10
刀片形状 后角
偏差等级 类型
刃口形状 切削方向 断屑槽与宽度
关于可转位车刀标注的规定
根据国家标准规定：可转位车刀的型号由代表一组给定 意义的字母和数字代号按一定顺序位置排列组成，共10位 代号。不管哪一个型号的刀片，都必须使用前7位代号， 后3位代号在必要时才使用，若第8、9位代号中只使用其 中一位时，则无论是第8还是第9都写在第8位上；此外， 无论有无第8、9位，第10位代号都必须用短横线“－”与 前面的代号隔开，并且其字母不得使用第8、9位上已经使 用的字母。
a）切断刀片 b）切槽刀片 c）仿形加工刀片



一、可转位车刀特点
可转位车刀由刀杆、刀片、刀柄和夹紧元件组成。
1-刀片 2-刀垫 4-杠杆 5-弹簧
3-卡簧 6-螺丝 7-刀柄 可转位式车刀在切削加工
可转位车刀：是用机械夹固方法，将可转位刀片夹紧在刀 杆上的车刀；是机夹重磨式车刀结构进一步改进的结果。
切断刀: 用于从棒料上切下已 加工好的零件，或切断较小直径的 棒料，也可以切窄槽。 按刀头与刀身的相对位置，可以 分为对称和不对称（左偏和右偏） 两种，如图。 (a) f (b) (c) 切断刀 (a)左偏 (b)对称 （c）右偏 n
a）75°偏头外圆车刀 b）90°偏头端面车刀 c）45°偏头外圆车刀 d）90°偏头外圆车刀 e）93°偏头仿形车刀 f ) QC系列切槽刀,切断刀 g)机夹式切断刀 h)75°内孔车刀 i)90°内孔车刀 j)外螺纹车刀 k)内螺纹车刀
基本要求：
（1）熟悉各类车刀的用途和结构； （2）会根据使用条件和要求，确定车刀的种类 和选用结构，并能正确的选用刀片结构。
教学重点及难点：
确定车刀的种类和选用结构，并能正确的选用 刀片结构。
车刀的基本类型
车刀按加工表面特征分:外圆车刀、端面车刀、螺纹
车刀、切断刀、内孔切槽刀等（如下图所视）。
常用车刀的形式及代号