可转位车刀优秀课程设计项目新版说明书.doc

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、0.52、HB143-178、D70±0.1mm、L250mm、热处理状态正火处理
1.选择刀片夹固结构
工件直径D为70mm，工件长度L=250mm。所以能够在一般机床CA6140上加工。
表面粗糙度要求1.6μm，为精加工，但因为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，所以只能达成半精加工。
参考《机械制造技术基础课程补充资料》表2.1经典刀片结构简图和特点，采取偏心式刀片加固结构较为适宜。
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，根据硬质合金选择标准，选择刀片材料为YT15。
3.刀具合理几何参数选择和切削用量选择
3.1刀具合理集合参数选择
依据《机械制造技术基础》刀具合理几何参数选择,并考虑可转位车刀几
何角度形成特点，四个角度做以下选择：
1． 前角：依据《刀具课程设计指导书》图2.5，工件材料为35钢(正火)，半精车，因以前角可选=15°；
2． 后角：依据《刀具课程设计指导书》图2.5，工件材料为35钢(正火)，半精车，因以后角可选=5°；
3． 主偏角：主偏角=75°；
4． 刃倾角：为取得大于0°后角及大于0°副刃后角，刃倾角=-6°；
5． 后角：后角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。
3.2切削用量选择
依据《刀具课程设计指导书》附录II：粗车时，背吃刀量=3mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度v=110m/min；半精车时，背吃刀量=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础参数
4.1选择刀片有没有中心孔
因为刀片加固结构已选定为偏心式，所以应选择有中心固定孔刀片。
4.2选择刀片形状
按选定主偏角=75°，参考《刀具课程设计指导书》2.4.4.2节刀片形状选择标准，选择正方形刀片。
4.3选择刀片精度等级
参考《刀具课程设计指导书》表2.4节刀片精度等级选择标准，通常情况下选择U级。
4.4选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L)
依据已确定背吃刀量=3mm，主偏角=75°，刃倾角=-6°，将，，代入下式可得刀刃实际参与工作长L为

令刀片刃口长度(即便长)L=d>1.5=4.685mm，确保切削工作顺利进行。
4.5选择刀片厚度
依据已选择背吃刀量=3mm，进给量f=0.6mm/r及《刀具课程设计指导书》选择刀片厚度诺莫图图2.3，求得刀片厚度S≥4.8mm。
4.6选择刀尖圆弧半径
依据已选择背吃刀量=3mm，进给量f=0.6mm/r及《刀具课程设计指导书》选择刀尖圆角半径诺莫图图2.4，求得连续切削时=1.2mm。
4.7选择刀片断屑槽型式和尺寸
参考《刀具课程设计指导书》中刀片断屑槽类型和尺寸选择标准，依据已知已知条件，选择A型断屑槽。
综上方面选择结果，依据《刀具课程设计指导书》表2.7确定选择刀片型号为SNUM150612。
L=d=15.875mm；s=6.35mm；=6.35mm；m=2.79mm； =1.2mm；
刀片刀尖角=90°；刀片刃倾角=0°；断屑槽宽=4mm；取法前角=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选择,取决于刀片加固结构及刀片型号和尺寸，选择和刀片形状相同刀垫，正方形，中间有圆孔。依据《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=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，刀槽几何角度之间关系：
刀槽角度计算：
1、刀杆主偏角：==75°
2、刀槽刃倾角：==-6°
3、刀槽前角：将=15°，=20°，=-6°代入下式，
=-0.089， 则=-5.086°，取=-5°。
4、验算车刀后角：
车刀后角验算公式：
，
当=0时，则上式成为，将=-5°，=-6°代入上式得=4.95°。
前面所选后角=5°，和验算值有差距，故车刀后角应选=5°才能和验算角度靠近而刀杆后角≈=5°。
5、刀槽副偏角：
，所以，车刀刀尖角计算公式为：
，
当=90°时，上式变为：
，
将=-5°，=-6°代入上式得=90.52°。故=180°-75°-90.52°=14.48°，取=14.5°。
6、验算车刀副后角
车刀副后角验算公式为
，
当a=0°时,，而
，
，
将=-5, ==-6,==90.52代入上式，
tan=tan(-5)sin90.52+tan (-6)sin90.52 ＝-0.106，
所以=-6.04；
tan=sin90.52+tan (-6)sin90.52 ＝-0.087，
所以=-4.95。
再将=-6.04 =-4.95代入得，tan a= - ＝0.105，所以=5.995，能够满足切削要求，刀槽副后角≈，故=5.995,取=6。
综上述计算结果,能够归纳出:
车刀几何角度: =15, =4.95, =75, k=14.48,=-6, a=5.995，
刀槽几何角度: =-5 , a=5, k=75 , k=14.5, =-6, a=6。
7.计算铣制刀槽时所需角度
7.1计算刀槽最大副前角及其方位角
将=-5 , ==-6代入下式：tan=-=-0.137，所以=-7.79，将=-5 , ==6代入下式得：
tan=≥=0.382，=39.77。
7.2计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角
将=-5 ，=-6，k=75代入下式tan=sin+tan sin=-0.124，=-7.08tan=sin+tan sin=-0.057，=-3.28。
8.选择刀杆材料和尺寸
8.1选择刀杆材料
为确保刀杆强度,增加刀杆使用寿命，刀杆材料通常可用中碳钢，采取45号钢，热处理硬度为HRC38-45，发黑处理。
8.2选择刀杆尺寸
⑴选择刀杆截面尺寸.车床中心高度为220mm,依据《刀具课程设计指导书》表2.37,选择截面尺寸为:20×25()，因为切削深度及进给量太小,故强度足够。
⑵选择刀杆长度尺寸:参考《刀具课程设计指导书》刀杆长度选择标准,选择刀杆长度为150mm.
9.选择偏心销机器相关尺寸
9.1选择偏心销材料
偏心销材料选择40Cr,热处理硬度为HRC40~45,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: =-(0.2~0.4mm)，因为=6.35mm,取间隙最大值为0.4mm，
故可取=5.95mm。偏心量e经计算可取其为0.75mm。为使刀具夹固可靠,可选择自锁性能很好螺钉偏心销,并取螺钉偏心销转轴半径=M6。
9.3计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上位置
依据前面已选好各尺寸=6.35mm, d=15.875mm， =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以下图：