外圆表面加工常用工艺装备(上)

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一、 焊接式车刀和可转位车刀
: K! r8 n6 X5 t* F9 i/ d　　（一）硬质合金焊接式车刀
　　硬质合金焊接式车刀是由硬质合金刀片和普通结构钢刀杆通过焊接而成。其优点是结构简单、制造方便、刀具刚性好、使用灵活，故应用较为广泛。图 6-13 所示为焊接式车刀。
　　1 ．刀片型号及其选择
　　硬质合金刀片（ carbide tip ）除正确选用材料和牌号外，还应合理选择其型号。表 6-1 为硬质合金焊接式刀片示例。焊接式车刀刀片分为 A 、 B 、 C 、 D 、E 五类。刀片型号由一个字母和一个或二个数字组成。字母表示刀片形状、数字代表刀片主要尺寸。
; A  G8 ~4 H" Y) u! r6 `1 Y  k

& F/ |9 ~% Q7 T5 o  @; ~　　刀片尺寸中的 l 要根据背吃刀量和主偏角确定。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 ％。对于切断刀、车槽刀用的 l 应该根据槽宽或切断刀的宽度选取，切断刀可按 l = 0.6d 0.5 估计（式中 d 为工件直径）。刀片尺寸中的 t 的大小要考虑重磨次数和刀头结构尺寸的大小。刀片尺寸中的 s 要根据切削力的大小等因素确定。
　　2 ．刀槽的形状和尺寸
　　图 6 — 14 为所用的刀槽形式。

　开口式 制造简单，焊接面积小，适用于C 型和 D 型刀片。
　　半封闭式 焊接后刀片较牢固，但刀槽加工不便，适用于 A ， B 型刀片。
　　封闭式 能增加焊接面积，但制造困难，适用于 E 型刀片。
　　切口式 用于车槽，切断刀。可使刀片焊接牢固，但制造复杂，适用于 E 型刀片。
　　槽尺寸 hg , bg , Lg 应与刀片尺寸相适应。为便于刃磨，一般要使刀片露出刀槽 0.5 ～ 1mm ，刀槽后角 α 0g 要比刀具后角 α 0 大 2 °～ 4 ° 。如图 6 –15 所示。

　　3 ．刀杆及刀头的形状和尺寸
# @5 ^! G7 |2 s1 z　　刀杆的截面尺寸一般可按机床中心高确定。见表 2-25 。
　　刀杆上支承部分高度 H 1 与刀片厚度 S 应有一定的比例，如图 6 — 16 所示： H 1/s ＞ 3 时焊接后刀片表面引起的拉应力不显著，不易产生裂纹； H 1/s ＜ 3 时，刀片表面层的拉应力较大，易出现裂纹。
: c% `. h! E5 D4 _/ `　　刀杆长度可按刀杆高度 H 的 6 倍估计，并选用标准尺寸系列，如 100 、 125 、 150 、 175 、……等。
　　刀头形状一般有直头和弯头两种。直头制造容易，弯头通用性好。刀头尺寸主要有刀头有效长度 L 及刀尖偏距 m ，如图 6 — 17 所示。可按下式计算：
* q0 c/ d0 D( \/ \
% F4 c6 z9 R" M( ]2 q4 q$ |5 ~, a
* ~5 w, q' r2 R5 ^, v　　直头车刀 m ＞ lcos κ r 或（ B–m ）＞ tcos κ / r ;
0 t, g# G; d: S4 o　　45 ° 弯头车刀 m ＞ tcos45 0 ；
　　90 ° 外圆车刀 m ≈ B/4 ； L = 1.2L
' B) x1 u  d, O" }+ f" t3 Y　　切断刀 m ≈ L/3, L ＞ R （工件半径）。
可转位车刀
% e# ]9 S/ y6 L( U　　1 ．可转位车刀特点
　　可转位车刀是用机械夹固的方式将可转位刀片固定在刀槽中而组成的车刀，当刀片上一条切削刃磨钝后，松开夹紧机构，将刀片转过一个角度，调换一个新的刀刃，夹紧后即可继续进行切削。和焊接式车刀相比，它有如下特点：
& y+ I2 x& D  B( d$ P5 ], x　　（ 1 ）刀片未经焊接，无热应力，可充分发挥刀具材料性能，耐用度高；
　　（ 2 ）刀片更换迅速，方便，节省辅助时间，提高生产率；
　　（ 3 ）刀杆多次使用，降低刀具费用；
0 y6 O2 Y/ T2 f/ a' p3 E4 h( o　　（ 4 ）能使用涂层刀片、陶瓷刀片、立方氮化硼和金刚石复合刀片；
7 F+ ~) k; k: h" Y  {　　（ 5 ）结构复杂，加工要求高；一次性投资费用较大；
　　（ 6 ）不能由使用者随意刃磨，使用不灵活。
　　2 ．可转位刀片
2 S, D/ m  L1 f& \" ~/ ~
　　图 6–18 所示为可转位刀片标注示例。它有 10 个代号表示。任何一个型号必须用前七位代号。不管是否有第 8 或第 9 位代号，第 10 位代号必须用短划线“—”与前面代号隔开，如
( n, G6 v: T! g　　T N U M 16 04 08 — A 2
: g, u5 h, O& @  W; U　　刀片代号中，号位 1 表示刀片形状。其中正三角形刀片（ T ）和正方形刀片（ S ）为最常用，而棱形刀片（ V 、 D ）适用于仿形和数控加工。
+ M% I2 p# o1 y1 `- ?) e　　号位 2 表示刀片后角。后角 0 ° （ N ）使用最广。
! k# ]0 D: H; ~6 a/ ]+ y; L　　号位 3 表示刀片精度。刀片精度共分 11 级，其中 U 为普通级， M 为中等级，使用较多。
　　号位 4 表示刀片结构。常见的有带孔和不带孔的，主要与采用的夹紧机构有关。
) O$ [: X& q, E: h4 ?; X  _% u　　号位 5 、 6 、 7 表示切削刃长度、刀片厚度、刀尖圆弧半径。
　　号位 8 表示刃口形式。如 F 表示锐刃等，无特殊要求可省略。
　　号位 9 表示切削方向。 R 表示右切刀片， L 表示左切刀片， N 表示左右均可。
1 R+ `+ I$ F) V5 ~　　号位 10 表示断屑槽宽。表 6 — 2 为常用可转位车刀刀片断屑槽槽型特点及适用场合。

　　3 ．可转位车刀的定位夹紧机构

  O; _, |% d* y　　可转位车刀的定位夹紧机构应满足定位正确、夹紧可靠、装卸转位方便、结构简单等要求。图 6 –19 和表 6 – 3 列举了各种典型结构及其特点。
　　4 ．可转位车刀型号表示规则
/ S; ~. s  \0 G; w% |6 E4 p　　可转位车刀型号共有 10 个代号，分别表示车刀的各项特性，如表 6 — 4 所示。
$ }2 Y+ v2 M/ Y& {　　第 1 位代号表示刀片夹紧方式，如表 6 — 5 所示。
7 O+ [0 w8 i3 D' _　　第 2 、 4 、 5 、 9 位代号与刀片型号中的代号意义相同。
, M6 Z7 ~9 ~% O: I( t$ k2 X　　第 3 位代号表示刀头部形式，共 19 种。例如： A 表示主偏角为 90 ° 的直头外圆车刀； W 表示主偏角为 60 ° 的偏头端面车刀。
　　第 6 、 7 、 8 位代号分别表示车刀的刀尖高度、刀杆宽度、车刀长度。其中刀尖高度和刀杆宽度分别用二位数字表示。如刀尖高度为 32mm ，则代号为 32 。当车刀长度为标准长度时，第 8 位用“—”表示；若车刀长度不适合标准长时，则用一个字母表示，每个字母代表不同长度（见 GB5343.1 — 85 ）。
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表6-4
9 z9 Y- U* B" u& M7 e5 Q. P
: C7 {/ T: s9 w) a# b1 T　第10位代号用一个字母代表车刀不同的测量基准，见表6—6所示。
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