哈工大机械制造技术基础——可转位车刀设计

1、Harbin Institute of Technology课程大作业说明书课程名称： 设计题目： 院 系： 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 哈尔滨工业大学目录设计题目3可转位端面车刀设计3一、选择刀片夹固结3二、选择刀片结构材料3三、选择车刀合理角度3四、选择切屑用量4五、刀片型号和尺寸4六、选择硬质合金刀垫型号和尺寸5七、计算刀槽角度5八、计算铣制刀槽时所需的角度7九、选择刀杆材料和尺寸8十、上压式结构8十一、绘制车刀结构简图9参考文献10设计题目设计车小端端面的可转位车刀可转位端面车刀设计一、选择刀片夹固结工件的直径D为 160mm，工件长度L=200mm。因此

2、可以在普通机床CA6140上加工。表面粗糙度要求3.2m，为精加工，但由于可转为车刀刃倾角通常取负值，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，按题设要求，采用上压式的夹紧方式。二、选择刀片结构材料加工工件材料为HT200，且加工工序为粗车，半精车了两道工序。由于加工材料为铸铁，因此刀片材料可以采用YG系列，YG8用于粗加工脆性材料，YG6用于半精加工脆性材料，本题要求达到半精加工，因此材料选择YG6硬质合金。三、选择车刀合理角度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：前角：根据参考文献1表3.16，工件材料为HT200，

3、半精车，因此前角可选，后角：根据参考文献1表3.17，工件材料为HT200，半精车，因此后角可选，主偏角：，工艺系统刚度良好，故采用正方形刀片，主偏角，负偏角：工艺系统刚度良好，为减小已加工表面的粗糙值，取负偏角，刃倾角：为了获得大于0的后角及大于0的副刃后角，取刃倾角，后角的实际数值及副刃后角和副偏角在计算刀槽角度时经校验确定。四、选择切屑用量根据参考文献1表3.21，粗车时，背吃刀量，进给量，可以由公式求得速度。式中各数据由参考文献1表3.23：，。由于可转为车刀更换较为方便，因此在设计时将寿命设为，由此估计切削速度选为。根据参考文献1表3.22，半精车时，背吃刀量，进给量，刀尖圆弧半径。

4、采用相同方法，估算切削速度为。五、刀片型号和尺寸1、选择刀片有无中心孔由于刀片加固结构已选定为上压式，因此应选用无中心固定孔的刀片。2、选择刀片的形状按选定主偏角，参照参考文献2 节刀片形状的选择原则，选择正方形刀片。3、选择刀片的精度等级参照参考文献2 节刀片精度等级的选择原则，一般情况下选用U级。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，主偏角，刃倾角，将，代入下式可得刀刃的实际参加工作长令刀片的刃口长度(即便长) ，保证切削工作顺利进行。5、选择刀片厚度根据已选择的背吃刀量，进给量及参考文献2选择刀片厚度的诺莫图图2.3，求得刀片厚度。6、选择刀尖圆弧半径根据已选择的

5、背吃刀量，进给量及参考文献2选择刀尖圆角半径的诺莫图2.4，求得连续切削时。7、选择刀片断屑槽型式和尺寸参照参考文献2 节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则，由于工件时铸铁，工件塑性较差，很难形成较长的切屑，因而在设计时不需要在刀片上设计断屑槽。8、选择端面车刀型号综上7个方面的选择结果，根据参考文献2 表2.10确定选用的刀片型号为SPUN150412。具体参数为：，刀片刀尖角，刀片刃倾角法前角，法后角。六、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，本题中选择与刀片形状相同的刀垫：正方形，中心有圆孔。尺寸为：长度，厚度，中心孔直径，材料为YG

6、6硬质合金。七、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2、刀槽刃倾角3、刀槽前角将，代入下式可以求得，4、验算车刀后角车刀后角的验算公式为：将，代入上式，可以求得，则，与所选角度相近，可以满足切削要求。而刀杆后角5、刀槽副偏角，可以得到，车刀刀尖角的计算公式为 当时，上式变为 将，代入上式得故取6、验算车刀副后角车刀副后角的验算公式为：当时 将，代入上式可以得到，再将 代入 可以得到，满足切削要求。取刀槽副后角，综上，可以归纳出：车刀的几何角度： ，刀槽的几何角度： ，八、计算铣制刀槽时所需的角度1、计算刀槽最大副前角及其方位角将，

7、代入下式 可以得到，将，代入下式可以得到，2、计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角将，代入下式可以得到，九、选择刀杆材料和尺寸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。2、选择刀杆尺寸：选择刀杆截面尺寸：车床中心高度为220mm，根据机械制造技术基础课程补充资料表2.37，选取截面尺寸为：20×25(mm)由于切削深度及进给量太小，故强度足够，不必校核。选择刀杆长度尺寸：参照机械制造技术基础课程补充资料刀杆长度选择原则，选取刀杆长度为150mm。十、设计上压式结构沉头螺钉选择：由刀垫孔直径为5.4mm，定做开槽盘头螺钉，以适应刀垫要求，长度初定为15mm。压紧螺钉选择：选择M6的圆头螺钉紧固，长度初选为25mm。压板：另行设计加工。十一、绘制车刀结构简图