可转位硬质合金螺纹车刀设计.doc

哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文） 硬质合金可转位车刀设计1.初始条件 设计螺纹车刀，加工M25的外螺纹，加工材料为45钢，机夹形式为楔销（块）式，刀片有后角。假定刀具完成粗车、半精车两道工序，所用车床为CA6140普通车床。2.题目分析 （1）加工外螺纹，说明在此之前已经完成直径为25mm的圆柱面加工； （2）所加工的普通螺纹由GB/T 196-81知其属于极少用的第三系列公称直径，其螺距P=1.5mm，中径d2=24.026mm，小径d1=23.376mm。3.刀片选择（1）选择刀片夹固结构。由于已知条件知，刀片夹固结构为楔销（块）式。（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45钢，连续切削，完成粗车、半精车两道工序。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你的选用原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下五个主要要角度：刀尖角r=60；纵向前角0=0（同左侧刃前角1=0，右侧刃前角2=0）；左侧刃后角1=35，右侧刃后角2=35；刃倾角=0（左右两侧刃）；左侧刃偏角r=60。 后角的实际数值，以及刃倾角，前角在计算刀槽角度时，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。 由于螺纹车刀的进给量已经由螺距确定（在数值上f=P），又由于切削螺纹时，切削力和发热量都比切削外圆时大，故采用多次走到的方式。需走刀三次，最后一次走刀为修型作用，相当于半精加工，以此：f=1.5mm/r，分为三次走刀。第一次：ap=0.4mm,第二次ap=0.3mm，第三次ap=0.1mm.取切削速度v=60m/s（5）选择刀片型号和尺寸 选择刀片有无中心孔。由于刀片夹固结构为楔块式，因此选用有中心固定孔的刀片。 选择刀片形状。由于刀尖角为60，故选用三角形刀片。 刀片精度等级。参照参考文献【1】2.4、2.5节刀片精度等级的选择原则，选用U级。 选择刀片内切圆直径d（或刀片边长L）。将各参数带入参考文献【1】式（2.5），求出刀刃的实际参加工作长度Lse为： = mm 则所选刀片边长L应为 L1.5Lse=1.50.924mm=1.386mm因为是三角形刀片，所以： 选择刀片厚度s。根据已选的ap=0.8mm，f=1.5mm/r.通过参考文献【1】图2.3（选择刀片厚度的诺模图），求得刀片厚度s4.8mm选择刀尖角圆弧半径r。根据已选的ap=0.8mm，f=1.5mm/r.通过参考文献【1】图2.4（选择刀尖角圆弧半径的诺模图），求得连续切削式的刀片厚度r2.4mm.选择刀片断屑槽的型式和尺寸。选用无断屑槽。综合以上七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是TBUA160404（。其具体尺寸为： L16.59mm，d=9.5250.08mm，s=4.760.13mm，d1=3.810.08mm， m=13.8870.13mm，r=0.40.1mm，法向后角nb=5，刀片刃倾角nb=04.选用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，有圆孔。由参考文献【1】表2.16知其尺寸为： d=8.53mm, s=3.18mm, m=12.395mm, d=5.6mm, r=0.4mm L=14.77mm, D=7mm, C=1.5mm, 型号为T16B,材料为YG8.5.计算刀槽角度 可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系。由参考文献【1】图2.5所示。由于螺纹升角的影响，螺纹车刀工作时，工作角度与标注角度相差太大（特别是对于大螺距螺纹和多线螺纹），且一侧的后角增大而另一侧的后角减小。但对于本题影响很小，故可忽略不计。刀槽角度的计算步骤为： 刀杆左刃偏角（几何上类似于主偏角）rg： rg=r=60 刀槽的刃倾角sg: 刀槽前角og:刀具前角0=0由参考文献【1】式（2.8）故og=0=0验算车刀后角0，车刀后角的验算公式为：解得0=5与所选角度值相近，故可满足切削要求，而刀杆后角og0，故取og=5刀槽右侧刃偏角 因为 ， 所以 车刀刀尖角r的计算公式为 解得=60故验算车刀右侧刃后角（0，车刀“副后角”的验算公式为：而 将带入，得：解得og=0解得sg =0再将og=0，sg =0带入式中得：0=5。可以满足切削要求。刀槽“副后角”og0，取og=5综合上述计算，可以归纳出：车刀的几何角度 左侧刃： 右侧刃：刀槽的几何角度：左侧：右侧：6.计算铣制刀槽时需要的角度计算刀具最大负前角gg及其方位角gg 。由参考文献【1】式（2.9），得 gg=0由参考文献【1】式（2.10），得gg=90计算刀槽切深剖面前角pg和进给剖面前角fg由参考文献【1】式（2.11）和式（2.12）得所以 pg=0 pg=07.选择刀杆材料和尺寸选择刀杆材料。选用45号钢为刀杆材料，热处理硬度为HRC3845，发黑处理。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。按照参考文献【1】表2.37，并考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆截面尺寸BH=2025（mm2）由于切削深度apmax=0.4mm,进给量f=1.5mm/