专利名称：机夹多功能车刀的制作方法
技术领域：
本实用新型属机构加工领域。
现有金属切削加工中，精加工和粗加工要求是不同的，采用的切削用量和由此产生的切削力、切削温度以及振动等亦不同，所以均分别使用精加工具和粗加工刀具进行不同性质的切削加工。当工件材质不同，它映出来的机械性能不同时或当工件形状随使用要求不同而不同时，也是分别使用各种具有不同刀具角度和不同刀具材料的刀具进行针对性的切削加工。现有技术中对不同加工要求的工件需不断更换刀具，给机械加工工艺带来诸多不便。因此，在现代机械制造中，改进机械加工工艺中的刀具技术，使其有效地降低工件加工成本，明显提高切削效率是目前需要解决的问题。
本实用新型的目的是设计一种集精加工和粗加工于一体的多功能机夹车刀，从而提高机械加工的效率。
机夹多功能车刀有刀体(1)，压紧刀片螺钉(2)，压板(3)，刀片(4)，挡屑块(5)，压紧挡屑块螺钉(6)等组成。车刀三个角的角度分别为前角γo是35°～45°，刃倾角λs是-40°～-45°，主偏角Kr是45°～75°。刀体、刀片及其压板结构与现有车刀相同。
从刀具几何角度对切削加工的影响可知，前角增大后，可以使切削加工时的切屑变形变小，产生的切削力减小，切削温度降低，刀具磨损减慢，因此可以采用大的切削用量来提高生产率。粗加工的目的是要在最短的时间里切除最多的加工余量。而上述分析，前角增大，理论上是符合粗加工的要求。但前角γo，必定会减小楔角β0的值，如图2所示，楔角过小，明显削弱刀具切削部分的强度，因此前角增大实际上对粗加工是不利的，所以一般粗加工前角γo＝0°～10°。
为了使前角增大后，不削弱刀具切削部分的强度，可以利用增大负刃倾角来达到此目的。因为增大负刃倾角，可使参加切削的刃口长度增长。当λs＝-40°～-45°时，刃口长度比λs＝0°时增长1.41倍左右。单位长度上的刃口承受的切削力减小，刀具切削部分的强度相对得到提高。切削加工时，刀具是从远离刀尖的切削刃处逐渐切入工件，增强了刀具抗冲击能力，起到保护刀尖的作用。
本设计负刃倾角增大到-40°～-45°时，对弥补前角增大到35°～45°引起切削部分强度削弱的效果很好，切削最轻快。因此，前角为35°～45°，负刃倾角为-40°～-45°的机夹多功能车刀对不规则形状的脆性和塑性金属坯料进行大切削用量的粗加工能取得好的切削效果。
前角增大还能使切削加工时的振动减小，切削平稳，当前角达到35°～45°，切削塑性金属材料时，就无积屑瘤产生，所以该车刀又能进行精加工。
车刀切削刃口具有一定的钝园半径γn，所以当切削深度ap小于0.03mm，就很难切入工件表面，刀具对加工表面产生强烈的挤压和磨擦，不能进行正常地切削。
车刀刃口钝园半径rn的值与楔角β0有关，用金刚石砂轮精磨过的硬质合金刀片其刃口钝园半径可用公式rn＝(0.001β02+4)μm计算。例如当前角γo＝35°，后角α0＝8°时由公式β0＝90°-(γo+α0)得出楔角的β0＝47°，此时刀片的刃口钝园半径rn＝6.21μm。
刃倾角对切削刃口实际钝园半径rne值的大小有直接影响。因为在法剖面内，刃口是一段半径为rn的园弧，而在流屑剖面内刃口变为椭园，所以斜剖园柱面内所得椭园的长半径处的曲率半径就是切削刃口的实际钝园半径rne。例如当负刃倾角为45°时，由公式rne＝rn，cosλs算出rne＝4.39μm。由此可知，增大λs角的绝对值，可减小刃口的实际钝园半径，使得切削刃变得更锋利，刀具更易切入工件。所以该车刀能够实现微量切削(切削深度ap＝0.02mm左右)。
负刃倾角刀具在切削塑性金属材料时，切屑是流向已加工表面，影响工件表面质量。但机夹多功能车刀采用大的负刃倾角、大的前角和大的切削速度后，切屑以很高的流速沿流屑角ψλ为45°以上的角度朝付切削刃前端与已加工表面间的缝隙流下，碰到刀头底部侧面的挡屑块折断。避免了切屑拉毛或碰伤已加工面的情况发生，保持工件应有的精度。
本实用新型设计主偏角为45°～75°时，它的各种功用都能得到较好的体现，对前角为35°～45°、刃倾角为-40°～-45°的多功能车刀的各种切削功能影响最小，使该车刀保持了上述诸多的先进性。
本实用新型的机夹多功用车刀采用机械夹固方式将置于刀体头部刀槽内的硬质合金刀片通过压板由压紧螺钉固定在刀头上。因而使该车刀刀片与焊接式车刀刀片相比具有以下特点刀片未经高温焊接，使其保持原有的机械性能，避免因焊接引起刀片开裂等缺陷，保证了硬质合金刀片的使用稳定性。刀片能够更换，刀体可以重复使用，提高了刀体的利用率，降低了车刀的成本。
本实用新型的挡屑块有一轴插入刀头底部的园孔内，底部有一横剖面至园孔，通过调节挡屑块轴径使挡屑块可以移动或转动，然后用螺钉固定，可以起到断屑作用。
由于机夹多功能车刀具有上述结构特点后，使其具备了适用于脆性金属材料的切削、断续切削和粗加工及适用于塑性金属材料的切削、微量切削和精加工等多种功能。无论哪种切削方式，生产效率都比一般车刀有明显提高，图5普通车刀和多功能车刀的切削用量对照表明显显示了本实用新型车刀的良好加工效果。以车削外园为例，单个零件的切削加工基本时间t基可按下式计算
在公式分子相同(不变)的情况下，增大切削用量中的切削速度v、进给量f、切削深度ap都可以减少t基，达到提高生产率的目的。切削力和切削温度降低从切屑呈银白色或褐色已能说明，因此刀具的耐用度和寿命都有很大提高。
图1是机夹多功能车刀示意图，其中1是刀体，2是压紧刀片螺钉，3是压板，4是刀片，5是挡屑块，6是压紧挡屑块螺钉。
图2是刀具基面投影图。
图3是刀具几何角度0-0面剖示示意图。
图4是刀具在基面投影图的S向示图。
图5是普通车刀与本实用新型车刀切削用量对照。
实施例机夹多功能车刀制作过程如下1)车刀刀体可以采用特种铸造方法(熔模铸造)进行成批大量生产。而车刀所需的几何角度和硬质合金刀片的几何尺寸，在刀槽铸造时直接获得，不需再进行机械加工。
2)挡屑块按要求加工后与刀头底部配作挡屑块的轴径尺寸。
3)刀片压板按要求加工后，装配在刀头上通过内六角螺钉即可将刀片压紧在刀庆的刀槽内。
4)硬质合金刀片可根据加工性质及加工要求采用相应的牌号直接装夹在刀槽内，即可进行多功能的切削加工。
权利要求1.一种机夹多功能车刀，有刀体、刀片、压板等，其特征在于该多功能车刀前角γo是35°～45°，刃倾角λs是-40°～-45°，主偏角Kr45°～75°，刀体、刀片及其压板结构与现有车刀相同。
2.根据权利要求1所述的机夹多功能车刀，其特征在于刀片(4)是用压紧螺钉(2)夹固在刀体头部的刀槽内的。
3.根据权利要求1所述的机夹多功能车刀，其特征在于挡屑块(5)上的轴是插入刀头底部园孔内，由螺钉压紧。
专利摘要本实用新型属机械加工领域。现有机械加工技术分别使用精加工刀具和粗加工刀具进行不同性质的切削加工,由此带来费工费料问题。本实用新型通过改变刀具前角、刃倾角和主偏角的范围,它们分别在35°～45°,－40°～－45°,45°～75°范围内,使刀具适用于粗加工、精加工切削,断续切削和微量切削,不但提高了刀具的寿命,还大大提高了生产效率。
文档编号B23B27/00GK2302073SQ97242599
公开日1998年12月30日 申请日期1997年11月6日 优先权日1997年11月6日
发明者陆兆民 申请人:上海轻工业高等专科学校