金属切削刀具课程设计模板

佳木斯大學机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书（金属切削原理与刀具）题目：楔块式90强力车刀学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：指导教师：完成日期：2013年11月1日佳木斯大学机械工程学院2013年11月实践教学环节课程名称金属切削原理与刀具课程编码佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-II-目录第一章设计要求...........................................................................................................................3第二章设计步骤...........................................................................................................................4（1）选择刀片夹固结构.......................................................................................................4（2）选择刀片材料...............................................................................................................4（3）选择车道合理角度.......................................................................................................4（4）选择切削用量...............................................................................................................4（5）选择刀片型号和尺寸...................................................................................................5（6）选择硬质合金刀垫型号和尺寸...................................................................................6（7）计算刀槽角度...............................................................................................................7（8）计算铣制刀槽时需要的角度.......................................................................................9（9）选择刀杆材料和尺寸.................................................................................................11参考文献.......................................................................................................................................12佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-3-第一章设计要求设计要求楔块式90°强力车刀工件材料：2Cr13Ra=12.5机床：C620推荐数据：vc=140~200m/min,ap=4~8mm,f=0.5~0.7mm/r佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-4-第二章设计步骤（1）选择刀片夹固结构按要求选择楔块式夹固结构。（2）选择刀片材料由原始条件给定：被加工工件材料为2Cr13不锈钢，按照硬质合金的选用原则，查表4-111可知选择刀片材料为YG8。（3）选择车道合理角度根据车刀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0=15；2）后角0=8；3）主偏角r=90；4）刃倾角s=-6；后角o的实际数值以及副后角'o和副偏角'rK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4-111及按照推荐值确定切削用量为：背吃刀量pa=5mm；佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-5-进给量f=0.6mm/r；切削速度Vc=150m/min；（5）选择刀片型号和尺寸1）选择刀片有无中心固定孔：由于刀片夹紧结构已选为压块式，因此应选有中固定孔的刀片。2）选择刀片形状：按选定的主偏角Kr=90，根据硬质合金可转位刀片的选择原则2，在这里选用三角形刀片。3）选择刀片精度等级：根据刀片的精度等级的选择原则2，在这里选则U级精度的刀片。4）选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L)：根据已选定的pa=5mm，rK=90，s=-6将pa，rK，s的值代入到下式中，可求出刀刃的实际参加工作长度为seL=sincosprsak=5sin90cos6=5.028mm则所选用的刀片长度L应为L1.5Lse=1.55.028mm=7.542mm因为是三角形刀片，所以L=3d7.542mm；d3L=4.3545)选择刀片的厚度s：根据已选定的pa=5mm，f=0.6mm/r，利用图1-1刀具厚度的诺模图选择厚度s6.2mm。佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-6-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）选择刀尖圆角半径r：根据已选定的pa=5mm，f=0.6mm/r，利用图1-2选择刀尖圆角半径的诺模图，求得连续切削时的r=1.2mm。7）选择刀片断屑槽形式和尺寸：根据刀片断屑槽形式和尺寸的选择原则2，根据已知的原始条件，选用A型断屑槽，断屑槽的尺寸再选定刀片型号和尺寸后，即可确定。综合以上几个方面的选择结果，确定选用的刀片的型号是：TNUM270612-V4，其具体尺寸为L=3d=27.5mm；s=6.35；d=15.875mm；m=22.622mm；r=1.2mm；刀片刀尖角b=60o；刀片刃倾角sb=0o；法后角nb=0o；断屑槽宽n=3mm；取法前角nb=20o。（6）选择硬质合金刀垫型号和尺寸为了承受切削中产生的高温和保护刀体，一般在硬质合金刀片下放置一个刀垫。刀垫材料可用淬硬的高速钢或高碳钢，但最好用硬质合金。硬质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。该刀选择与刀片形状相同的刀垫，正三角形，中心有孔。查表2.173三角形双面沉头刀垫，其型号为：S09A，其尺寸为：d=8.53mm，m=21.120mm，长度L=8.53mm，厚度S=3.18mm，中心孔直径d1=10mm。材料为YG8。佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-7-（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如图1-3所示。图1-3可转位车刀几何角度关系（不对）刀槽角度计算步骤是：1）刀槽主偏角rgk，rgk=rk=902）刀槽刃倾角sg，sg=s=-63）刀槽前角og，可转位车刀的刃倾角s较小，所以，og可用下述近似公式计算og=-o=-84）验算车刀后角o，车刀后角o的验算公式为(tantancos)costan1tantancosnbogssonbogs当nb=0时，则上公式成为2tantancosoogs将og=-o=-8，s=-6代入上面的式子，得佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-8-2tantan(8)cos(6)0.139o则o=7.914与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角og=o故og=7.914，取og=8。5）刀槽副偏角'rgk因为'rgk='rk=180-rk-r而,rgrrgrkk，式中r为刀尖角，所以'rgk=180-rgk-rg=180rrk车刀刀尖角r的计算公式为2cot[cot1(tancos)tansin]cosrbogsogss当b=60时，将og=-8，s=-6代入到上式，得2ocot[cot601tan(8)cos(6)tan(8)sin(6)]cos(6)r则r=60.53故''1809060.53rgrkk=29.47取'30rgk6）验算车刀副后角'o车刀副后角'o的验算公式为''''''(tantancos)costan1tantancosnbogsgsgonbogsg当nb=0时，上式就成为''2'tantancosoogsg而'tantancostansinogogrgsgrg'tantansintancossgogrgsgrg将og=8，6sgs，rgr60.53代入上面两个式子得佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-9-'tanog=-tan（-8）cos60.53+tan（-6）sin60.53=0.0224即可得'og=1.28o'tansg=tan（-8）sin60.53+tan（-6）cos60.53=0.1741即可得'sg=9.88o再将'sg=9.88，'og=1.28代入''2'tantancosoogsg得'tano2tan(1.28)cos(9.88)=0.022即可得'o=1.25可以满足切削要求。而刀槽副后角''ogo，故'og=1.25，取'og=2综合上述计算结果，可以归纳出车刀的几何角度o=15，o=7.91，rk=90，'29.47rk，s=6，'o=1.25，刀槽的几何角度og=8，og=8，rgk=90，'rgk=30，sg=6，'og=2（8）计算铣制刀槽时需要的角度为铣制刀槽，需将刀槽前面水平放置，这就要求把刀杆的基准面倾斜一定的角度，由于铣制刀槽采用的方法不同，则计算铣制刀槽时所需要的角度也不同。图1-4用预制斜铁铣制刀槽示意图佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书-10-1）计算刀槽最大负前角gg及其方位角gg当用预制斜铁铣制刀槽时(见图1-4)，需要计算出刀槽最大负前角gg及其方位角gg。刀槽最大负前角gg得计算公式为22tantantanggogsg将og=8，6sgs，代入即可得22tantan(8)tan(6)0.175gg即gg=9.93o刀槽最大负前角gg所在剖面的方位角gg的计算公式为tantan/tanggogsg将og=8，6sgs代入得tantan(8)/tan(6)gg=1.34即gg=53.22)计算刀槽切深剖面前角pg和进给剖面前角fg当用双坐标角度垫铁铣制刀槽时（见图1-5），需要计算出刀槽切深剖面前角pg