一、車刀的結(jié)構(gòu)

  機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀是將可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片用機(jī)械的方法夾持在刀桿上形成的車刀，一般由刀片、刀墊、夾緊元件和刀體組成(見圖1)。

圖1 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀組成

根據(jù)夾緊結(jié)構(gòu)的不同可分為以下幾種形式。

·偏心式(見圖2)

  偏心式夾緊結(jié)構(gòu)利用螺釘上端的一個(gè)偏心心軸將刀片夾緊在刀桿上，該結(jié)構(gòu)依靠偏心夾緊，螺釘自鎖，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但不能雙邊定位。當(dāng)偏心量過小時(shí)，要求刀片制造的精度高，若偏心量過大時(shí)，在切削力沖擊作用下刀片易松動(dòng)，因此偏心式夾緊結(jié)構(gòu)適于連續(xù)平穩(wěn)切削的場(chǎng)合。

圖2 偏心式夾緊結(jié)構(gòu)組成

·杠桿式(見圖3)

  杠桿式夾緊結(jié)構(gòu)應(yīng)用杠桿原理對(duì)刀片進(jìn)行夾緊。當(dāng)旋動(dòng)螺釘時(shí)，通過杠桿產(chǎn)生夾緊力，從而將刀片定位在刀槽側(cè)面上，旋出螺釘時(shí)，刀片松開，半圓筒形彈簧片可保持刀墊位置不動(dòng)。該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是定位精度高、夾固牢靠、受力合理、適用方便，但工藝性較差。

圖3 杠桿式夾緊結(jié)構(gòu)組成

·楔塊式(見圖4)

  刀片內(nèi)孔定位在刀片槽的銷軸上，帶有斜面的壓塊由壓緊螺釘下壓時(shí)，楔塊一面靠緊刀桿上的凸臺(tái)，另一面將刀片推往刀片中間孔的圓柱銷上壓緊刀片。該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單方便，但定位精度較低，且夾緊力與切削力相反。

圖4 楔塊式夾緊結(jié)構(gòu)

  不論采用何種夾緊方式，刀片在夾緊時(shí)必須滿足以下條件：①刀片裝夾定位要符合切削力的定位夾緊原理，即切削力的合力必須作用在刀片支承面周界內(nèi)。②刀片周邊尺寸定位需滿足三點(diǎn)定位原理。③切削力與裝夾力的合力在定位基面(刀片與刀體)上所產(chǎn)生的摩擦力必須大于切削振動(dòng)等引起的使刀片脫離定位基面的交變力。夾緊力的作用原理如表1所示。

表1

二、幾何參數(shù)和切削性能

  可轉(zhuǎn)位車刀片的形狀有三角形、正方形、棱形、五邊形、六邊形和圓形等，是由硬質(zhì)合金廠壓模成形，使刀片具有供切削時(shí)選用的幾何參數(shù)(不需刃磨);同時(shí)，刀片具有3個(gè)以上供轉(zhuǎn)位用的切削刃，當(dāng)一個(gè)切削刃磨損后，松開夾緊機(jī)構(gòu)，將刀片轉(zhuǎn)位到另一切削刃，即可進(jìn)行切削，當(dāng)所有切削刃都磨損后再取下，換上新的同類型的刀片。

  可轉(zhuǎn)位車刀片按照用途可分為外圓、端面半精車刀片，外圓精車刀片，內(nèi)孔精車刀片，切斷刀片和內(nèi)外螺紋車刀片。此外，刀片又分為帶孔無后角和不帶孔有后角兩種，刀片中的孔是為夾持刀片用，若刀片有后角，刀片在裝人刀槽時(shí)，就不需要安裝出后角，若刀片無后角，則在刀片裝人刀槽時(shí)，就需要將刀片安裝出一定后角。下面是兩種典型機(jī)夾車刀片和車刀的幾何參數(shù)。

·精車機(jī)夾車刀刀片：前角g=20°，主后角a=8°~9°，副后角a'=6°～8°，主偏角K_r=90°，副偏角K_r'=5°，刃傾角l=0°～1°，倒刃為-5°×(0.05～0.1)，過渡圓弧半徑R=0.1～0.2mm(見圖5)。

圖5 精車刀片刃磨(工作)幾何參數(shù)

·半精車機(jī)夾車刀刀片:前角g=20°，后角a＝6°～7°，主偏角K_r=90°、45°和80°三種，副偏角K_r'=10°和45°兩種，倒刃為-5°×(0.2～0.5)，過渡圓弧半徑R=0.2～0.5mm(見圖6)。

圖6 半精車刀片刃磨(工作)幾何參數(shù)

  精車機(jī)夾車刀一般采用工作前角20°，主后角8°～9°，楔角b≤62°。通過切削實(shí)踐可知，增大楔角會(huì)使切削抗力增大，反之減小楔角，切削抗力也會(huì)減小，在精加工時(shí)應(yīng)采用較小楔角，從而使刀具鋒利，切削輕快。刃傾角通常選為0°～1°，選擇小的刃傾角能使切屑在斷屑槽內(nèi)向刀體后部排出，以免劃傷已加工表面。副后角、副偏角較小，使副后刀面與工件已加工面有較長(zhǎng)的接觸面積，達(dá)到修整切削谷峰軌跡、降低表面粗糙度的目的。主偏角為90°，既能降低徑向切削抗力，又能適應(yīng)多臺(tái)階零件的加工。

  半精車機(jī)夾車刀多用于粗加工和半精加工，切削時(shí)多帶有沖擊負(fù)荷，對(duì)切削時(shí)有沖擊負(fù)荷的刀具主偏角通常設(shè)為45°和80°兩種，切削時(shí)不帶沖擊負(fù)荷的刀具主偏角通常為90°。主偏角45°和80°的半精車機(jī)夾車刀刀尖角為90°，以增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度;主偏角為90°的半精車機(jī)夾車刀刀尖角為80°。刃傾角為0°～1°，后角為6° ～7°，倒刃為-10°×(0.1～0.2)，有時(shí)可根據(jù)切削實(shí)際情況刃磨至0.5mm寬。

  由上述分析可知，精加工機(jī)夾車刀設(shè)計(jì)的原則是增強(qiáng)刀具鋒利度和獲得較理想的表面質(zhì)量，半精加工機(jī)夾車刀設(shè)計(jì)的原則是增強(qiáng)刀具強(qiáng)度。由于可轉(zhuǎn)位車刀的角度是由刀片的角度和刀桿上刀片槽底面的角度綜合而成，因此其值為相關(guān)部分幾何角度的代數(shù)和。

表2

三、結(jié)語

  通過對(duì)機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)和切削性能的分析可知，刀片及刀體自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)整個(gè)車刀的切削性能有著至關(guān)重要的影響。在實(shí)際生產(chǎn)中，刀體的結(jié)構(gòu)參數(shù)基本上是不變的，只有通過改變刀片的幾何參數(shù)來改善機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀的切削性能，從而使刀具在生產(chǎn)加工中達(dá)到最佳的切削狀態(tài)。