说明书(偏心销加固结构).doc

目录
1．选择刀片的夹固结构…………………………………………………………5
2．选择刀片材料…………………………………………………………………5
3．选择车刀合理角度……………………………………………………………5
4．选择切削用量…………………………………………………………………5
5.选择刀片型号和尺寸…………………………………………………………5
5.1选择刀片有无中心固定孔………………………………………………5
5.2选择刀片形状……………………………………………………………5
5.3选择刀片精度等级………………………………………………………5
5.4选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L)………………………………5
5.5选择刀片厚度S…………………………………………………………6
5.6选择刀尖圆弧半径r……………………………………………………6
5.7选择刀片断屑槽形式和尺寸……………………………………………6
6. 选择硬质合金刀垫型号和尺寸………………………………………………6
7．计算刀槽角度…………………………………………………………………7
7.1刀杆的主偏角……………………………………………………………7
7.2刀槽的刃倾角……………………………………………………………7
7.3刀槽的前角………………………………………………………………7
7.4验算车刀后角……………………………………………………………7
7.5刀杆副偏角………………………………………………………………8
7.6 验算车刀副后角…………………………………………………………8
8．计算铣制刀槽时需要的角度…………………………………………………9
8.1计算刀槽最大负前角及其方位角………………………………9
8.2计算刀槽切深方向前角和进给方向前角 ……………………10
9. 选择刀杆材料和尺寸…………………………………………………………11
9.1选择刀杆材料……………………………………………………………11
9.2选择刀杆尺寸……………………………………………………………11
10.选择偏心销及其相关尺寸……………………………………………………12
10.1选择偏心销材料………………………………………………………12
10.2选择偏心销直径dc和偏心量e………………………………………12
10.3计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置………………………12
11.绘制工作图……………………………………………………………………13
12.参考文献………………………………………………………………………13

机夹可转位刀具课程设计说明书
1．选择刀片的夹固结构
考虑到加工是要CA6140机床上加工，且属于连续切削，参照典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。
2．选择刀片材料
由原始条件给定，被加工工件材料为18CrMnTi合金钢，连续切削，完成粗车两次，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料为YT5。
3．选择车刀合理角度
根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀的几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：
（1）前角：=10° （2）后角：=8°
（3）主偏角：=45° （4）刃倾角：0°
后角实际数值以及副后角和副偏角,在计算刀槽角度时，经校验后确定。
4．选择切削用量
切削深度： =3mm ; 进给量f=0.5mm ；切削速度v=90m/min
5.选择刀片型号和尺寸
5.1选择刀片有无中心固定孔
由于刀片夹固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。
5.2选择刀片形状
按选定的主偏角=45°，参照刀片形状的选择原则，选用正方形刀片。
5.3选择刀片精度等级
参照刀片精度等级的选择原则，选用U级。
5.4选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L)
根据已选择的=3mm, =45°和=0°，将、、代入式
Lse=，可求出刀刃的实际参加工作长度Lse为：
Lse===4.2427mm
则所选用的刀片边长L应为：
L>15Lse=1.54.2427=6.36405mm
因为是三角形刀片
L=d>6.033mm d>6.364mm
5.5选择刀片厚度S
根据已选定的=3mm,f=0.5mm/r,利用图2—2选择刀片厚度的诺模图，求得刀片
度
S4.8mm
5.6选择刀尖圆弧半径r
根据已选定的=3mm,f=0.5mm/r,利用选择刀尖圆弧半径的诺模图，求得连续切削时的=0.8m
5.7选择刀片断屑槽形式和尺寸
参照刀片断屑槽形式和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件，选用A型断屑槽，断屑槽的尺寸当选定刀片型号和尺寸后，便可确定。
综合以上六方面的选择结果，确定所选用的刀片型号是：FNUM150608，其具体尺寸为：
L=15.875mm; d=19.050.18mm;S=6.35mm; d1=6.35mm;
m=2.956mm; r=0.8mm;a=5.2mm
刀片刀尖角=0o; 刀片刃倾角=0o;
刀片法后角=0o; 刀片法前角=20o；
刀片断屑槽宽度Wn=4mm.
6. 选择硬质合金刀垫型号和尺寸
选择硬质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构的需要及刀片的型号和尺寸。适合于偏心式夹固结构的需要，并与刀片型号为SNUM150608-A4相对应的硬质合金刀垫的型号为：S12B，其具体尺寸为;
d=11.70mm; S=3.18mm;m=2956mm; d1=6.6mm; r=0.8mm; D=8mm; C=1.5mm..
7．计算刀槽角度
刀槽角度的计算步骤为：
7.1刀杆的主偏角=45°
7.2刀槽的刃倾角=0
7.3刀槽的前角
刀槽底面可看作是前刀面，则刀槽前角的计算公式为

将10°，=20°，0代入上述公式

则
取

7.4验算车刀后角
车刀后角的验算公式为：

当=0°时，则公式为
将 ，代入公式，得：

则=
与所选角度值相近，可以满足切削要求。
而刀杆后角=
故= ，取=
7.5刀杆副偏角
因为= 而=
又因为 ，
所以=
车刀刀尖角的计算公式为

其中， ， ，
得：
故
所以
取
7.6 验算车刀副后角
车刀副后角的验算公式为

当时，则上公式为

而
将，， 代入公式，得：

则

则
再将 ， 代入验算公式，得：

则
可以满足切削要求
而刀杆副后角
所以 取

综上所述，可以归纳出车刀的几何角度为：

车刀与刀槽的几何角度为：

8．计算铣制刀槽时需要的角度
为铣制刀槽，须将刀槽前面水平放置，这就要求把刀杆的基准面（底面）倾斜一定的角度。由于铣制刀槽采用的方法不同，则计算铣制刀槽时需要的角度也不同。
8.1计算刀槽最大负前角及其方位角
当用预制斜铁铣刀槽时，需要计算出刀槽最大负前角及其方位角，刀槽最大负前角的的计算公式为：

将代入公式，得：

则
刀槽最在负前角所在的方位角的计算公式为：

将 代入上式，得：

则
8.2计算刀槽切深方向前角和进给方向前角
当用双坐标角度垫铁铣制刀槽，需要计算出刀槽切深方向前角和进给方向前角。

用预制斜铁铣制刀槽示意图

用双坐标角度垫铣制刀槽示意图
刀槽刀深方向前角的计算公式为：

刀槽进给方向前角的计算公式为：

将代入公式，可求得：
，
则
9. 选择刀杆材料和尺寸
9.1选择刀杆材料
选用45号钢为刀杆材料，热处理硬度为HRC38～45,发黑。
9.2 选择刀杆尺寸
9.2.1选择刀杆截面尺寸
因加工使用C620-1普通车床，其中心高为205mm，并考虑到为提高刀杆硬度，选取刀杆截面尺寸BH=2542mm2.
由于切屑深度=4mm;进给量f=0.6mm/r,可以不必校验刀杆强度。
9.2.2选择刀杆长度尺寸
参照刀杆长度尺寸选择原理，选取刀杆长度为160mm.
10. 选择偏心销及其相关尺寸
10.1选择偏心销材料
偏心销材料选用40Cr, 热处理硬度为HRC40—50，发黑。
10.2选择偏心销直径dc和偏心量e
心销直径dc可用试求出
前已选定d1=7.93mm,
则dc=7.93—0.4=7.53mm.
偏心量e 可由下式求出，即

为使计算方便，取==0.13，dc=d2，=1，则式（2—5）成为
=0.137.53=0.9789mm
取e=0.98mm
为使刀片夹固可靠，选用自锁性能较好的螺钉偏心销，并取螺钉偏心销转轴直径为M6.
10.3计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置
用以下公式将m和n求出，即：
m=
n=
根据前边已选定的各尺寸知：
d1=6.6mm; d=11.70mm; dc=7.53mm; e=0.9mm; 取=300
则m=
=9.84mm
n=
=8.58mm
11.绘制工作图
见图纸
12.参考文献
1 北京联合大学机械学院编. 机夹可转位刀具手册. 北京：机械工业出版社，1998
2 刘华明. 金属切削刀具课程设计指导资料. 北京：机械工业出版社，1986
3 刘华明. 刀具设计手册. 北京：机械工业出版社，2005
4 陆剑中，孙家宁. 金属切削原理与刀具. 北京：机械工业出版社，2005

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