可转位车刀课程设计说明书

1、可转位车刀课程设计说明书课题名称：可转位车刀设计专 业：机械设计制造及其自动化班 级：机械120姓 名：学 号：A071201要求工件材料 35 钢、b/GPa0.52、HB143-178、D70垃1mm、L250mm、热处 理状态正火处理1 .选择刀片夹固结构工件的直径D为70mm ,工件长度L=250mm。因此可以在普通机床 CA6140 上加工。表面粗糙度要求1.6叩，为精加工，但由于可转为车刀刃倾角 s通常取负值， 切屑流向已加工表面从而划伤工件，因此只能达到半精加工。参照机械制造技术基石课程补充资料表 2.1典型刀片结构简图和特点， 采用偏心式刀片加固结构较为合适。2 .选择刀片结构

2、材料由原始给定条件：被加工工件材料为 35钢，正火处理，按照硬质合金的选 择原则，选取刀片材料为 YT15。3 .刀具合理几何参数的选择和切削用量的选择3.1 刀具合理集合参数的选择根据机械制造技术基础刀具合理几何参数的选择，并考虑可转位车刀几何角度的形成特点，四个角度做如下选择：1 .前角0：根据刀具课程设计指导书图2.5,工件材料为35钢（正火）, 半精车，因此前角可选0=15° ;2 .后角°:根据刀具课程设计指导书图2.5,工件材料为35钢（正火）, 半精车，因此后角可选 0=5° ;3 .主偏角：主偏角 =75 0 ;4 .刃倾角s:为获得大于0

3、6;的后角0及大于0°的副刃后角0,刃倾角s=-6 ° ；5 .后角0：后角0的实际数值及副刃后角0和副偏角在计算刀槽角度时经校验确定。3.2 切削用量的选择根据刀具课程设计指导书附录II:粗车时，背吃刀量ap=3mm ,进给量f=0.6mm/r ,切削速度 v=110m/min ；半精车时，背吃刀量 ap=1mm ,进给量 f=0.3mm/r ,切削速度 v=130m/min 。4 .可转位车刀刀片型号和基本参数4.1 选择刀片有无中心孔由于刀片加固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。4.2 选择刀片形状按选定主偏角二75 0 ,参照刀具课程设计指导书2.4

4、.4.2节刀片形状的选择原则，选用正方形刀片。4.3 选择刀片的精度等级参照刀具课程设计指导书表2.4节刀片精度等级的选择原则，一般情况 下选用U级。4.4 选择刀片内切圆直径d（或刀片边长L）根据已确定的背吃刀量ap=3mm ,主偏角 =75 ° ,刃倾角s=-6° ,将ap,s代入下式可得刀刃的实际参加工作长Lse为3 Lse 3.123mmsin cos s sin 75 cos（ 6 ）令刀片的刃口长度（即使长）L=d>1.5 Lse=4.685mm，保证切削工作顺利进行。4.5 选择刀片厚度根据已选择白背吃刀量ap =3mm ,进给量f=0.6mm/r及刀具

5、课程设计指 导书选择刀片厚度的诺莫图图2.3,求得刀片厚度S>4.8mm04.6 选择刀尖圆弧半径r根据已选择白背吃刀量ap=3mm,进给量f=0.6mm/r及刀具课程设计指 p导书选择刀尖圆角半径的诺莫图图2.4,求得连续切削时r=1.2mm。4.7 选择刀片断屑梢型式和尺寸参照刀具课程设计指导书中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则，根据已 知的已知条件，选择A型断屑槽。综上方面的选择结果，根据刀具课程设计指导书表2.7确定选用的刀片型号为 SNUM150612。L=d=15.875mm ; s=6.35mm ; d1=6.35mm ; m=2.79mm ; r =1.2mm ;刀片刀尖角

6、b=90° ;刀片刃倾角如=0° ;断屑槽宽Wn=4mm ;取法前角 bn =20 °。5 .选择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，取决于刀片加固结构及刀片的型号和尺 寸，选择与刀片形状相同的刀垫，正方形，中间有圆孔。根据刀具课程设计指 导书表2.18选择型号为 S15B型刀垫。尺寸为：长度 L=14.88mm ,厚度 s=4.76mm ,中心孔直径d1 =7.6mm ,材料为高速钢 YG8。6 .计算刀槽角度可转为车刀几何角度，刀片几何角度，刀槽几何角度之间的关系: 刀槽角度的计算：1、刀杆主偏角krg : krg =75 °2、刀槽

7、刃倾角sg : sg = s=-63、刀槽前角og ：将0 = 15 ° , bn =20 ° , s=-6。代入下式，,取 og =-5。,tan 0 tan bn / cos s皿tan og =-0.089 ,则 og =-5.0861 tan 0 tan nb cos s4、验算车刀后角a。：车刀后角a0的验算公式:tana0og cos s)og cos s(tan anb tan1 tananb tan当anb=0时，则上式成为tana0 tan og cos2 s,将0g =-5 ° , s=-6。代入上式得a0=4.95 ° 。前面所选后

8、角 5=5。，与验算值有差距，故车刀后角a0应选a0 =5。才能与验算角度接近而刀杆后角aog = a0=5°。 g5、刀槽副偏角krg : '''krgkr180kr.，kgR ,9 r ,因此krg180k.，车刀刀尖角的计算公式为：cos r cos rb41 (tan og s)2 tan og sin scos s,当出=90。时，上式变为：cos r tan 0cl sin s cos s,IUgOO 7 一 . ' .将 0g =-5, s=-6代入上式得 r =90.52 。故krg 180krr =180 -75 -90.52gsg=

9、14.48 ° ,取krg =14.56、验算车刀副后角 a0 车刀副后角的验算公式为tananb tanogcosogtana0''；-1 tananbtan ogcos sg当 a nb =0 ° 时tana'2 ' 一tan rog cos sg,而tan ogtan og cos rg tan sg sin rg ,tan og tan °g sin rg tan sg cos rg ，将 0s =-5,sg= s=-6, rg = r =90.52 代入上式，'tan og =tan(-5)sin90.52+tan

10、 (-6)sin90.52= -0.106 ,'所以 0g =-6.04 ; tan og = tan( 5) sin90.52+tan (-6)sin90.52= -0.087 ,'所以 og =-4.95。''j./cc/2/cl再将 0g=-6.040g=-4.95代入得，tan a 0= - tan( 6.04)cos ( 4.95)=0.105,所以a。=5.995 ,可以满足切削要求，刀槽副后角aog = a0,故a°g =5.995,取a0g =6。综上述计算结果，可以归纳出：车刀的几何角度：0=15,0=4.95,=75, kr=14.

11、48, s =-6, a 0=5.995 ,刀槽的几何角度：og =-5 , a og =5, k rg =75 , k rg =14.5, sg =-6, a °g =6。7 .计算铳制刀槽时所需的角度7.1 计算刀梢最大副前角gg及其方位角gg将 og =-5=-6sg s °gg =-7.79，将 og =-5 , sg =tan ogtan gg = > gg =0.382，tan sg2代入下式：tan gg =- tans=6代入下式得：aa =39.77。gg7.2计算刀梢切深剖面前角0gtan2 sg =-0.137 ,所以 sgpg和进给剖面前角fg

12、将 og =-5, sg =-6 , k rg =75 代入下式 tan pg = tan os sin rg +tansg sin rg =-0.124 , pg =-7.08tanfg = tan os sin rg +tan sg sin rg =-0.057 , fg =-3.28 。8 .选择刀杆材料和尺寸8.1 选择刀杆材料为保证刀杆强度，增加刀杆使用寿命，刀杆材料一般可用中碳钢，采用45号钢，热处理硬度为HRC38-45 ,发黑处理。8.2 选择刀杆尺寸选择刀杆截面尺寸.车床中心高度为 220mm,根据刀具课程设计指导书表 2.37,选 取截面尺寸为：20X25(mm2),由于切削深度及进给量太小，故强度足够。选择刀杆长度尺寸：参照刀具课程设计指导书刀杆长度选择原则，选取刀杆长度为150mm.9 .选取偏心销机器相关尺寸9.1 选择偏心销材料偏心销材料选用40Cr,热处理硬度为HRC4045,发黑处理.9.2 选择偏心销直径dc和偏心量偏心销直径可用下式：dc = di -(0.20.4mm),由于d 二6.35mm,取间隙最大值为0.4mm ,故可取dc =5.95mm 。偏心量e经计算可取其为