数控车削中常用的刀具特点和选择

1.车刀类型

车刀可用于各种车床上。可用来加工外圆、内孔、端面、螺纹，也用于车槽和切断等。车刀的主要类型如图1-13所示。

图1-13 车刀类型

外圆车刀可分直头（图1-13中5）和弯头（图1-13中2、3、4）两种，用于加工外圆柱和外圆锥表面。弯头车刀能车外圆、端面和倒角，通用性较好。外圆车刀又可分为粗车刀、精车刀和宽刃光刀。精车刀的刀尖圆弧半径较大，可使工件表面上的残留面积高度减小。当外圆车刀的主偏角为90°，可称为90°偏刀。它可用于车削阶梯轴、端面及刚度低的细长轴。

端面车刀用于车削端面（图1-13中9），它工作时横向进给。内孔车刀（图1-13中12）用于车削内孔，有时也可称为镗孔刀。它的结构尺寸受被加工孔直径和长度的限制。当孔径小而轴向尺寸又较大时，内孔刀必然伸出较长而刀杆截面尺寸也较小。这样，内孔刀刚度低，容易产生振动，且仅能承受较小的切削力。加工大孔时，为了减少刀具材料的消耗，可采用专用刀杆，在其上用螺钉夹固尺寸较小的刀头。

切断刀（图1-13中1）用于切下已加工好的工件，也可以切断某一长度的棒料，为下一道工序准备好长度一致的工件（毛坯）。切断刀的切削部分较窄，强度小，在排屑不好时极易折断，所以要特别注意其刃形、结构尺寸及几何参数的合理选择。

车槽刀用于车削沟槽，它的外形和切断刀相似，其刀头宽度和长度应根据沟槽尺寸而定。

2.整体车刀

根据结构形式的不同，车刀一般可分为，整体车刀、焊接式车刀、机械夹固式车刀和镶可转位刀片式车刀。整体车刀主要用于高速钢材料，截面多为正方形和矩形，俗称“白钢刀条”，使用时根据不同用途修磨成各种角度和形式。

3.焊接式车刀

在刀杆（一般用45钢制造）上焊一块具有一定形状的硬质合金刀片制成的车刀叫焊接式车刀。它的结构简单、紧凑、刚性好，可根据加工条件刃磨出合适的几何参数，故应用很普遍。但经过高温焊接，硬质合金刀片易产生热应力，严重时会出现裂纹，使硬质合金的切削性能下降，对提高生产率不利，另外，当刀片用完或崩坏后刀杆也不能再用，造成很大浪费。

我国冶金部标准YB850—75规定，焊接式硬质合金刀片的型号分为A、B、C、D、E、F六类，每类又分若干组。刀片的形状主要根据车刀用途而定。在选取刀片长度时应使参加切削工作的切削刃长度不超过刀片全长的60％～70％。

焊接车刀制造时，应根据刀片形状和尺寸在刀杆上开出刀槽。刀槽形状常用的有三种，如图1-14所示。通槽制造简单，常用于外圆车刀和车槽刀，如图1-14a所示；图1-14b为半封闭槽，它夹持刀片较牢固，常用于带圆弧的刀片；图1-14c为封闭槽，它夹持刀片更为牢固可靠，但焊接面多易产生较大内应力，常用于刀片底面积较小的车刀，如螺纹刀、切断刀。

图1-14 刀片槽形状

a）通槽 b）半封闭槽 c）封闭槽

4.可转位车刀

为了避免硬质合金刀片经过焊接后所产生的巨大内应力给刀片带来的不利影响，目前数控车削加工中普遍运用的是如图1-15所示的机械夹固式标准车刀，该图是标准硬质合金刀片在标准刀杆上的夹固情况。图1-16所示为这种夹紧结构的分解示意图。这种车刀的刀片和刀杆均为标准结构，由专业化标准件生产企业生产和供货。数控加工中的常用刀片结构与形状如图1-17所示，是可以进行方便拆卸和装夹的多切削刃硬质合金刀片，称为硬质合金可转位标准刀片。

硬质合金可转位刀片的标准代号由10个号位的字母和数字所组成，如图1-18所示。这10个号位各自所代表的含义分别如下：1号位表示刀片的几何形状及刀尖角；2号位表示刀片主切削刃后角（法后角）；3号位表示刀片内接圆直径d与厚度的精度级别；4号位表示刀片型式、紧固方法或断屑槽；5号位表示刀片的边长或切削刃长度；6号位表示刀片厚度；7号位表示刀尖圆角半径、主偏角或修光刃后角；8号位表示切削刃状态，刀尖切削刃或倒棱切削刃；9号位表示进刀方向或倒刃宽度；10号位表示厂商的补充符号或倒刃角度。

图1-15 刀片的机械夹紧

图1-16 夹紧结构的分解示意

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图1-17 常用硬质合金可转位标准刀片

这10个号位具体代码所表达的意义如图1-18所示。

图1-19所示为常用刀片形状的具体表示方法。图1-20所示为刀片的后角代号表示法。图1-21为刀片的安装类型代号，反映了刀片是否具有中间孔以及是单面还是双面刀片。图1-22所示为数控车削加工中常用的刀片型号示例。硬质合金标准可转位刀片需要根据不同的加工情况具体选择。硬质合金可转位刀片的代号表示法如图1-23所示。表1-2为各种型号及角度的可转位刀片在不同应用场合下的选择。

图3-18 可转位刀片代码含义

图1-19 常用可转位刀片的形状代号

图1-20 刀片的后角代号

图1-21 刀片安装类型代号

图1-22 数控车削常用刀片类型

图1-23 硬质合金可转位刀片的代号表示法

表1-2 不同加工表面所适合应用的刀片

（续）

5.可转位车刀的选择

从刀片的形状上看，R型圆形刀片具有的可用切削刃数最多，其次是P型五边形刀片，然后依次为S型方形刀片、T型和W型三角刀片，最后是C、D、K、V菱形刀片。刀尖数越多，刀片的刀尖角越大，会妨碍刀尖在其有限工作空间的正常切削。所以刀片形状的选择主要受制于刀尖角的大小，而刀尖角直接影响刀尖的强度和耐用度。在刀尖切削空间条件允许的情况下，刀尖角越大越好；在复杂曲面形状的切削中，刀尖角越小越好。一般，刀尖副切削刃与工件加工表面间不得小于2°。刀片形状的选择如图1-24所示。

图1-24 刀片形状的选择（13＃65）