杠销夹紧式外圆可转位车刀设计

课程设计说明书2014年12月目录第1章设计任务 第1章设计任务设计题目：1、工件材料；45钢热处理状态：正火/GPa=0.60GPaHB=170~217D±0.1/mm=50mmL/mm=300mmRa=1.6mm2、原始条件加工一批尺寸如上图所示的零件，工件材料为45号钢（正火），锻件，=0.6GPa，HB=170~217。表面粗糙度Ra要求达到，需精车工序完成其外圆车削，单边总余量为0.4mm，使用机床为CA6140普通车床。上交材料：1、设计说明书一份；2、硬质合金可转位车刀结构图（A3）；3、可转位车刀刀杆零件图（A3）；4、硬质合金可转位车刀三维结构图（电子版）。第2章设计步骤（1）选择刀片夹固结构。考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，参照表2.1典型刀片夹固结构简图和特点，采用杠销式刀片夹固结构。（2）选择刀片材料（硬质合金材料）。有原始条件给定：被加工工件材料为45号钢（正火），连续切削，完成精车一道工序，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）选择车道合理角度。根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：①前角=15°；②后角=5°；③主偏角=90°；④刃倾角。后角的实际数值以及副后角´副偏角´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。精车时：=0.4mm，f=0.24mm/r，v=172m/min；（5）选择刀片型号和尺寸：①选择刀片油污中心固定孔。由于刀片夹固结构已选定为杠销式，因此应选用有中心固定孔的刀片。②选择刀片形状。按选定的主偏角=90°，参照资料2.4.4.2节刀片形状的选择原则。选用三角形刀片。③选择刀片精度等级。参照资料2.4.4.3节刀片精度等级的选择原则，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=1mm、=90°、=5°，将、、代入，可求出刀刃的实际加工长度为则所选用的刀片边长L应为因为是三角形刀片，所以⑤选择刀片厚度S。根据已选定的=0.4mm，f=0.24mm/r及通过图1-1（选择刀片的厚度），求得刀片厚度S≥2.5mm。⑥选择刀尖圆弧半径。根据已选定的=0.4mm，f=0.24mm/r，利用图1-2选择刀片厚度的诺模图，求得连续切削时的=1.2mm。⑦选择刀片断切屑槽型式和尺寸，参照资料2.4.4.4节中刀片断屑槽型式和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件，选用V型断屑槽，断屑槽的尺寸在选定刀片型号和尺寸后，便可确定。综合以上七个方面的选择结果，确定选用的刀片型号是：TNUM220420(见表2.6)，其具体尺寸为L=d=22.0mm；S=4.76mm；=5.16mm；m=17.050mm；=2.0刀片尖角=90°；刀片刃倾角=0°；断屑槽宽度=4mm；取法前角=20°。图1-1选择刀片厚度的诺模图图1-2选择刀尖叫半径的诺模图（6）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，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。本次课程设计选择与刀片形状相同的刀垫，正三角形，中心有圆孔。其尺寸为：长度L=20.26mm；厚度S=3.18mm；中心孔直径。材料为YG8。（7）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，刀槽角度计算步骤是：刀杆主偏角==90°刀槽刃倾角==5°刀槽前角将=15°、=20°、=5°代入，得则=-5.086°，取=-5°。验算车刀后角。车刀后角的验算公式为当=0°时，则上式成为将=-5°、=5°代入，得，则=4.98°与所选角度相近，可以满足切削要求。而刀杆后角≈,故=5°刀槽副后角因为所以车刀刀尖圆角的计算公式为当故取综上所述计算结果，可以归纳出；车刀的几何角度=15°、=5°、=90°、、=5°刀槽的几何角度=-5°、=5°、=90°、、=5°（8）计算铣制刀槽时需要的角度①计算刀槽最大负前角及其方位角将代入式：得所以将代入式得②计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角将所以铣制刀槽（9）选择刀杆材料和尺寸①选择刀杆材料：为了保证刀杆强度，增加刀杆使用寿命，刀杆材料一般可采用中碳钢或合金钢，此处选用45号钢，热处理硬度为HRC38~45，发黑处理。②刀杆截面尺寸的确定一般车刀刀杆截面尺寸可按车床中心高选取，因加工使用CA6140普通车床，车床中心高为205mm。因此选用刀杆尺寸为由于选择，。背吃刀量和进给量较小因此不需要进行刀杆强度校核。③刀杆长度选择：选择刀杆长度尺寸时，应保证刀杆在刀架上，至少有两个螺钉能紧固住刀杆。刀杆长度尺寸已经标准化，因此选用车刀长度150mm。④选择刀头长度厚度最低取⑤销材料选择销取35号钢热处理28~38HRC,表面氧化处理A型圆柱销。销GB/T117参考文献[1]王娜君.《金属切削刀具课程设计指导书》[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2000:4—39，108，120—122.[2]聂建武.《金属切削与机床》[M].西安：西安电子大学出版社，2006:25—86.[3]GB/T5343.1-2007可转位车刀及刀夹第一部分:型号表