可转位车刀课程设计说明书

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、D700.1mm、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仙叫为精加工，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，因此后角可选 0=5 ;3 .主偏角：主偏角=750 ;4 .刃倾角s:为获得大于0的后角及大于0的副刃后角。,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 pf=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=75 ,参照刀具课程设计指导书2.4.4.2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 L se为,3八Lse 3.123mmsin cos s sin 75 cos（ 6 ）令刀片的刃口长度（即便长）L=d1.5Lse=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及刀具课程设计指导 p书选择刀片厚度的诺莫图图2.3,求得刀片厚度S4.8mm04.6 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及刀具课程设计指导 p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b二90。；刀片刃倾角sb=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1g : % =752、刀槽刃倾角 sg : sg= s=-6 3、刀槽前角0g：将0=15 , bn =20 ,s=-60代入下式，, tan 0 tan bn / cos stan og =-0.089,贝U og =-5.086 ,取 og =-51 tan 0 tan nb cos s4、验算车刀后角a。：(tan anb tan1 tananb tanog cos s)og cos s车刀后角a0的验算公式：tana0当anb=0时，则上式成为tanatan og cos2 s,将og=5 ,s=-6。代入上式得a0=4.95。前面所选后角a0=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 a = a0=5 。 og 一，一5、刀槽副偏角krg :krgkr180 kr .人 K,g ，因此kg180 kr ,，车刀刀尖角的计算公式为：cos rcos rb；1 (tanog s)2 tangsin scos s,当rb=90。时，上式变为：cos r tan sin _ cos q,Iogss 7将 0g =-5 , s=-6 代入上式得 r=90.52 。故 krg180krr =180 -75 -90.52ugg =14.48 ,取 krg =14.5 。6、验算车刀副后角 a0 车刀副后角的验算公式为tana1b tan og cos gtan a。；1 tananb tan og cos sg当 anb =0 时，tan a。tan rOg cos2 sg,而tan og tan g cos rgtan 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 (-6)sin90.52 = -0.106, (所以 0g =-6.04; (tan 0g = tan( 5) sin90.52+tan (-6)sin90.52 =-0.087, (所以 0g =-4.95。2再将 0g =-6.04 0g =-4.95 代入得，tan a0 = -tan( 6.04)cos ( 4.95)=0.105,所以a0 =5.995,可以满足切削要求，刀槽副后角aog = a0,故aog =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=14.48, s=-6, a0=5.995,一刀槽的几何角度：0g=-5 ,a0g=5,krg=75 , k rg=14.5,sg =-6,a og =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 ,gg=-7.79,将,tan ogtan gg=；tan sg=-6sg s Dog =-5 , sggg =0.382,代入下式：tan ggggs=6代入下式得：gg =39.77。2og tan2sg =-0.137 ,所以7.2 计算刀梢切深剖面前角pg和进给剖面前角fg将 0g =-5 , sg=-6, krg=75 代入下式 tan pg = tan os sin rg+tan sg sin rg =-0.124, pg =-7.08tan fg = tan ossin rg +tan sgsin 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2取截面尺寸为：20X 25(mm),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”和偏心量偏心销直径可用下式：dc = d1-(0.20.4mm),由于d1 =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 0.75mm。为使刀具夹固可靠，可选用自锁 性能较好的螺钉偏心销，并取螺钉偏心销转轴半径d2=M6。9.3 计算偏心销转轴孔中心在刀梢前刀面上的位置根据前面已选好的各尺寸 d1 =6.35mm, d=15.875mm , dc =5.95mm, e=0.75mm ,取 =30, 代入下式 m=8.14mm , n=7.19mm。10 .绘制车刀工作图偏心式75硬质合金可转位外圆车刀如下图：r| n 10.05001B 一烹三