内孔车刀

第一章 焊接内孔车刀的整体布局
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焊接内孔车刀的设计
§1.1 概述
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 装配式车刀和机械夹固刀片的车刀。机械夹固刀片的车刀又可分为机床车刀和可 转位车刀。机械夹固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。
目录 绪论……………………………………………………………3
第一章 焊接内孔车刀的整体布局…………………………………6
§1.1 概述.............................................................................6 §1.2 零件图分析....................................................................... 6
结合各方面的因素如：刀头的设计、刀杆的设计与计算及刀杆、刀片材料的 选择等使所设计的焊接内孔车刀达到设计要求，保证其所加工的零件达到精度要 求，并提高刀具的加工效率是本次设计的主要内容。车内孔时为达到精度要求应 用两把车刀：粗车刀和精车刀。通过设计这两把刀来达到所车孔的要求。
关键词： 刀头材料 刀头角度 刀杆长度
焊接内孔车刀的设计
浙江交通职业技术学院 11420410
摘要
刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既 包括刀具，还包括磨具。车孔是常用的加工方法，精度等级可达 IT7～IT8，表 面粗糙度 Ra 6.3～0.8μm。刀具的分类有多种，如车刀、刨刀、镗刀、铣刀、拉刀、 铰刀等。车孔刀的种类很多，按孔的结构，可分为通孔车刀和盲孔车刀；焊接内
内孔车刀可做成整体式；为节省刀具材料和增加刀柄强度，也可把高速钢或硬 质合金做成较小的刀头，安装在碳钢或合金钢制成的刀柄前端的方孔中，上面用 螺钉固定。
§1.2 零件图分析
技术要求 材料：45 钢锻件
图 1—1 轴承套零件图
1.粗车孔 时启动车床，加注充分的切削液，车削基本上与车外圆相同，只是进刀和退 刀的方向相反。在粗车时要进行试车削，其横向进给量为径向余量的 1/2。车孔 余量为 5mm，分两次进给。分别取背吃刀量约为 2mm、1mm，切削速度约 为 30m/min(n=400r/min)，进给量约为 0.4mm/r。当车刀纵向切削至 2mm 左右时， 纵向快速退刀（横向不动），然后停止车床进行测量。 2.精车孔 背吃刀量约为 0.2mm，切削速度约为 60m/min(n=710r/min),进给量约为 0.1mm/r，其余加工同粗车。若孔的尺寸不到位，则需微量横向进刀后再次测量， 直至车出整个内孔表面。 我国机械刀具的发展现状不容乐观，尤其在数控刀具方面我国与世界差距很 大。早期出厂的某些加工中心，由于刀库、机械手等质量问题影响主机使用，主 轴轴承及转台的精度达不到用户要求。据大连、沈阳多家用户反映，国产数控机 床的主要故障大多出在功能部件上，它是影响国产数控机床使用的主要根源。从 国产数控机床的开发和使用来看，功能部件急需技术攻关并实现产业化。 随着数控机床向高速、高精、智能、复合、环保方面发展，对数控刀具提出 了“高精度、高效率、高可靠性和专门化”的新要求。在调研中，用户对国产数 控刀具滞后现象反映相当强烈。国产数控刀具在寿命、可靠性等方面差距明显， 无论在品种、性能和质量上都远远不能满足用户要求。由于国产刀具品种少、寿 命低，严重影响数控机床效率的发挥。调研企业进口的数控机床，配用大量进口 数控刀具，由于价格昂贵，用户不堪负担。据反映，汽车发动机制造业、航空设 备制造企业等大量进口数控刀具。据不完全统计，沈阳 5 家企业年进口数控刀具 5 千多万元。 近年来，国外切削刀具材料发展迅速，尤其是随着涂层技术的不断发展，
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德州职业技术学院毕业设计论文
孔车刀是孔加工中不可缺少的重要刀具，在实际生产中得到广泛应用。数控刀具 的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机 夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具， 减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：①高速钢刀具；②硬质合金刀 具；③金刚石
绪论
刀具是切削加工中不可缺少的重要工具，无论是普通机床，还是先进的数控
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德州职业技术学院毕业设计论文
机床(NC)、加工中心(MC)和柔性制造系统(FMC)，都必须依靠刀具才能完成切削 加工。刀具的发展对提高生产率和加工质量具有直接影响。刀具材料、刀具结构 和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作 用。刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既 包括刀具，还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制 造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金 属切削刀具。刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床 的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣 刀等。带柄的刀具通常有矩形柄、圆柱柄和圆锥柄三种。圆锥柄靠锥度承受轴向 推力，并借助摩擦力传递扭矩；圆柱柄一般适用于较小的麻花钻、立铣刀等刀具， 切削时借助夹紧时所产生的摩擦力传递扭转力矩。很多带柄的刀具的柄部用低合 金钢制成，而工作部分则用高速钢把两部分对焊而成。 刀具的工作部分就是产生和处理切屑的部分，包括刀刃、使切屑断碎或卷拢的结 构、排屑或容储切屑的空间、切削液的通道等结构要素。有的刀具的工作部分就 是切削部分，如车刀、刨刀、镗刀和铣刀等；有的刀具的工作部分则包含切削部 分和校准部分，如钻头、扩孔钻、铰刀、内表面拉刀和丝锥等。切削部分的作用 是用刀刃切除切屑，校准部分的作用是修光已切削的加工表面和引导刀具。而刀 具在加工过程中必然是对高速旋转的工件，它是否能保持平衡就显得十分重要。 高速加工的使用者要求经过动平衡的切削刀具，以便减少调整刀具平衡的时间， 延长刀具使用寿命，改进被加工零件的精度以及增加主轴轴承的寿命。车孔刀的 种类很多，按孔的结构，可分为通孔车刀和盲孔车刀；按刀具切削部分的材料， 可分高速钢和硬质合金内孔车刀；按刀的结构，可分焊接式、整体式、装配式、 可转位式。车孔刀刚性差，切削时易产生振动，所以车孔刀的主偏角 r 选得较 大，以减少径向力，车铸铁孔或精镗时一般取 r =90°；而粗车钢件孔时，取 r =60°～75°，以提高刀具的寿命。调整刀头麻烦，效率低，并对操作工人的 技术要求较高，只能用于单件小批生产。但结构简单，制造方便，通用性广，车 孔刀适用于孔的粗、精加工。车孔是常用的加工方法，精度等级可达 IT7～IT8， 表面粗糙度 Ra 6.3～0.8μm。通孔车刀切削部分的几何形状基本上与外圆车刀相
§2.3 刀具的安装与夹紧......................................................... 20 §2.4 刀具使用时的注意事项.................................................... 21 结论………………………………………………………23 参考文献…………………………………………………24 致谢………………………………………………………25
§2.1.1 刀具材料应具备的性能.............................................................................. 13 §2.1.2 常用的刀具材料...........................................................................................14
§ 2.2 刀片的选择.................................................................17
§2.2.1 刀片形状.......................................................................................................17 §2.2.2 刀具几何角度...............................................................................................18
§1.4 刀杆的设计与计算...........................................................9
§1.4.1 刀杆的设计.....................................................................................................9 §1.4.2 刀杆的计算...................................................................................................10
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金属切除率一直呈直线上升，制造业的生产效率大大提高。切削刀具材料正逐渐 向高效加工、硬加工、干式加工、超精密加工和新型难加工材料加工的方向发展。 纵观国外驰名的刀具品牌,它们都有一些共同特征,即质量超群、品种齐全、应用 领先。
厂家自制刀具多采用高温铜焊，焊接温度高，合金刀头应力大，裂纹情况居 多。加工时容易产生崩刃，裂纹等破损情况，据统计比例占到 50%以上。我们采 用了高频低温焊接的工艺，有效的避免了以上情况，焊接裂纹的比例不到 2%。
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பைடு நூலகம்
焊接内孔车刀的设计
似（图 3-14a）。为了减小径向切削抗力并防止车孔时振动，主偏角 r 应取得大 些，一般在 60°～75°之间，副偏角 r 一般为 15°～30°。为了防止内孔车刀 后刀面和孔壁的摩擦且又不使后角磨的太大，一般内孔车刀磨成两个后角 ao1 和 ao2 （图 3-14c），其中 ao1 为 6°～12°， ao2 约为 30°。
第二章 刀具的材料与安装...................................................................................... 13
§2.1 刀具材料..................................................................... 13
§1.3 刀头的设计......................................................................................................... 8
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焊接内孔车刀的设计
§1.3.1 刀头的结构.......................................................................................................8 §1.3.2 刀头的角度调整.............................................................................................9
孔加工刀具一般可分为两大类：一类是从实体材料上加工出孔的刀具，常用的 有麻花钻、中心钻和深孔钻等；另一类是对工件上已有孔进行再加工的刀具，常 用的有扩孔钻、铰刀及镗刀等。例如，下图示标准高速钢麻花钻的结构。工作部 分（刀体）的前端为切削部分，承担主要的切削工作，后端为导向部分，起引导 钻头的作用，也是切削部分的后备部分。