林南南，张吉军，户春影，段宝成，王广凤，李牧，徐光顺，杨宗秋，蒋玉明

（黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆 163319）

金属切削过程中随着刀具与切屑，刀具与工件间摩擦的发生以及切削变形的发展，在变形区内将会产生大量的切削热与极高的切削力，因此温度和力载荷是切削过程的重要影响因素[1]。刀具是金属切削过程中的关键要素之一[2]，在切削过程中刀具既要承受力载荷的变化，又要受到由于切削热而引起的温度载荷的作用，而切削力载荷和热载荷之间又互相影响，即热—力耦合作用。这种耦合作用将对刀具的结构强度和使用寿命产生很大影响，因此在刀具的设计阶段就要考虑热—力耦合的影响。

1 车刀的结构设计

1.1 车刀总体设计

刀具结构的合理与否对其切削性能具有重要的影响[3]。因此依据加工条件要求，设计了硬质合金可转位大切深车刀，其主要尺寸及参数条件见表1所示，图1表示该刀具的装配结构三维图，采用中心孔—顶面联合压紧夹固方式，实现刀片双向压紧，因此刀片夹紧牢固。

表1 刀具主要参数条件Table 1 Main parameters conditions of tools

图1 大切深车刀总体装配图Fig.1 Total assembly drawing of tools with large cutting depth

1.2 刀杆的设计

如图2所示为车刀的刀杆结构，为了保证刀杆足够的强度和刚性，刀杆截面尺寸为45×50 mm2。

图2 刀杆结构图Fig.2 Three-dimensional structure of tool arbor

1.3 刀片及夹紧结构的设计

如果没有合理的刀具结构，几乎不可能保质保量地加工出高精度的工件[4]。如图3（a）所示为所设计的刀片的三维结构图，采用正方形刀片，法前角20°，刃倾角0°，HV型断屑槽，属于前后等宽且封闭的槽型，保证刀尖强度足够，适合于较大切削用量的粗车加工。……