可转位刀片断屑槽的改进设计
可转位刀片断屑槽断屑性能及其槽构技术研究
Ｃａ ｒ ｂ ｉ ｄ ｅ Ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ — ａ ｂ ｌ ｅ Ｉ ｎ ｓ ｅ ｒ ｔ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ ｓ Ｇｒ ｏ ｏ ｖ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ＨＥ Ｃｅ ｎ ｇ． ｈｕ ａｎ ｇ ， ， ＷＵ Ｃｈ ｏ ｎ ｇ． ｈｕ ， Ｘｉ ａ ｎ— ｌ ｉ ， ＺＨＡＮＧ Ｓ ｈ ｏ ｕ— ｑ ｕ ａ ｎ ， ＺＯＵ Ｌｉ ｎ ｇ— ｌ ｉ
程． 通过磨损测量仪观测断屑槽 ， 并结合切屑形态分析 ， 明确断屑槽合理几何参数 ； 通过三维受力分 析仪采集切 削过程 中的振动和切 削力， 揭示断屑槽对切 削力的影响规律 ； 综合切 削参数、 断屑槽几
何 结构 和切 削力三方 面 的 因素 ， 最终 确 立断屑 槽槽 型 与进给 量对切 屑 折 断的作 用机制 ． 研 究数 据 以 期 为 断屑槽 设计 与应 用提供 数 据 支撑． 关 键词 ： 硬 质合金 刀片 ；切屑 卷 曲 ；断屑性 能 ；断屑槽 ； 槽 构技 术 Ｄ ｏＩ ： １ ０ ． １ ５ ９ ３ ８ ／ ｊ ． ｊ ｈ ｕ ｓ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ０ ３
第 ２ ０卷
第 ３期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ Ｏ Ｆ ＨＡＲＢ Ｉ Ｎ ＵＮ Ｉ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ Ｏ Ｆ Ｓ Ｃ Ｉ ＥＮ ＣＥ ＡＮＤ Ｔ Ｅ ＣＨＮＯ Ｌ ＯＧＹ
Ｖ０ ｌ ＿ ２ ０ Ｎｏ ．３
２ ０ １ ５年 ６月
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｅ ｒ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ・ ａ ｂ ｌ ｅ ｉ ｎ ｓ ｅ ｒ ｔ ｈａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｕ ｒ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ｉ ｐ ｓ ａ ｎｄ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ．Ｔｈｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｉ ｔ ｓ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｎ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ，ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｏ ｒ ｐｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， ． ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｃ ｕ ｔ － ｔ ｅ ｒ ｓ’ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｖ ａ ｉｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ｈ ｉ ｐ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｅ ｒ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｕｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎｇ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｃ ａ ｍｅ ｒ ａ ｗａ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｃ ｈ ｉ ｐ ｓ’ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｌｏ ｆ ｗ ，ｃ ｕｒ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ ｂ ｒ ｏ ｋ ｅ ｎ ｉ ｎ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ． Ｔｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｗｅ ａ ｒ ｇ ａ ｕ ｇ ｅ ｔ ｏ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｅ ｒ ｓ ，ａ ｎ ｄ
可转位车刀刀体及刀片的改进和研究
文章编号:C N23-1249(2008)06-0064-02可转位车刀刀体及刀片的改进和研究孙宇辉(哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150046)摘 要:在锅炉管子制造中,有大量的管端坡口需加工。
且形式不一、加工性能不好,效率不高,成本较大,影响制造周期。
结合产品工艺和图纸发现坡口角度变化特点,合理选用和使用可转位车刀,改变刀体形状和可转位刀片,大幅降低成本,提高生产效率。
关键词:管端坡口;可转位车刀刀体;可转位刀片中图分类号:T H706 文献标识码:BI m pr ove m en t and Res ear ch on Turnable La the Tool C utter Body and Bl adeSu n Yuhu i(Harbin Boile r Co .L td .,Harbin 150046,C hina )Abstra ct:A lot of gr ooves of tube end need t o be pr ocessed during manufac turing .And the f or m is different,the p r oce ss perf or m ance is not good,the efficiency isn ’t high,the c ost is high and influ 2ence the m anufacture peri od .Com bining p r oduc t cr aft and dr auings,the change of gr oove angle can be f ound .The r easonable using of turnable lathe t ool and the changing of the sha pe of cutter body can significantly dec line cost and raise p r oducti on efficiency .Key wor ds:gr oove of tube end;tur nable lathe t ool cutter body;turnable cutte r blade 收稿日期3 作者简介孙宇辉(),男,高级技师。
可转位刀片断屑槽对切屑卷曲半径影响的分析
可转位刀片 断屑槽对切屑卷 曲半径影 响的分 析
苏 宏 志
（ 陕西 工 业职 业 技术 学 院数控 工 程学 院 ， 陕西
摘
咸阳
７ １ ２ ０ ０ ０ ）
要： 在 对断屑槽形状和切屑 向上卷 曲分析基础 上 ， 研 究 了三种典 型断屑槽 对切屑影 响作 用 ， 并计算切屑卷 曲半径的
大小 ， 对 切 屑 折 断预 测 提 供 了一 定 的借 鉴 作 用 。
关键词 ： 三维复杂 断屑槽 ； 断屑单元 ； 切屑 卷曲半径
３ 不 同形状断屑 单元切屑卷 曲半径分析
般认 为 ，切屑流 出时 ，受 到断屑槽 的强制约 束， 切屑卷 曲可分为上 向卷 曲， 横 向卷 曲和扭 曲三种
一
基 本形 式 。对 于 三 维 复 杂 断屑 槽 来 说 ，切 削条 件 不 同， 起 到 断 屑 作 用 的几 何 断 屑 单 元 不 同 ， 对切 屑 的约 束 方式 不 同 ， 切 屑 的卷 曲程 度 不 同 ， 从 而 导致 切 屑卷
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ７ １ １ 文 献 标识 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ５） ０ ３ — ０ １ ２ ０ — ０ ３
在 金 属 切 削 中 ，切 屑 的 自然 卷 曲折 断是 很 有 限 的 ，现 代 数控 加 工 中多采 用 断 屑槽 强 制切 屑卷 曲 以 达 到 折 断 的 目的 ，可转 位 刀 片 断 屑槽 断 屑 的根 本 原
以近 似计 算 。
因就是在切削过程 中对切屑强制 约束 ，使切 屑卷 曲 并 折 断 。 近年 来 ， 随着 数 控加 工 的迅 速发 展 ， 对 数 控 刀 片 的需 求量 大 大增 加 ，对 刀 片 的断 屑 性 能提 出 了
可转位车刀的设计方案-推荐下载
d 1 =7.6mm.材料为高速钢 YG8 七: 计算刀槽角度
可转为车刀几何角度,刀片几何角度,刀槽几何角度之间的关系: 刀槽角度的计算:
因此后角可选 0 =6
③ 主偏角 :根据题目要求,主偏角 =75
④
刃倾角
后角 0
s
:为获得大于
的实际数值及副刃后角
0
四: 选择切屑用量 根据《机械制造技术基础》表 3.22:
粗车时,背吃刀量 a p =3mm,进给量 f=0.6mm/r,切削速度 v=110m/min
的后角
一: 选择刀片夹固结构 工件的直径 D 为 50mm,工件长度 L=360mm.因此可以在普通机床 CA6140 上加工.
表面粗糙度要求 1.6μm,为精加工,但由于可转为车刀刃倾角 s 通常取负值,切屑流
向已加工表面从而划伤工件,因此只能达到半精加工. 参照《机械制造技术基础课程补充资料》表 2.1 典型刀片结构简图和特点,采用偏
切削时 r =1.2mm
⑦ 选择刀片断屑槽型式和尺寸.参照《机械制造技术基础课程补充资料》2.4.4.4 节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则,根据已知的已知条件,选择 A 型断屑槽.
综上 7 方面的选择结果,根据《机械制造技术基础课程补充资料》表 2.10 确定选用 的刀片型号为 SNUM150612-A4.
接近
而刀杆后角 a og ≈a 0 =6
⑤ 刀槽副偏角
k
' rg
=k
' r
可转位刀具之断屑分析
可转位刀具之断屑分析0.概述由于各种机械对其结构材料的使用性能要求越来越高，而且各种新型材料的不断出现，这对刀具加工提出了新的要求，尤其断屑性能等，特别是加工中心、数控机床、自动化生产线的加工，以及重型高效率切削等都要求刀具有稳定良好的断屑性能。
机夹可转位刀具是目前推广应用的一种新型刀具，它不但能满足机床对各种金属材料加工的需要，而且能基本上满足断屑需要，因为可转位刀片可压制成各种不同规格的标准断屑槽，只要根据所加工材料的性能，来选择适当种类和规格的断屑槽，再调整机床的切削参数和刀具参数，就能达到断屑的要求。
1.可转位刀具的断屑结构特点在GB2076-1980中规定了可转位刀片断屑槽形代号，是用一个字母表示断屑槽的宽度，国内外先后出现了许多形式的断屑槽，我国目前普遍采用的有14种断屑槽；H、J型槽为通槽；V、M、W、P、G、O型为封闭槽形。
下面简介这14种断屑槽的特点：（1）A、H、C型三种槽形特点是前后等宽，断屑范围比较窄，根据刀片的规格，目前生产的槽宽有2、3、4、5、6、8、10等几种宽度，主要用于切削用量变化不大的外圆切削，它们的区别是A、C是半槽，但C型槽带正刃倾角，切削比较轻快；H型槽为通槽，主要用于四边形刀片上，可进行切削量较大的切削。
（2）Y、J、U三种槽形特点是前宽后窄，排屑流畅，断屑范围广；而J、U 都带正刃倾角，切削轻快，U一般用于大切削量的切削。
（3）K型槽的特点是前窄后宽，随切削深度变大而变宽，切削屑变形较复杂，断屑范围大，断屑效果好，主要用于断屑比较难的材料切削。
（4）D型槽是沿切削刃有一排半圆形小凹坑，断屑效果好，主要用于孔切削。
（5）O型槽的特点是在刀尖处有一个圆形小凹坑，主要适用于外圆精车和半精车，能获得稳定的断屑，但不用于精加工和走刀量太大的场合。
（6）V、M、W、G、P五种型槽的特点是，它们都是封闭槽型，刀尖强度好，P型无断屑槽，主要用铸铁加工；V型槽有一级断屑槽，加工范围广，断屑好；M、W型分别有二级和三级断屑槽，断屑范围宽，但切削抗力大，适用于切削深度变化较大和切削用量变化范围大的加工，一般用在工件刚性好的仿形车和自动车床；P型槽是国外引进的一种新槽形，其断屑效果好，切屑力不大，排屑方向也很理想。
可转位刀片刀具的性能改进
可转位刀片刀具的性能改进在可转位刀片和整体硬质合金刀具之间，有一个尚待优化的领域，这种优化将使中小直径的立铣刀同时具备切削刃的可转位性以及整体硬质合金刀具的种种优势。
迄今为止，该领域只有微小的进展，但是一个新的概念即将带来全面的开拓。
尽管可转位刀片技术具有很多优势，但是现代整体硬质合金刀具具有长切削刃，而且径向和轴向进给能力一样都有明显的优势，尤其是对较小的刀具直径而言。
高精度、表面精加工、刀齿接合，以及轻切削能力只是其中的一些优势。
但是，采用可转位刀片刀具，由于能快速、轻松地更换刀具上切削刃的部分，并能优化该部分而无需理会整个刀具，因而具备其它优势，例如涂层刀片——如果没有可转位刀片概念，就不可能引入和强化涂层刀片。
可转位刀片立铣刀可以制成最小直径为12毫米的刀体，在此以下，刀片的装拆和夹紧都变得难以进行。
但是，整体硬质合金刀具的直径则可以小至十分之几毫米。
而直径10到25毫米的刀具则可以采用这两类立铣刀，也就是说它涉及这两个系列多种刀具的广泛领域。
正是在这个领域，可换头立铣刀盛行起来，它不会把可转位刀片（最适合高生产率粗加工到半精加工）或整体硬质合金刀片立铣刀（最适合半精加工到超级精加工）排除在其最适合的工序之外。
第三个选择是可换头立铣刀，它在两类刀具的交叉领域提供优化潜能。
然而，要实现这一中间立铣领域的潜能，可换头概念必须达到一些标准，其中最重要的就是铣刀头接口和系列铣刀头。
这是新型可换头立铣刀概念CoroMill316的核心。
可换头的铣刀头与刀柄之间的刀具接口必须牢固、精密并易于操作。
可换头的铣刀头即切削刀具）以及相关的刀柄系列必须采用最新技术，且必须具备可换头概念的真正优势。
刀具及其应用领域必须得到快速交付和应用知识的支持。
CoroMill316接口的核心是一个拥有专利的特制螺纹自定心螺杆。
它旨在将铣刀头拉住并固定在刀柄上，使之没有间隙。
轴向支撑面很大，沿圆锥面的径向支撑面也是如此，铣刀头内端得到刀柄内部的支撑，因而具备极高的抗弯强度。
对现有可转位刀片的功能缺陷分析与设计思想的建议
对现有可转位刀片的功能缺陷分析与设计思想的建议摘要：因为，工件的强度与硬度、刀具的耐用度都有一定的分散性，可转位刀片只能以工件强度与硬度最高、刀具最低耐用度、工艺系统最低刚度时的标准(并留有一定的安全余量)来考虑约束条件。
所以现可转位刀片技术一次性运算所选取的优化操作参数，只能保证在全部切削过程中不违背约束条件，只是大批量生产条件下的刀片静态几何参数重复与调换技术，在不同产品的全部生产中的优化效益不一定最理想。
因而。
可转位刀片的功能优化就是一个现实亟待解决的问题。
本文就此分析了可转位刀片的功能优化问题。
1 结构优化的主要内容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．在实际生产中．刀体的结构参数基本上是不变的。
通过调换不同参数的刀片或转位来延续刀具的切削性能和使用寿命。
才能获得单一品种或工艺的较高生产效益。
因而，可转位刀片的设计原则与选用，遵循“刀具—工件材料副”，按照刀具分类并遵循标准化、系列化、通用化的单一化原则设计就不能适应整个复杂加工系统，不能具体解决加工条件复杂、品种变化多样、工序集中并尽量复合化的综合效率问题。
近些年来。
由于科学技术的不断进步和人们消费需求的不断异化，产品的寿命周期缩短，产品更新换代的速度加快，迫使许多生产企业走上多品种、小批量的生产方式。
以适应市场多变性及提高本企业产品的市场占有率的需求。
这就对为少品种大批量生产奠定基础、开辟道路的标准化设计原则提出了挑战。
1.1 各种刀具材料独特的优势和适用范围相互补充替代现各种刀具材料的性能都有显著的提高，形成了每种刀具材料独特的优势和适用范围又相互补充替代的格局。
但可转位刀片的调换技术不能仅是同类或不同类刀具材料静态参数延续的重复，还应该包括不同刀具材料动态几何参数的优化和调整功能。
刀片新牌号的开发应包括相应断屑槽型与几何参数的改进，以适应被加工件及不同工序对断屑的要求，并起到降低切削力、减少振动使切削更加轻快的作用。
可转位刀具断屑槽结构对机械加工的影响
刀具断屑槽对机械加工的影响（沈阳工程学院，沈阳1101306）摘要：断屑是机械加工中保证加工质量的关键一环，利用刀具断屑槽进行合理断屑是断屑方法中非常有效的一种断屑方法。
本文对断屑槽各参数对断屑的影响进行了细致的理论分析，同时结合实验验证，总结了不同断屑槽适合那类机械加工。
关键词：切屑控制；断屑槽；断屑中图分类号：在机械加工中，金属切削过程是刀具和工件相互作用的过程，因此刀具选择的好坏直接影响着加工质量和生产效率。
过去，由于生产效率低，人们对刀具的要求不高。
随着数控机床、加工中心以及各种自动化生产过程的出现，人们对刀具提出了新的要求。
在实际加工过程中，硬质合金可转位刀具因具有寿命长、生产率高、刀具成本低、断屑性能好，成为机械加工中应用最广的刀具。
断屑是在金属切削加工中为了便于排除和处理切屑，将切屑折断成适当的长度。
切屑过长将会影响加工表面质量、刀具寿命，、操作者的安全以及生产效率。
如果断屑方法或参数选择不合理，切屑过碎，则造成切屑飞散和堆积，引起切削振动，损害刀具寿命，降低加工质量。
因此，断屑是机械加工特别是自动化生产中保证加工质量、提高生产率的一个关键技术。
可转位刀具刀片断屑槽就是使切屑能按预先设定的方式进行卷曲、流动和折断，使其形成“可接受”的良好屑形，从而实现对切屑的有效控制。
本文就可转位刀具断屑槽结构参数对机械加工的影响作出了分析。
1 断屑槽形状对断屑的影响目前世界上刀具的槽形大致可以分为两种，一种是不变截面槽形，一种是变截面槽形。
不变截面槽形刀片在使用中刀具主切削刃上，每一点的法向截面上的前角是基本不变的。
变截面槽形刀片的主切削刃上，每一点的法向截面上的前角是变化的。
在实际切削中变截面槽形由于每点的前角不同，切屑的卷曲和变形不同，因此其断屑性能比较稳定，断屑范围比较宽。
从槽形断面形状上进行区分，断屑槽型分为三种，分别为直线圆弧型、直线型和全圆弧型，如图1所示。
直线圆弧型断屑槽由一段直线和一段圆弧连接而成，槽底圆弧半径R即不能太大，也不能太小。
可转位车刀的改进初探
刀片— —承担切削 ， 形成被加工表面 ； 刀垫——保 护刀体 ， 确定刀片位置 ； 紧元件——夹 紧刀片及 刀垫 ； 夹 戈） 刀体——刀 体及（ 刀垫的载体 ， 或） 承担和传 递切 削力及切削扭矩 ， 完成刀片 与机床的联 接。 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 。毫无疑问 ， 可转位刀
的工 件 ， 以减 少 刀 片 的 品 种 ， 约 刀 杆 材 料 和 刃 磨 时 间 ， 简 可 节 也
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 。可转位刀具一般 由刀片 、 刀
料或加工要求变 动时 ， 这种结构便 不能适应 。
买刀具 的费用 ，一方 面 ，采 用什么样 的刀具会影 响到产品工 艺、 机床 的选型和配置 、 生产效率 、 品质量 等 ， 产 因而受到越来 越多 的重视 ； 另一方 面 ， 自制 刀具是 否划算？人力物力 的投入 也成为企业考虑 的问题 。企业 内部 的成本核算推进 了生 产过
１ 可转位 刀 垫 的计 算
刀垫任意剖面角度变换的向量计算 示意图如图 ２ 所示 。 、
、
片 的出现 ， 基本上解决 了刀杆材料大量浪费和贵重 的硬质合金 刀片材料 可以回收的问题 。但这种可转位刀片 ， 其几何角度仍 按加工对 象 的材料性 质和加工要求 等所 确定 ，从而 限制了刀
试论车床类刀具重磨与断屑槽调整的技术含量与推广建议
移 ，对 直 线 型 断 屑槽 而 言 ，则槽 底 角加 大 ，均 起 卷
２ ．可转 位 断屑 槽 的大批 量 生产特 性
车床类 刀 具 断 屑槽 一 经 制 造 便 被 固定 下来 。 由于刃 口强 度 的 限制 ，其 深 度 不可 能 太 大 ，一 般
槽深约为槽 宽 的 １ ／ １ ０左 右 … ， 因 此 控 制 卷 屑 的 能
可靠断屑 。 国标 （ Ｇ Ｂ ２ ０ ７ ６ —８ ７ ）所 推 荐 的 ２ ３种 槽 形 ， 以及 １ ９ ８ ８年 以来 ，在 技术 引 进 （ 包 括模 具 进 口）
的基础上 新 开发 的 一批 新槽 形 ，大都 是 在计 算 机 辅助设计 、辅助 制 造技 术 新技 术支 撑 下 开发 出来
以 Ａ形 断 屑槽 为例 ，其 槽底 起 主要 作 用 ，其 后壁 为避 免切 屑碰 上时产 生 过大 的冲击 而引起 系
度 （ 平 行式 ）
＝ ４～ ４ ． ５ ｍ ｍ，如减少 ０ ． ８～１ ｍ ｍ，
则切深需 减 少 １ ｍ ｍ，进 给 量 需 减 少 ０ ． １ ｍ ｍ；如 切
削合金结构钢与工具钢 时 ，卷屑槽 宽度 （ 平 行式 ）
Ｐ ｒ ｏ ｔ 。 ＆ Ｔ ｅ ｃ Ｉ 吲 鲺 拽
在切屑形状 与 控制 理 论所 推 荐 的 车床 类 刀具 刀头切 削部分 卷 屑槽 参数 （ 主剖 面形 状 、与 主 刀 刃之间的倾斜 角 以及 卷 屑槽 宽 度 ） 中 ，只有卷 屑
可转位车刀的选择及设计
可转位车刀的选择及设计1.在工程应用中的优点与缺点可转位车刀就是机夹式刀具，有刀片，刀排锁紧装置组成，车削时遇刀具磨损了，只要松开锁紧转一个角度紧固就能继续使用了，比焊接式普通刀具方便，可转位车刀：价格较高，形状是标准的，如果工件有临时变化那又要重新买了，因为这不能重磨。
由于不需要磨刀所以工人上手比较快，适合于大批量高精度的数控加工。
避免了硬质合金钎焊时容易产生裂纹的缺陷;可转位刀片适合用气相沉积法在硬质合金刀片表面沉积薄层更硬的材料(碳化钛氮化钛和氧化铝),以提高切削性能;换刀时间较短;由于可转位刀片是标准化和集中生产的,刀片几何参数一致性强,切屑控制稳定。
因此可转位刀具得到广泛应用,如各种车刀、镗刀、铣刀、外表面拉刀、大直径深孔钻和套料钻等2.主要应用领域可转位式刀具取代了焊接刀具,并且,应用,显示了它的优越性。
但是,推广速度仍然比较缓慢。
当然,原因是多方面的，其中,刀杆结构与刀片的精化(重磨)问题,在部份企业不易解决,是影响推广的因素之一。
3.刀片材料，选型中注意的几类问题多数可转位刀具的刀片采用硬质合金,也有采用陶瓷、多晶立方氮化硼或多晶金刚石车外圆的刀片:选用原则主要是根据加工工艺的具体情况决定。
一般要选通用性较高的及在同一刀片上切削刃数较多刀片。
粗车时选较大尺寸，精、半精车时选较小尺寸。
S形:四个刃口，刃口较短(指同等内切圆直径)，刀尖强度较高，主要用于75°、45°车刀，在内孔刀中用于加工通孔。
T形:三个刃口，刃口较长，刀尖强度低，在普通车床上使用时常采用带副偏角的刀片以提高刀尖强度。
主要用于90°车刀。
在内孔车刀中主要用于加工盲孔、台阶孔。
C形:有两种刀尖角。
100°刀尖角的两个刀尖强度高，一般做成75°车刀，用来粗车外圆、端面，80°刀尖角的两个刃口强度较高，用它不用换刀即可加工端面或圆柱面，在内孔车刀中一般用于加工台阶孔。
哈工大机械制造技术基础——可转位车刀设计
Harbin Institute of Technology课程大作业说明书课程名椒：______________________ 设计题目：______________________ 院系：_________________________ 班级：_________________________ 设计者：________________________ 学号：_________________________ 指导教师：______________________ 设计时间：______________________哈尔滨工业大学目录设计题目 (3)可转位端面车刀设计 (3)一、选择刀片夹固结 (3)二、选择刀片结构材料 (3)三、选择车刀合理角度 (3)四、选择切屑用量 (4)五、刀片型号和尺寸 (4)六、选择硬质合金刀垫型号和尺寸 (5)七、计算刀槽角度 (5)八、计算铳制刀槽时所需的角度 (7)九、选择刀杆材料和尺寸 (8)十、上压式结构 (8)十一、绘制车刀结构简图 (9)参考文献 (10)设计题目设计车小端端面的可转位车刀可转位端面车刀设计一、选择刀片夹固结工件的直径D为160mm,工件长度L二200mm。
因此可以在普通机床CA6140 ±加工。
表面粗糙度要求U ni,为精加工，但由于可转为车刀刃倾角人通常取负值，切屑流向已加工表面从而划伤工件，因此只能达到半精加工，按题设要求，采用上压式的夹紧方式。
二、选择刀片结构材料加工工件材料为HT200,且加工工序为粗车，半精车了两道工序。
由于加工材料为铸铁, 因此刀片材料可以采用YG系列，YG8用于粗加工脆性材料，YG6用于半精加工脆性材料，本题要求达到半精加工，因此材料选择YG6硬质合金。
三、选择车刀合理角度根据《机械制造技术基础》刀具合理几何参数的选择，并考虑可转位车刀几何角度的形成特点，四个角度做如卞选择：前角人：根据参考文献［1］表，工件材料为HT200,半精车，因此前角可选/0=8°,后角％：根据参考文献［1］表，工件材料为HT200,半精车，因此后角可选心=4。
立装可转位槽铣刀的设计开发-开题报告
哈尔滨理工大学机械动力工程学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名学号专业班级指导教师20 年3月10 日课题来源：企业合作项目课题题目：立装可转位槽铣刀的设计开发课题研究的意义和国内外研究现状：课题研究的意义：随着现代加工技术的不断发展,可转位刀具在机械制造业的应用日益广泛,对可转位刀具产品的技术要求也越来越高。
现代可转位刀具不仅应能满足高速切削、干式切削等先进切削技术的需要,而且对产品功能的多样化、结构的合理化、外观造型的美观等方面也提出了更高要求。
由于可转位刀具形状及装配关系复杂,排屑槽多为曲面,尺寸大都为投影尺寸,设计工作繁琐,采用传统的手工绘图设计方法效率很低,费时费力,且不易保证设计质量。
应用UG(Unigraphics)软件的三维实体造型(3D Solid Mod-eling)及数控编程(Manufacture)功能,使可转位刀具的设计变得简单、方便,大大提高了设计效率和设计精度,且易于实现产品的CAD/CAM一体化开发。
实践证明,基于UG 的可转位槽铣刀刀具设计不仅可缩短产品开发周期,提高产品质量,而且在节约原材料、提高产品一次合格率等方面也可取得明显成效[1]。
可转位刀具的刀槽、排屑槽有时是由一些不规则曲面构成,采用手工绘图方式很难完成甚至不可能完成设计。
与手工绘图相比,采用UG软件则可快速、方便、精确地完成设计图;应用UG软件还可直观地显示刀具和零件的三维实体,检查所设计的刀具是否符合要求,在加工过程中与零件是否会有干涉;通过实现CAD/CAM 一体化,大大加快了刀具的研发周期[2-3]。
国内外研究现状：刀具结构和几何参数的改进,是研究开发高效、高精、高耐用度刀具的重要手段。
一般说来,对刀具的结构要做到夹紧定位快速、准确、可靠,刀具精度和刚性高。
随着各种涂层硬质合金刀片、陶瓷刀片、金刚石薄膜涂层刀片等超硬刀片应用的日益扩大,可转位结构的刀具已成为了刀具结构发展的主流,已广泛应用于可转位车刀、可转位镗刀、可转位铣刀和可转位钻头等。
可转位高速铣刀刀体加工的工艺优化
大的切削深度和较大的切削宽度的切削策略。其切
削参数设置如表 ２。
表 １ 容屑槽粗加工刀具参数
刀具
说明
直径 Ｄ／ｍｍ 长度 Ｌ／ｍｍ
刀具材料 ＴｉＡ１Ｎ 涂层 ８
螺旋角 ３０°； 前角 １２°
操作
表 ２ 切削参数与切削层设置
ｎ／ｒ／ｍｉｎ－ １
ｆｚ／ｍｍ
ａｅ
７５ ａｐ／ｍｍ
精加工 容屑槽
１０００
０．１２５
· ３９ ·
可转位高速铣刀刀体加工的工艺优化
为 ５°￣１５°） 垂 直 进 退 刀 运 动 方 式 ， 圆 弧 的 水 平 进 退 刀运动方式； 而在曲面轮廓铣中， 常使用圆弧切入、 切出的进退刀运动等方式［５］。其加工导轨如图 ２ 所 示。
的设计误差会被继承下来， 如果按照等齿距刀体的 加工方法， 均匀的分布加工误差， 则很有可能使偏心 量放大， 进而导致严重的动不平衡现象发生。对此， 我们将容屑槽曲面作为一个有质量的不同厚度的片 体分别向内、外两侧偏置， 以在容屑槽内加、减材料 （ 如图 ３） ， 将使刀体质心不超差的最大变化量作为 加工的可控公差值（ 如表 ３） 输入到 ＵＧ 软件加工模 组的切削参数中。
ＹＧ 类 与 ＹＷ 类 硬 质 合 金 刀 具 具 备 较 好 综 合 性 能 ， 其 中 ＹＷ 类 硬 质 合 金 的 性 能 则 更 优 ， 是 加 工 耐 热 钢、高锰钢与不锈钢等难加工合金钢的较为理想的 刀具材料。在涂层 刀 具 中 ， ＴｉＣ 的 硬 度 与 耐 磨 性 比 ＴｉＮ 好， 但其化学稳定性较后者差。ＴｉＣＮ 涂层刀具 则兼具 ＴｉＣ 与 ＴｉＮ 的优点。ＴｉＡｌＮ 涂层刀具的综合 性能比 ＴｉＣＮ 还要高， 因而广泛应用于难加工材料 的高速高效加工。ＴｉＡｌＮ 也是本文中的最终优选刀 具材料。
可转位刀片断屑槽几何参数对断屑的影响
的角度进行重新考察。实际上，当前角 γ0、槽宽 Wn 和后壁 升高量 h 确定后，直线圆弧型断屑槽的 Wn/H 值即被限定 在一特定范围内，如图 4 所示。
在图 4（a）中，直线圆弧型演变为全圆弧型，槽深 H
最小，宽深比 Wn/H 最大，此时有：
Ｒ＝
姨Ｗ２n +h2
2sin（γ０＋arctan（h/Wn））
它额外装置和综合成本低等优点。但断屑槽设计的优劣，
对硬质合金可转位刀片的使用性能起着至关重要的作
用。采用断屑槽断屑虽有简单易行、不需附加装置的优
点，但是对一种刀片来说其断屑范围有限，在不同的切削
条件下，对断屑槽几何参数有不同的要求。正确理解可转
位刀片断屑槽几何参数对切屑的影响，对保证加工质量
有重要的意义。
SPECIAL REPORT 金属加工 / 工具 / 工艺 / 工装
h
Hmin
γ
R γ
三维断屑槽结构来扩大断屑范围。
2.3 刀尖角平分线上槽宽 WΦ 的影响 三维槽型断屑效果与二维槽型断屑效果最大的不同
是三维槽对切屑产生较大的横向弯矩，从而使得切屑的
受力状态和流屑角发生了改变，有利于切屑的折断。而产
不易折断。增大槽深 H 断屑槽深度可以在一定程度上减
小槽底对切屑的阻碍，降低切削力，也直接影响刀片的刃
口强度，H 大时，刀片强度下降，易崩刃。
2.5 刃口高度 h 的影响
Wn br
θ
刃口高度以 h 是指棱
带顶面与刀片顶面之间的
h
H
γ
高度差，见图 3 所示。降低
棱带高度，即增大后壁升高
量，使有效断屑槽深度降 图 3 刃口高度 h 的定义 低，刀片的法向前角减小，
非螺旋排屑结构可转位铣刀的改进
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｎ ｏ ｎ ｓ ｐ ｉ ｒ ｌ ；ｃ ａ ｈ ｉ ｐ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ；ｔ ａ ｎ ｄ ｅ ｍ ｔ ｙ ｐ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｕｌ ｇ ａ ｒ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ；ｉ ｎ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｔ ｔ ｙ ｐ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｕｌ ｇ ｒ ａ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
深度 、 圆弧 等 因 素 。经 验 分 析 ， 开 角不 易 小 于 ６ ５ 。 ， 过小 的角度 不利 于铁 屑沿 切线 方 向甩 出。深度 则依
据 圆弧 的大 小 ， 通 常是 圆弧半径 的一 半 ， 而 圆弧的设 计 一 般采用 直径 １ ２—１ ６ ｍ ｍ 的球头铣 刀 加 工 。草 图
表 １ 螺旋槽 常见参数
参数
１ ２
３
开角（ 。 ）
６ ５ ７ ０
９ ０
深度（ ｍｍ）
４ —８ ３—６
２ ． ５ —５
圆弧 尺（ ｍｍ）
８ ６
５ Biblioteka 螺旋 角 的选 择 主要依 据刀 具 的外径 、 刃长、 加 工 材料 等 因素 ， 再 通 过 螺 距计 算 出合 理 的 螺旋 角 。在 Ｕ Ｇ ８ ． ０中通 过 “ 插 入一 曲 线一螺 旋 线 ” 选项 ， 绘 制 出 螺旋 线 ， 再 在螺 旋线 上 某 点 的 切线 方 向做 平 面 来 绘
铁屑 ， 从 而避免 铁屑对 切 削 的影 响 。对立 铣刀 而言 ， 传 统 排屑槽 都是 以螺 旋形 为主 。
可转位刀片三维断屑槽CAT／CAD／CAM系统
可转位刀片三维断屑槽CAT／CAD／CAM系统
熊晓萍;石东平
【期刊名称】《计算机辅助工程》
【年(卷),期】1996(005)004
【摘要】本文阐述了一个可转位刀片三维断槽测量，设计与制造的有关，实用的ＣＡＴ／ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，并对该开发系统各部分结构和功能进行了简介。
【总页数】6页(P28-33)
【作者】熊晓萍;石东平
【作者单位】华中理工大学机械学院;华中理工大学机械学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG71
【相关文献】
1.可转位刀片三维断屑槽CAT／CAD／CAM系统 [J], 熊晓萍;石东平
2.可转位刀片复杂断屑槽断屑机理探讨 [J], 王频;胡荣生
3.可转位刀片断屑槽几何参数对断屑的影响 [J], 韩玉娟
4.可转位刀片断屑槽断屑性能及其槽构技术研究 [J], 何耿煌;吴冲浒;刘献礼;张守全;邹伶俐
5.国产常用可转位刀片断屑槽断屑性能的研究 [J], 王频;胡荣生
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可转位刀片断屑槽的改进设计
一、前言
切屑控制是金属切削加工生产中需要研究解决的重要问题。
不良的切屑会伤害操作人员，影响已加工零件的表面质量，损坏机床和刀具，增加辅助工时和影响生产率。
随着CNC 、FMS 、和CIMS 等各种自动化技术的发展，切屑控制问题变得更加重要，因为不良的切屑将使自动化生产线不能正常运转。
切屑控制的基本问题之一是要使切屑可靠折断。
目前最常用的方法是用断屑槽断屑。
断屑槽断屑是利用材料的加工硬化和受冲击、受挤压而达到破坏强度的原理。
由于可转位刀片断屑槽对切屑处理、切削阻力、刀具寿命、加工精度等方面的重要作用，近二十年来断屑槽的槽型也在不断改进之中，相继开发了具有直线刃、折线刃、曲线刃与曲面型、多面型凸起、凹坑型等型面相结合的断屑槽，槽型曲面变得愈来愈复杂，其断屑性能也随之不断改进。
研制新型断屑槽型是开发新型刀片，改善刀片切削性能的有效途径之一。
二、断屑槽槽型的改进设计
断屑槽通常可以按用途分为精加工、半精
加工和粗加工用断屑槽。
为了改进刀片槽型为M5
的硬质合金可转位刀片在粗车钢、不锈钢、铸铁
时的切削性能，提高刀片使用寿命，对其M5型断屑槽进行了改进设计。
图1所示为改进前后的断屑槽槽型。
改进设计的要点是采用负倒棱和凹坑组合的断屑槽槽型。
因为切削过程中，切屑从刀具前刀面流出时，切屑底层与断屑槽的槽底发生
强烈的摩擦，会产生大量的热量，切削热不断地
从切屑传递到刀片，致使刀片产生磨损。
图2所示，在断屑槽底切出一个凹坑可以使刀片与切屑底层的接触面积达到最少，以减少刀片的磨损，提高刀片的使用寿命。
5°正前角的负倒棱设计是为了降低切削过程中产生的切削力。
三、改进前后刀片切削性能比较 1. 切削力比较
改进后的M5(New)型断屑槽采用5°正前角的负倒棱，负倒棱的设计是影响切削力的主要因素，其中主要是对轴向力和径向力的影响。
图3、图4、图5为改进前后刀片在
V c =150m/min, a p =4mm 车削工件材料为SS1672时切削力分量的对比数据。
结果表明：在切削钢、不锈钢时M5(New)和M5比较轴向力和径向力分别降低8%～10 %和12%～14%，切向力基本不变。
(a)M5
(b)M5(New)
图1
(a)M5 (b)M5(New) 图2
图3
图4 图5
2. 刀具使用寿命比较
对M5型硬质合金可转位刀片的改进设计主要是为了提高其在加工钢、不锈钢、铸铁时的切削性能。
表1、表2、表3为相同切削条件下M5和M5(New)在车削钢、不锈钢、铸铁时刀具寿命的比较，其中表1是车削工件材料为C45的钢轮毂外圆；表2是车削工件材料为GGG50的铸铁轮毂的内孔；表3为车削工件材料为F51的不锈钢法兰外表面。
显然与M5相比M5(New)在相同的切削条件下，其刀具使用寿命大大提高。
四、结论
通过改进前后可转位刀片切削性能的比较，在相同的切削条件下，采用负倒棱和凹坑组合的断屑槽槽型改进设计，其刀片使用寿命大大提高。