硬质合金可转位车刀设计

硬质合金可转位车刀设

计

文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

七、硬质合金可转位车刀设计

［原始条件］

加工推动架工序1中车￠50端面，工件材料HT200，铸件。表面粗糙度要求达到Ra6.3，需采用粗车完成其端面车削，总余量为3 mm，使用机床为CA6140普通车床。

试设计一把硬质合金可转位车刀。

设计步骤为：

（1）选择刀片夹固结构。考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，由《切削手册》表4-22典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。

（2）选择刀片材料（硬质合金牌号）。由原始条件给定：被加工工件材料为HT200，连续切削，完成粗车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。

（3）选择车刀合理角度。根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：①前角γo= 15°；②后角?o= 5°；③主偏角k r = 90°；④刃倾角λs= -6°。

后角?o的实际数值以及副后角??o和副偏角k?rg在计算刀槽角度时，经校验后确定。

（4）选择切削用量。根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。

粗车时：切削深度a

p

=3mm，进给量f=0.5mm/r，切削速度v=

122m/min ；

（5）选择刀片型号和尺寸：

①选择刀片有无中心固定孔。由于刀片夹具结构已选定为偏心式，因此应选用中心有固定孔的刀片。

②选择刀片形状。按选定的主偏角k r = 90°，根据《切削手册》表

4-20刀片形状的选择原则，选用正三角形刀片。

③选择刀片精度等级。由《切削手册》表4-17刀片精度等级的选择

原则，选用U级。

④选择刀片内切圆直径d（或刀片边长L）。根据已确定的a

p

=3mm，k r = 90°和λs= 0°，将a p、k r和λs代入《金属切削刀具课程设计指导书》

公式（2.5），可求出刀刃的实际参加工作长度L

se

为

L se =

s

r

p

k

a

λ

cos

sin=?

-

?6

cos

90

sin

3

=3.0mm

则所选用的刀片边长L应为

L＞1.5 L

se

=1.5×3.016=4.50mm

因为是正三角形刀片，L=√3d d=2.60mm

⑤选择刀片厚度s。根据已选定的a

p

=3mm、f=0.5mm/r，根据刀片厚度的诺模图求得刀片厚度s≥3.8mm。

⑥选择刀尖圆弧半径r

ε。根据已选定的a

p

=3mm、f=0.5mm/r及通过刀

尖圆弧半径诺模图，求得连续切削时的r

ε

=0.8mm。

⑦由于工件材料为HT200，所以刀片可以无断屑槽。

综合以上七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是：TNUM160408-V2（《金属切削刀具课程设计指导书》表2.11），其具体尺寸为

L =16.5mm ；s=4.76mm ；d 1=3.81mm ；m=13.494mm ；r ε=0.8mm

刀片刀尖角εb = 60°；刀片刃倾角λsb = 0°；断屑槽宽Wn =2mm ；取法前角γnb = 20°。刀片法后角?nb = 0°

(6)选择硬质合金刀垫型号和尺寸。硬质合金刀垫形状和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。本题选择与刀片形状相同的刀垫，正三角形，中心有圆孔。T16B 其尺寸为：L= 14.77mm ；厚度s=3.18mm ；中心孔直径d 1=5.6mm 。材料为YG8。

(7) 计算刀槽角度。可转位车刀几何角度、刀片几何角度、刀槽几何角度之间的关系，《金属切削刀具课程设计指导书》图2.5所示。

刀槽角度计算步骤是； ①刀杆主偏角k rg

k rg = k r = 90° ②刀槽刃倾角λsg

λsg =λs = -6° ③刀槽前角γog

将γo = 15°、γnb = 20°、λs =-6°代入式（2.8），得

tan γog = )6cos(20tan 15tan 1)

6cos(/20tan 15tan ?-?+?-?-?= - 0.087

则γog = -5°，取γog = -5°。

④验算车刀后角?o 。车刀后角?o 的验算公式为

tan ?o = s og nb s og nb λγαλγαcos tan tan 1)

cos tan (tan +- ( 1 )

当?nb = 0°时，则式（1）成为

tan ?o = - tan γog cos 2

λs ( 2 )

将γog = -5°、λs = -6°代入式（2），得tan ?o = - tan （-5°）cos 2（-6°）=0.87，则

?o =4.946°

与所选角度值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角?og ≈?o ，故?og = 5°。

⑤刀槽副偏角

k?rg = k r = 180°- k r - εr 因为 εr g =εr ，k rg = k r

所以 k?rg = 180°- k rg -εr g = 180°- k r -εr ( 3 ) 车刀刀尖角εr 的计算公式为：

cosεr = [ cosεrb 2)cos (tan 1s og λγ+- tan ?og sin ?s ] cos ?s

( 4 )

当εrb =60°时，将?og = -5°、?s =-6°代入式(4 )，得 cosεr = [ cosεrb

2

)cos (tan 1s og λγ+- tan ?og sin ?s ] cos ?s =0.499

εr = 60.05°（60°3′）

故 k?rg ≈k?r = 180°- 90°- 60.05°=29.95° 取 k?rg = 30°

⑥ 验算车刀副后角??o 。车刀副后角??o 的验算公式为

tan ??o = ''''

''+-sg

og nb og

og nb λγαλγαcos tan tan 1cos tan tan ( 5)

当?nb = 0°时，式( 5 )成为

tan ??o = - tan γ?og cos 2λ?sg

( 6 )

而 tan γ?og = - tan γog cosεrg + tan λsg sinεrg

( 7 )

tan λ?sg = tan γog sinεrg + tan λsg cosεrg

( 8)

将γog = -5°、?sg =-6°、εrg =εr =60.05° 代入式（7 ）、(8 )中，得

tan γ?og = - tan （-5°）cos60.05°+ tan （-6°）sin60.05°= -0.047

所以 γ?og =-2.713°

tan λ?sg = tan （-5°）sin59.87°+ tan （-6°）cos60.05°= -0.128

所以 λ?sg = - 7.310°

再将γ?og = -2.713°、λ?sg = -7.31°代入式( 6 )，得

tan ??o = - tan （-2.715°）cos 2（- 7.31°）= 0.047 所以??o =2.669°，可以满足切削要求。

刀槽副后角??og ≈??o ，故??og =2.669°，取??og =3°。 综合上述计算结果，可以归纳出：

车刀的几何角度

γo = 15°?o = 4.946° k r =90°k?r = 30° ?s = -6°??o

=2.669°

刀槽的几何角度

γog = -5°、αog = 5° k rg =90°k?rg = 7.5°?sg = -6°??og =3°

(8) 计算铣制刀槽时需要的角度

①计算刀槽最大负前角γgg 及其方位角τgg 。 将γog = -5°、?sg = -6°代入 tan γgg = -

)sg ((tan )γog (tan 22λ+，得

tan γgg = -)6((tan )5(tan 22?-+?- = - 0.137

γgg = -7.79°(-7°47′13″)

将γog = -5°、?sg = -6°代入tanτgg = tan(γog )/tan(?sg )，得 tanτgg = tan(-5°)/tan (-6°) = 0.382 τgg = 39.77°(39°46′26″)

②计算刀槽切深剖面前角γpg 和进给剖面前角γfg 。

将γog = -5°、?sg = -6°，k r =90°代入式( 7 ) 和式(8 )，可得

tan γpg = tan （-5°）cos90°+ tan （-6°）sin90°= -0.105

tan γfg = tan （-5°）sin90°- tan （-6°）cos90°= -0.087

所以 γpg = -6

γfg = -5

(9)选择刀杆材料和尺寸。

①选择刀杆材料。选用45号钢为刀杆材料，热处理硬度为HRC38～45，发黑处理。

②选择刀杆尺寸

选择刀杆截面尺寸。因加工使用CA6140普通车床，其中心高为

220mm。按照文献5表2.37，并考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆截面尺寸B×H=20×25(mm2) 。

由于切削深度a

p

=3mm，进给量f= 0.5mm/r，可以不必校验刀杆强度。

选择刀杆长度尺寸。参照本章节刀杆长度尺寸选择原则，选取的刀杆长度为150mm。

(10)选择偏心销及其相关尺寸。

①选择偏心销材料。偏心销材料选用40Cr，热处理硬度为HRC40～45，发黑。

②选择偏心销直径d

c

和偏心量。偏心销直径可用文献5式（2.1)求出，即

d

c = d

1

-（0.2～0.4）mm

前面已经选定d

1

=2.6mm，取括号内最大数值0.4 mm，则

d

c

= 3.81- 0.4 =3.41mm 偏心量可用下式求出，即

e≤

21

221

12

2μμμ++d d c

为计算方便，取μ1 =μ2 = 0.13，d c = d 2，211μ+=1，则由文献5式（2.2）得e≤0.13d c =0.13×3.41=0.4433mm ，取e =0.45 mm 。

为使刀片夹固可靠，选用自锁性能较好的螺钉偏心销，并取螺钉偏心销转轴直径d 2为M6。

③计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上的位置。根据前面已经选定的各尺寸

d 1 =3.81mm ，d=16.5 mm ，

d c = 3.41mm ，

e =0.45 mm 取β= 30°，代入则

m = 25

.16+ 0.45sin 30°- 241.381.3-cos 30°= 8.302mm n = 25

.16- 0.45cos 30°- 2

41.381.3-sin 30°=7.760mm (11) 绘制车刀工作图和零件图。 ①硬质合金可转位外圆车刀，见附图5。 ②硬质合金可转位外圆车刀刀杆，见附图6。 (12)编写设计说明书。

硬质合金车刀几何角度选择原则

●硬质合金车刀合理前角、后角的参考值 (1)前角的选择 增大前角，可减小切削变形，从而减小切削力、切削热，降低切削功率的消耗，还可以抑制积屑瘤和鳞刺的产生，提高加工质量。但增大前角，会使楔角减小、切削刃与刀头强度降低，容易造成崩刃，还会使刀头的散热面积和容热体积减小，使切削区局部温度上升，易造成刀具的磨损，刀具耐用度下降。 选择合理的前角时，在刀具强度允许的情况下，应尽可能取较大的值，具体选择原则如下： 1)加工塑性材料时，为减小切削变形，降低切削力和和切削温度，应选较大的前角，加工脆性材料时，为增加刃口强度，应取较小的前角。工件的强度低，硬度低，应选较大的前角，反之，应取较小的前角。用硬质合金刀具切削特硬材料或高强度钢时，应取负前角。 2)刀具材料的抗弯强度和冲击韧性较高时，应取较大的前角。如高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的前角要大；陶瓷刀具的韧性差，其前角应更小。 3)粗加工、断续切削时，为提高切削刃的强度，应选用较小的前角。精加工时，为使刀具锋利，提高表面加工质量，应选用较大的前角。当机床的功率不足或工艺系统的刚度较低时，应取较大的前角。对于成形刀具和在数控机床、自动线上不宜频繁更换的刀具，为了保证工作的稳定性和刀具耐用度，应选较小的前角或零度前角。 (2)后角的选择 增大后角，可减小刀具后刀面与已加工表面间的摩擦，减小磨损，还可使切削刃钝圆半径减小，提高刃口锋利程度，改善表面加工质量。但后角过大，将削弱切削刃的强度，减小散热体积使散热条件恶化，降低刀具耐用度。实验证明，合理的后角主要取决于切削厚度。其选择原则如下： 1)工件的强度、硬度较高时，为增加切削刃的强度，应选较小后角。工件材料的塑性、韧性较大时，为减小刀具后刀面的摩擦，可取较大的后角。加工脆性材料时，切削力集中在刃口附近，应取较小的后角。 2)粗加工或断续切削时，为了强化切削刃，应选较小的后角。精加工或连续切削时，刀具的磨损主要发生在刀具后刀面，应选用较大的后角。 3)当工艺系统刚性较差，容易出现振动时，应适当减小后角。在一般条件下，为了提高刀具耐用度，可增大后角，但为了降低重磨费用，对重磨刀具可适当减小后角。 为了使制造、刃磨方便，一般副后角等于主后角。下表1给出了硬质合金车刀合理后角的参考值。 表1 硬质合金车刀合理前角、后角的参考值

硬质合金刀具基础知识

硬质合金刀具材料基础知识 文章来源：中国刀具信息网添加人：阿刀 硬质合金是使用最广泛的一类高速加工（HSM）刀具材料，此类材料是通过粉末冶金工艺生产的，由硬质碳化物（通常为碳化钨WC）颗粒和质地较软的金属结合剂组成。目前，有数百种不同成分的WC基硬质合金，它们中大部分都采用钴（Co）作为结合剂，镍（Ni）和铬（Cr）也是常用的结合剂元素，另外还可以添加其他一些合金元素。为什么有如此之多的硬质合金牌号？刀具制造商如何为某种特定的切削加工选择正确的刀具材料？为了回答这些问题，首先让我们了解一下使硬质合金成为一种理想刀具材料的各种特性。 硬度与韧性 WC-Co硬质合金在兼具硬度和韧性方面具有独到优势。碳化钨（WC）本身具有很高的硬度（超过刚玉或氧化铝），而且在工作温度升高时其硬度也很少下降。但是，它缺乏足够的韧性，而这对于切削刀具是必不可少的性能。为了利用碳化钨的高硬度，并改善其韧性，人们利用金属结合剂将碳化钨结合在一起，从而使这种材料既具有远远超过高速钢的硬度，同时又能够承受在大多数切削加工中的切削力。此外，它还能承受高速加工所产生的切削高温。 如今，几乎所有的WC-Co刀具和刀片都采用了涂层，因此，基体材料的作用似乎显得不太重要了。但实际上，正是WC-Co材料的高弹性系数（衡量刚度的指标，WC-Co的室温弹性系数约为高速钢的三倍）为涂层提供了不变形的基底。WC-Co基体还能提供所需要的韧性。这些性能都是WC-Co材料的基本特性，但也可以在生产硬质合金粉体时，通过调整材料成分和微观结构而定制材料性能。因此，刀具性能与特定加工的适配性在很大程度上取决于最初的制粉工艺。 制粉工艺 碳化钨粉是通过对钨（W）粉进行渗碳处理而获得的。碳化钨粉的特性（尤其是其粒度）主要取决于原料钨粉的粒度以及渗碳的温度和时间。化学控制也至关重要，碳含量必须保持恒定（接近重量比为6.13％的理论配比值）。为了通过后续工序来控制粉体粒度，可以在渗碳处理之前添加少量的钒和/或铬。不同的下游工艺条件和不同的最终加工用途需要采用特定的碳化钨粒度、碳含量、钒含量和铬含量的组合，通过这些组合的变化，可以产生各种不同的碳化钨粉。例如，碳化钨粉生产商ATI Alldyne公司共生产23种标准牌号的碳化钨粉，而根据用户要求定制的碳化钨粉品种可达标准牌号碳化钨粉的5倍以上。 在将碳化钨粉与金属结合剂一起进行混合碾磨以生产某种牌号硬质合金粉料时，可以采用各种不同的组合方式。最常用的钴含量为3%－25%（重量比），而在需要增强刀具抗腐蚀性的情况下，则需要加入镍和铬。此外，还可以通过添加其他合金成分，进一步改良金属结合剂。例如，在

硬质合金可转位车刀设计

硬质合金可转位车刀设 计 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

七、硬质合金可转位车刀设计 ［原始条件］ 加工推动架工序1中车￠50端面，工件材料HT200，铸件。表面粗糙度要求达到Ra6.3，需采用粗车完成其端面车削，总余量为3 mm，使用机床为CA6140普通车床。 试设计一把硬质合金可转位车刀。 设计步骤为： （1）选择刀片夹固结构。考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，由《切削手册》表4-22典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。 （2）选择刀片材料（硬质合金牌号）。由原始条件给定：被加工工件材料为HT200，连续切削，完成粗车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。 （3）选择车刀合理角度。根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：①前角γo= 15°；②后角?o= 5°；③主偏角k r = 90°；④刃倾角λs= -6°。 后角?o的实际数值以及副后角??o和副偏角k?rg在计算刀槽角度时，经校验后确定。 （4）选择切削用量。根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。

粗车时：切削深度a p =3mm，进给量f=0.5mm/r，切削速度v= 122m/min ； （5）选择刀片型号和尺寸： ①选择刀片有无中心固定孔。由于刀片夹具结构已选定为偏心式，因此应选用中心有固定孔的刀片。 ②选择刀片形状。按选定的主偏角k r = 90°，根据《切削手册》表 4-20刀片形状的选择原则，选用正三角形刀片。 ③选择刀片精度等级。由《切削手册》表4-17刀片精度等级的选择 原则，选用U级。 ④选择刀片内切圆直径d（或刀片边长L）。根据已确定的a p =3mm，k r = 90°和λs= 0°，将a p、k r和λs代入《金属切削刀具课程设计指导书》 公式（2.5），可求出刀刃的实际参加工作长度L se 为 L se = s r p k a λ cos sin=? - ?6 cos 90 sin 3 =3.0mm 则所选用的刀片边长L应为 L＞1.5 L se =1.5×3.016=4.50mm 因为是正三角形刀片，L=√3d d=2.60mm ⑤选择刀片厚度s。根据已选定的a p =3mm、f=0.5mm/r，根据刀片厚度的诺模图求得刀片厚度s≥3.8mm。 ⑥选择刀尖圆弧半径r ε。根据已选定的a p =3mm、f=0.5mm/r及通过刀 尖圆弧半径诺模图，求得连续切削时的r ε =0.8mm。 ⑦由于工件材料为HT200，所以刀片可以无断屑槽。

硬质合金可转位车刀设计

七、硬质合金可转位车刀设计 ［原始条件］ 加工推动架工序1中车￠50端面，工件材料HT200，铸件。表面粗糙度要求达到Ra6.3，需采用粗车完成其端面车削，总余量为3 mm，使用机床为CA6140普通车床。 试设计一把硬质合金可转位车刀。 设计步骤为： （1）选择刀片夹固结构。考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，由《切削手册》表4-22典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。 （2）选择刀片材料（硬质合金牌号）。由原始条件给定：被加工工件材料为HT200，连续切削，完成粗车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。 （3）选择车刀合理角度。根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：①前角γo=15°；②后角αo= 5°；③主偏角k r = 90°；④刃倾角λs= -6°。 后角αo的实际数值以及副后角α'o和副偏角k'rg在计算刀槽角度时，经校验后确定。 （4）选择切削用量。根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。 粗车时：切削深度a p=3mm，进给量f=0.5mm/r，切削速度v= 122m/min ； （5）选择刀片型号和尺寸： ①选择刀片有无中心固定孔。由于刀片夹具结构已选定为偏心式，因此应选

用中心有固定孔的刀片。 ②选择刀片形状。按选定的主偏角k r = 90°，根据《切削手册》表4-20刀片形状的选择原则，选用正三角形刀片。 ③选择刀片精度等级。由《切削手册》表4-17刀片精度等级的选择原则，选用U 级。 ④选择刀片切圆直径d （或刀片边长L ）。根据已确定的a p =3mm ，k r = 90°和λs = 0°，将a p 、k r 和λs 代入《金属切削刀具课程设计指导书》公式（2.5），可求出刀刃的实际参加工作长度L se 为 L se =s r p k a λcos sin =?-?6cos 90sin 3=3.0mm 则所选用的刀片边长L 应为 L ＞1.5 L se =1.5×3.016=4.50mm 因为是正三角形刀片，L=√3d d=2.60mm ⑤选择刀片厚度s 。根据已选定的a p =3mm 、f=0.5mm/r ，根据刀片厚度的诺模图求得刀片厚度s ≥3.8mm 。 ⑥选择刀尖圆弧半径r ε。根据已选定的a p =3mm 、f=0.5mm/r 及通过刀尖圆弧半径诺模图，求得连续切削时的r ε=0.8mm 。 ⑦由于工件材料为HT200，所以刀片可以无断屑槽。 综合以上七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是：TNUM160408-V2（《金属切削刀具课程设计指导书》表2.11），其具体尺寸为 L =16.5mm ；s=4.76mm ；d 1=3.81mm ；m=13.494mm ；r ε=0.8mm 刀片刀尖角εb = 60°；刀片刃倾角λsb = 0°；断屑槽宽Wn =2mm ；取法前角γnb = 20°。刀片法后角αnb = 0°

可转位车刀

45°可转位车刀设计 一、设计背景 硬质合金刀片是标准化、系列化生产的，其几何形状均事先磨出。而车刀的前后角是靠刀片在刀杆槽中安装后得到的，刀片可以转动，当一条切削刃用钝后可以迅速转位将相邻的新刀刃换成主切削刃继续工作，直到全部刀刃用钝后才取下刀片报废回收，再换上新的刀片继续工作。因此可转位式车刀完全避免了焊接式和机械夹固式车刀因焊接和重磨带来的缺陷，无须磨刀换刀，切削性能稳定，生产效率和质量均大大提高，是当前我国重点推广应用的刀具之一 二、原始数据 工件材料：40Cr Ra3.2 机床：C620 CA6140 v=80~120m/min,a p=0.2~8mm,f=0.5~2mm/r 其他数据： c 三、刀片材料的选择 由给定的原始材料：被加工工件材料为40Cr，连续切削完成粗车工序，按照硬质合金选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT5。 四、刀片夹固结构的选择 考虑到加工在CA6140普通机床上进行，且属于连续切削，参照《刀具课程设计指导书》表2.1典型刀片加固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。

五、 刀具合理几何参数的选择 根据刀具几何参数的选用原则，并考虑到可转位车刀的几何角度形成特点，选取如下四 个主要角度：①前角°07.5?=②后角°07.5α= ③主偏角°r 45K = ④刃倾角°5s λ=-。 后角的实际数值以及副后角和副角在计算刀槽角度时经校验后确定。 六、 切削用量的选择 根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。粗车时切削深度p a =3mm ，进给量f=0.5mm/r,切削速度v=80m/min. 七、 刀片形状和尺寸的选择 ① 选择刀片有无中心固定孔。由于刀片加固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。 ② 选择刀片形状。按选定主偏角45°，参照本章2.4节的表2.3刀片形状的选用原则，选用正方形刀片（这样既可以提高刀尖强度，又增加了散热面积，使刀具寿命有所提高，还可以减小已加工表面的残余面积，使表面粗糙度数值减小）。 ③ 选择刀片精度等级。参照本章2.4节表2.4刀片精度等级的选用原则，选用U 级。 ④ 选择刀片内切圆直径。根据已定p a =3mm ，°r 45K =，°5s λ=-，代入下式，可 得： Le=p a /sin r K cos s λ=3.011mm; 1.5L Le > =1.5 3.011?=4.50mm ⑤ 选择刀片厚度s 。根据已选定的粗车时切削深度p a =3mm, 进给量f=0.5mm/r,通过图 2.3选择刀片厚度的诺模图，求得刀片厚度S ≥4.76mm 。 ⑥ 选择刀尖圆弧半r 。根据已选定的粗车时切削深度p a =3mm, 进给量f=0.5mm/r,利用一般刀片刀尖圆弧半径应等于或大于车削时最大进给量的1.25倍，求得连续切削时的刀尖圆弧半径为r=0.6mm 。 ⑦ 选择刀片断屑槽形式和尺寸，参照本章2.4节中刀片断屑槽形式和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件，选用A 型断屑槽，断屑槽的尺寸在选定刀片型号和尺寸后便可确定。 综合以上七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是FNUM190608(见下图),其具体尺寸为 ： L=19mm ，d=15.875mm ，s=6.35mm ，1d =6.35mm ，r=0.8mm 刀片刀尖角ε=82°刀片刃倾角 °0sb λ=；断屑槽宽度n W =4mm ；取法前角nb ?=15°。

机械制造技术基础可转位车刀设计

课程大作业说明书 课程名称：机械制造技术基础 设计题目：可转位车刀设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：

目录 一．设计题目 (1) 二．选择刀片夹固结构 (1) 三、选择刀片结构材料 (1) 四、选择车刀合理角度 (1) 五、选择切屑用量 (2) 六、刀片型号和尺寸 (2) 七、选择硬质合金刀垫型号和尺寸 (3) 八、计算刀槽角度 (3) 九、计算铣制刀槽时所需的角度 (6) 十、选择刀杆材料和尺寸 (7) 十一、选取杠杆、弹簧及相关尺寸 (7) 十二、绘制车刀结构简图 (8) 参考文献 (8)

一．设计题目 车削如下图所示零件，其加工顺序为：①车直径150外圆及大端倒角---②车大端端面----③粗车直径142外圆---④精车直径142外圆---- ⑤车小端端面及倒角。设计车大端端面的可转位车刀。夹紧方式推荐选用杠杆式。 二．选择刀片夹固结构 工件的直径为 ，工件长度 。因此可以在普通机床CA6140 上加工。 表面粗糙度无要求，为粗加工。由题目已知条件，选用推荐的杠杆式夹固结构。 三、选择刀片结构材料 加工工件材料为45号钢,淬火处理,连续切屑,且加工工序为粗车.由于加工材料为钢料,因此刀片材料可以采用YT 系列,对于淬火刚的车削，材料选择YT726硬质合金。 四、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,四个角度做如下选择: ①前角0γ:根据《机械制造技术基础》表3.16,工件材料为中碳钢(淬火)，半精车,因此前角可选0γ=-5°。 ② 后角0α:根据《机械制造技术基础》表3.17，工件材料为中碳钢(正火),粗车,因此后角可选0α=12°。 ③ 主偏角r κ:对于淬硬钢，主偏角r κ=30°～60°，取主偏角r κ=60°。 ④ 刃倾角s λ:车淬硬钢，s λ=-5°～-12°，取s λ=-5°。

硬质合金刀具角度

一、车刀的组成 如图1所示，车刀由切削部分和夹持部分（刀杆）两大部分组成。 刀头承担切削工作，由各种刀具材料制作；刀杆用于将车刀夹持在车床刀架上，常用普通碳钢（45）、球墨铸铁制成。 车刀的切削部分由三个表面、两条刀刃和一 个刀尖组成。 1．前刀面 直接与切屑接触的表面，用γA 表示。 2．主后刀面 与工件上过渡表面相对着的表 面，用αA 表示。 3．副后刀面 与工件上已加工表面相对着的 表面，用α A '表示。 4．主切削刃 前面与后面的交线。承担主要切削工作，用S 表示。 5．副切削刃 前面与副后面的交线。其靠刀尖处起微量切削作用，具有修光性质。用S '表示。 6．刀尖 主切削刃和副切削刃的交点。通常以圆弧或短直线形成出现，以提高刀具的使用寿命。 不同类型的刀具，其刀面、切削刃的数量不完全相同，如切断刀就有两个副后面，两个副切削刃和两个刀尖。 二、刀具的几何角度 （一） 刀具角度的参考系 切削能否顺利进行，刀具的几何角度起着十分重要的作用。为在设计、绘图、刃磨、测量中正确表示这些角度，须确定一参考坐标平面作为基准。下面介绍刀具静止参考系中常用的正交平面参考系。如图2所示。 图2 正交平面参考系 1．基面 过主切削刃上的一点，垂直于切削速度方向的平面。用r P 表示。 图 1 车刀的组成

2．切削平面过主切削刃上的一点，与主切削刃相切并垂直于基面的平面。 用s P表示。 3．正交平面垂直于主切削刃在基面上投影的平面，又称主剖面，用o P表 示。 切削平面、基面、正交平面（主剖面）在空间相互垂直，构成一个空间直角坐标系，是车刀几何角度的测量平面。 （二）车刀的基本角度（图3） 图3 车刀的几何角度 1．在正交平面（主剖面）中测量、标注的角度 ⑴前角前刀面（γA）与基面（r P）的夹角，用oγ表示。当前刀面与基面的夹角小于90°时，oγ为正值；大于90°时，oγ为负值。 ⑵后角后刀面αA与切削平面s P间的夹角，用oα表示。当后刀面与切削平面的夹角小于90°时，oα为正值；大于90°时，oα为负值。 前刀面、后刀面间的夹角β称为楔角。 β＝90°－（oγ＋oα） 2．在基面内测量、标注的角度： ⑴主偏角主切削刃在基面上的投影与进给运动方向的夹角，用r k表示。它总为正值。 ⑵副偏角副切削刃在基面上的投影与进给运动相反方向的夹角，用r k'表

可转位车刀的设计方案

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 λ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,采用偏心式刀片加固结构较为合适. 二: 选择刀片结构材料. 加工工件材料为45号钢,正火处理,连续切屑,且加工工序为粗车,半精车了两道工序.由于加工材料为钢料,因此刀片材料可以采用YT 系列,YT15宜粗加工,YT30宜精加工,本题要求达到半精加工,因此材料选择YT30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,四个角度做如下选择: ① 前角0γ:根据《机械制造技术基础》表3.16,工件材料为中碳钢(正火),半精车, 因此前角可选0γ=20, ② 后角0?:根据《机械制造技术基础》表3.17,工件材料为中碳钢(正火),半精车,因此后角可选0?=6 ③ 主偏角γκ:根据题目要求,主偏角γκ=75 ④ 刃倾角s λ:为获得大于0的后角0?及大于0的副刃后角'0?,刃倾角s λ=-5 后角0?的实际数值及副刃后角'0?和副偏角'γκ在计算刀槽角度时经校验确定. 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p a =3mm,进给量f=0.6mm/r,切削速度v=110m/min 半精车时, 背吃刀量p a =1mm,进给量f=0.3mm/r,切削速度v=130m/min 五: 刀片型号和尺寸 ① 选择刀片有无中心孔.由于刀片加固结构已选定为偏心式,因此应选用有中心固 定孔的刀片. ② 选择刀片形状.按选定主偏角γκ=75,参照《机械制造技术基础课程补充资料》2.4.4.2刀片形状的选择原则,选用正方形刀片. ③ 选择刀片的精度等级.参照《机械制造技术基础课程补充资料》2.4.4.3节刀片精度等级的选择原则,一般情况下选用U 级. ④ 选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L).根据已确定的背吃刀量p a =3mm, 主偏

圆孔拉刀刀具课程设计说明书

序言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

目录 0.序言 (1) 1.可转位车刀设计 (3) 2.圆孔拉刀设计 (10) 3.结语 (15) 4参考文献 (16)

一可转位车刀设计 设计题目: 已知：工件材料Y12，使用机床CA6140，加工后dm=22，Ra3.2，需精车完成，加工余量自定，设计装T刀片95°偏头外圆车刀。 设计步骤： 1.1 选择刀片夹固结构： 考虑到加工在CA6140普通车床上进行，属于连续切削，采用杠杆式刀片夹固结构。 1.2选择刀片材料：（硬质合金牌号） 由原始条件给定：被加工工件材料为Y12，连续切削，完成精车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT30。 1.3选择车刀合理角度： 根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度。 （1）前角＝15°，（2）后角＝8°，（3）主偏角＝95°; （4）刃倾角＝-3°， 后角α。的实际数值以及副后角在计算刀槽角度时，经校验后确定。 1.4选择切削用量：

根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为， 精车： p a ＝0.5 mm ，f ＝1mm/r ，v ＝60m/min 1.5选择刀片型号和尺寸： （1）选择刀片有无中心固定孔 由于刀片夹固结构已选定为杠杆式，因此应选用有中心固定孔的刀片。 （2）选择刀片形状 按选定的主偏角＝95°，选用三角形刀片 （3）选择刀片精度等级 选用U 级。 （4）选择刀片内切圆直径d （或刀片边长L ） 根据已选定的 p a 、 r K 、s λ，可求出刀刃的实际参加工作Lse 。为： p se r s 0.5 0.804 sin cos sin95cos(3)a L K = = =??λ L>1.5L se =1.026 （5）选择刀片厚度S 根据 p a ，f ，利用诺模图，得S ≥4..73 （6）选择刀尖圆弧半径 r ε ：根据 p a ，f ，利用诺模图，得连续切削 r ε =1.6 （7）选择刀片断屑槽型式和尺寸 根据条件，选择A 型。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便可确定。 确定刀片型号：TNUM220416-A ，尺寸为：

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】

内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 材料、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。国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500——600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m/min，使切削加工生产率在不到100 年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。 常规刀具材料的基本性能 1) 高速钢 1898 年由美国机械工程师泰勒(F.W.Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)发明的高速钢至今仍是一种常用刀具材料。高速钢是一种加

入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%——1.05%。高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。高速钢具有良好的韧性和成形性，可用于制造几乎所有品种的刀具，如丝锥、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、小直径铣刀等。但是，高速钢也存在耐磨性、耐热性较差等缺陷，已难以满足现代切削加工对刀具材料越来越高的要求；此外，高速钢材料中的一些主要元素(如钨)的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40——60年，因此高速钢材料面临严峻的发展危机。 2) 陶瓷 与硬质合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。因此，加工钢材时，陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10——20倍，其红硬性比硬质合金高2——6倍，且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。陶瓷材料的缺点是脆性大、横向断裂强度低、承受冲击载荷能力差，这也是近几十年来人们不断对其进行改进的重点。 陶瓷刀具材料可分为三大类：①氧化铝基陶瓷。通常是在Al2O3基体材料中加入TiC、WC、ZiC、TaC、ZrO2等成分，经热压制成复合陶瓷刀具，其硬度可达93——95HRC，

可转位车刀的设计方案

一、车刀的结构 机夹可转位车刀是将可转位硬质合金刀片用机械的方法夹持在刀杆上形成的车刀，一般由刀片、刀垫、夹紧元件和刀体组成(见图1)。 图1 机夹可转位车刀组成 根据夹紧结构的不同可分为以下几种形式。 ·偏心式(见图2) 偏心式夹紧结构利用螺钉上端的一个偏心心轴将刀片夹紧在刀杆上，该结构依靠偏心夹紧，螺钉自锁，结构简单，操作方便，但不能双边定位。当偏心量过小时，要求刀片制造的精度高，若偏心量过大时，在切削力冲击作用下刀片易松动，因此偏心式夹紧结构适于连续平稳切削的场合。 图2 偏心式夹紧结构组成 ·杠杆式(见图3) 杠杆式夹紧结构应用杠杆原理对刀片进行夹紧。当旋动螺钉时，通过杠杆产生夹紧力，从而将刀片定位在刀槽侧面上，旋出螺钉时，刀片松开，半圆筒形弹簧片可保持刀垫位置不动。该结构特点是定位精度高、夹固牢靠、受力合理、适 用方便，但工艺性较差。 图3 杠杆式夹紧结构组成 ·楔块式(见图4) 刀片内孔定位在刀片槽的销轴上，带有斜面的压块由压紧螺钉下压时，楔块一面靠紧刀杆上的凸台，另一面将刀片推往刀片中间孔的圆柱销上压紧刀片。该结构的特点是操作简单方便，但定位精度较低，且夹紧力与切削力相反。 图4 楔块式夹紧结构 不论采用何种夹紧方式，刀片在夹紧时必须满足以下条件：①刀片装夹定位要符合切削力的定位夹紧原理，即切削力的合力必须作用在刀片支承面周界内。 ②刀片周边尺寸定位需满足三点定位原理。③切削力与装夹力的合力在定位基面(刀片与刀体)上所产生的摩擦力必须大于切削振动等引起的使刀片脱离定位基面的交变力。夹紧力的作用原理如表1所示。 可转位车刀片的形状有三角形、正方形、棱形、五边形、六边形和圆形等，是由硬质合金厂压模成形，使刀片具有供切削时选用的几何参数(不需刃磨);同

硬质合金刀具和超硬刀具的区别【全面解析】

硬质合金刀具和超硬刀具的区别 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，被誉为“工业牙齿”，用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件，广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域，伴随下游产业的发展，硬质合金市场需求不断加大。并且未来高新技术武器装备制造、尖端科学技术的进步以及核能源的快速发展，将大力提高对高技术含量和高质量稳定性的硬质合金产品的需求。 硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。 超硬刀具是现代工程材料的加工在硬度方面提出的更高要求而应运而生，20世纪的后40年中有了较大的发展。超硬材料的化学成分及其形成硬度的规律与其他刀具材料不同，立方氮化硼是非金属的硼化物，晶体结构为面心立方体；而金刚石由碳元素转化而成，其晶体结构与立方氮化硼相似。它们的硬度大大高于其他物质。

超硬刀具材料，尤其是金刚石，其种类较多。 立方氮化硼有CBN单品粉，用于制作磨具；还有PCBN聚晶片及PCBN聚晶复合片，用于制作刀具及其他工具。立方氮化硼是人造的。 金刚石分天然金刚石(ND)与人造金刚石。人造金刚石有PCD单晶粉，用于制作磨具；PCD 单晶粒，可做刀具；PCD聚晶片及聚晶复合片，用于制作刀具及其他工具；CVD金刚石薄膜及厚膜，可用于制作刀具、工具，并可作为光学、电子高科技原材料。 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多相关内容，就在深圳机械展！

刀具设计

机械设计制造及其自动化专业 设计说明书 （高速切断刀） 题目: 高速切断刀设计说明书 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：李学健 完成日期：2015年5月 机械工程学院 2015年5月

目录 第1章原始条件 ................................................................................................................ .1 第2章设计计算过程 ........................................................................................................ .1 2.1高速切断刀的设计要点及工作特点............................................... ......... ..1 2.1刀片夹固结构的选择 ....................................................................................... . (2) 2.2选择刀片材料 ................................................................................................... . (2) 2.3选择车刀合理角度 ........................................................................................... . (2) 2.4选择刀片型号和尺寸 ....................................................................................... . (2) 2.5选择硬质合金刀垫型号和尺寸 ....................................................................... . (3) 2.6计算刀槽角度 ................................................................................................... .. (4) 2.7选择刀杆材料和尺寸 ................................................................................................... .4 2.8技术要求 ....................................................................................................................... .4 第3章绘图 ................................................................................................................. . (5) 参考文献 (5)

可转位车刀课程设计说明书

前言 当前刀具结构的变革正朝着可转位、多功能、专用复合刀具和模块式工具系统的方向发展，各种精密、高效、优质的可转位刀具已应用于车削,近十年来我国工具工业有了长足进步，切削技术迅速提高，据专家分析，我国切削加工及刀具技术的水平与工业发达国家相比大致要落后15～20年。近年来国内轿车工业引进了几条具有国际20世纪90年代水平的生产线，但所用工具的国内供给率只能达到20%的低水平。为改变这种状况，我国工具行业需要加速进口刀具国产化的步伐，必须更新经营理念，从主要向用户“卖刀具”转到为用户“提供成套切削技术，解决具体加工问题”的经营方向上来。要根据自身产品的专业优势，精通相应的切削工艺，不断创新开发新产品。用户行业则应增大刀具费用的投入，充分利用刀具在提高效率、降低成本，实现最大程度的资源(如切削数据库)共享。有关部门将产、学、研各部门的科研力量组织起来，集中优势，一方面积极引进国外先进刀具制造技术，提高刀具产品水平，加快刀具产品(尤其是数控刀具产品)的国产化步伐；另一方面应结合生产实际，系统地推广使用各种先进刀具和先进切削技术。我们相信，通过正确的政策引导和企业的有序竞争，完全有可能使我国的切削加工与刀具技术赶上国外先进水平，并做到有所发展与创新铣削、钻削等领域，成为刀具结构发展的主流。

目录 1 可转位车刀设计 (2) （1）选择刀片夹固结构 (2) （2）选择刀片材料（硬质合金牌号） (2) （3）选择车刀合理角度 (2) （4）选择切削用量 (2) （5）选择刀片型号和尺寸 (2) （6）确定刀垫型号和尺寸 (3) （7）刀槽角度计算步骤 (4) （8）选择刀杆材料和尺寸 (7) （9）选择偏心角及其相关尺寸 (7) 2．图孔拉刀设计举例 (9) （1）选择拉刀材料 (9) （2）选择拉削方式 (9) （3）选择拉刀几何参数 (9) （4）确定校准齿直径（以角标x表示校准齿的参数） (9) （5）确定拉削余量 (9) （6）选取齿升量 (9) （7）设计容屑槽 (9) （8）确定分屑槽参数 (10) （9）选择拉刀前柄部形状和尺寸 (11) （10）校验拉刀强度与拉床载荷 (11) （11）确定拉刀齿数及每齿直径 (11) （12）设计拉刀其他部分 (12) （13）计算和校验拉刀总长 (12)

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、铳刀、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。R形：圆形刃口，用于特殊圆弧面的加工，刀片利用率高， 但径向力大。W形:三个刃口且较短，刀尖角80°刀尖强度较高，主要用在普通车床上加 工圆柱面和台阶面。

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路 作者：佚名来源：不详发布时间：2008-11-21 23:35:38 发布人：admin 减小字体增大字体 材料、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。国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500～600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m/min，使切削加工生产率在不到100 年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。 常规刀具材料的基本性能 1) 高速钢 1898 年由美国机械工程师泰勒(F.W.Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)发明的高速钢 至今仍是一种常用刀具材料。高速钢是一种加入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%～1.05%。高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。高速钢具有良好的韧性和成形性，可用于制造几乎所有品种的刀具，如丝锥、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、小直径铣刀等。但是，高速钢也存在耐磨性、耐热性较差等缺陷，已难以满足现代切削加工对刀具材料越来越高的要求；此外，高速钢材料中的一些主要元素(如钨)的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40～60年，因此高速钢材料面临严峻的发展危机。 2) 陶瓷 与硬质合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。因此，加工钢材时，陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10～20倍，其红硬性比硬质合金高2～6倍，且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。陶瓷材料的缺点是脆性大、横向断裂强度低、承受冲击载荷能力差，这也是近几十年来人们不断对其进行改进的重点。 陶瓷刀具材料可分为三大类：①氧化铝基陶瓷。通常是在Al2O3基体材料中加入TiC、WC、ZiC、TaC、ZrO2等成分，经热压制成复合陶瓷刀具，其硬度可达93～95HRC，为提高韧性，常添加少量Co、Ni等金属。②氮化硅基陶瓷。常用的氮化硅基陶瓷为Si3N4+TiC+Co复合陶瓷，其韧性高于氧化铝基陶瓷，硬度则与之相当。③氮化硅—氧化铝复合陶瓷。又称为赛阿龙(Sialon)陶瓷，其化学成分为77%Si3N4+13%Al2O3，硬度可达1800HV，抗弯强度可达1.20GPa，最适合切削高温合金和铸铁。 3) 金属陶瓷 金属陶瓷与由WC构成的硬质合金不同，主要由陶瓷颗粒、TiC和TiN、粘结剂Ni、Co、M o等构成。金属陶瓷的硬度和红硬性高于硬质合金，低于陶瓷材料；其横向断裂强度大于

硬质合金牌号的表示方法

硬质合金牌号的表示方法： 钨钢刀粒2011-04-08 13:43:30 阅读35 评论0 字号：大中小订阅 1、硬质合金牌号的表示方法： Y G6 X Y 表示硬质合金：Y－“硬”的汉语拼音第一个字母 G6 表示硬质合金成份特性： G6－钨钴合金及钴含量 T14－钨钴钛合金及钛含量

W1－钨钴钛钽合金 N10－钨钴镍钼合金 X 附加字母分别表示： X－细颗粒 C－粗颗粒 N－加铌元素 A－加钽元素 Y D 20 Y 表示硬质合金：Y－“硬”的汉语拼音第一个字母 D C－长切屑用硬质合金 D－短切悄用硬质合金 20－分组号 2、切削刀片型号的表示方法： A 1 25 A Z A 表示刀片类别： A－内外圆车刀、镗刀 B－成型刀 C－螺纹刀、切断刀 D－铣刀、浮动镗刀

E－钻头、铰刀 F－耐磨件 1 表示同类别中不同型式的表示 1－表示1型 2－表示2型 25 表示主要尺寸（L、B或D） 20－表示20毫米 06－表示6毫米 A 附加字母分别表示： A、B、C表示主要尺寸相当时，其它尺寸有差异的型号代号 Z Z－左刀 A－内外圆车刀、镗刀 A1型制造外圆车刀、镗刀和切槽刀 A2型制造镗刀和端面车刀 A3型制造端面车刀和外圆车刀 A4型制造外圆车刀、镗刀和端面车刀A5型制造直头外圆车刀、通孔镗刀及装配式端铣刀 A6型制造镗刀、外圆车刀

B－成型刀 B1型制造成型车刀、燕尾槽刨刀和燕尾槽铣刀B2型制造凹圆弧成型车刀和轮缘车刀 B3型制造凸圆弧成型车刀 B4型制造凹圆弧成型车刀和轮缘车刀 C－螺纹刀、切断刀 C1型制造螺纹车刀及外圆精车刀 C2型制造精车刀及梯形螺纹车刀 C3型制造切断刀及切槽刀 C4型制造三角皮带轮切槽刀 D－铣刀、浮动镗刀 D1型制造外圆车刀、镗刀和端面铣刀 D2型制造三面刃铣刀、T型槽铣刀和浮动镗刀 E－钻头、铰刀 E1型制造非金属和金属直槽钻头 E2型制造麻花钻头和直槽钻头 E3型制造键槽铣刀、端铣刀及深孔扩孔钻 E4型制造扩孔钻 E5型制造手动铰刀及机动铰刀 F－耐磨件 F1型制造车床和外圆磨床顶尖

可转位车刀设计样本

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 设计说明书

一、选择刀片夹固结构 工件的直径D 为 142mm,工件长度L=100mm.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 λ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,采用偏心式刀片加固结构较为合适. 二、选择刀片结构材料 加工工件材料为HT200,正火处理,连续切屑,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料,因此刀片材料可以采用YG 系列,YG8宜粗加工,YG3宜精加工,本题第三步要求达到半精加工,因此材料选择YG3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,四个角度做如下选择: ① 前角0γ:根据《机械制造技术基础》表3.16,工件材料为中碳钢(正火),半精车, 因此前角可选0γ=10°, ② 后角0?:根据《机械制造技术基础》表3.17,工件材料为铸造材料,精车,因此后 角可选0?=7° ③ 主偏角γκ:根据《机械制造技术基础》表3.16,主偏角γκ=75° ④ 刃倾角s λ:为获得大于0的后角0?及大于0的副刃后角' 0?,刃倾角s λ=-5 后角0?的实际数值及副刃后角' 0?和副偏角' γκ在计算刀槽角度时经校验确定. 四、选择切屑用量 根据《机械制造技术基础》表3.22: 精车时, 背吃刀量p a =1mm,进给量f=0.3mm/r,切削速度v=130m/min 。 五、刀片型号和尺寸 ① 选择刀片有无中心孔.由于刀片加固结构已选定为偏心式,因此应选用有中心固