可转位车刀大作业

第1页共8页目录第1章题目要求…………………………………………………………………2第2章设计计算过程…………………………………………………………….2.1选择刀片夹固结构………………………………………………..…...2.2.2选择刀片结构材料………………………………………………......22.3选择车刀合理角度……………………………………………………22.4选择切削用量…………………………………………………………32.5选择刀片型号和尺寸………………………………………………….32.6选择硬质合计刀垫型号和尺寸………………………………………42.7计算刀槽角度………………………………………………………….42.8选择刀杆材料和尺寸…………………………………………………62.9选取偏心销机器相关尺寸..................................................................6第3章绘制车刀结构简图………………………………………….....................7结语……………………………………………………………………........................8参考文献................................................................................................................8机械制造技术基础课程设计第2页共8页第1章题目要求①车直径150外圆及大端倒角.②工件材料：Q235.③Ra=3.2.④工件形状如下图所示。2001001.63.2ø150ø142两端倒角1×45°第2章设计计算过程2.1选择刀片夹固结构工件的直径D为150mm，工件长度L＝200mm，因此可以在普通机床CA6140上加工。表面粗糙度3.2um,半精加工可以达到，选用偏心式刀片加工结构较为合适。（如附图一）1附图一2.2选择刀片结构材料被加工材料为Q235，连续切屑，且加工工序分为粗车、半精车两道工序，因此刀片材料可以采用YT系列,YT15宜粗加工,YT30宜精加工,本题要求达到半精加工,因此材料选择（硬质合金牌号）YT302.3择车刀合理角度根据《机械制造设计基础》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γ0：由《机械制造设计基础》表3.16查得γ0=25°（2）后角α0：由《机械制造设计基础》表3.16查得α0=10°.机械制造技术基础课程设计第3页共8页（3）主偏角Kr：根据题目要求选择Kr＝45°（4）刃倾角λs：因题目要求Ra＝3.2，即使λs选择负值，切屑流向已加工表面也能用半精车达到要求，故获得大于0的副后角α0′和后角α0，选择λs＝-5°后角α0的实际数值和副后角α0′，副偏角Kr′在计算刀槽角度时经校验后确定。2.4选择切削用量根据切削用量的选择原则，查《机械制造设计基础》表3.21和表3.22确定切削用量。毛坯选择D＝160mm粗车时，切削深度ap=3mm,进给量f=0.6mm/r,切削深度v=80m/min半精车时，切削深度ap=1mm,进给量f=0.3mm/r,切削深度v=140m/min2.5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固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片（2）选择刀片形状，刀片精度等级和刀片断屑槽情况按选定的主偏角Kr=45°，选用正方形刀片，刀片的后角为0°，刀片精度等级U级，有断屑槽的单面刀片，根据《机械制造设计基础课程设计补充资料》中可转位车刀表6-18选择的编号为SNUM）（3）选择刀片断屑槽的类型和尺寸，参照《机械制造设计基础课程设计补充资料》中可转位车刀，刀片断屑槽的类型和尺寸的选择原则选择A型（4）选择刀片边长内切圆直径d(或刀片边长)和刀片厚度根据已选定的ap=3mmKr=45°λs=-5°，可求出刀刃的实际参加工作长度Lse为：Lse=srpkacossin=3sin45cos(5)=4.259mm校核计算数据，由附图二中的表，通过已知的ap=3mm，Kr=45可以查得，切削刃有效长度＝4.3mm,按附图中所示，计算出刀片的切削刃长度（即边长）L=1.5Lse=1.5x4.259=6.388mm.附图二按已选的刀片断屑槽类型A型，选择L=d=14.88mm，编号为12机械制造技术基础课程设计第4页共8页（5）根据已选定的ap=3mm，参照山地微克中切深与刀片尺寸的大致对应关系（附图2），S=14.88*0.7≈6.35mm，编号为06(6)选择刀尖圆弧半经rε，根据已选择的粗加工ap=3mm，f=0.6mm/r；及《机械制造技术基础课程补充资料》选择刀尖圆角半径的诺莫图2.4,求得连续切削时r=1.2mm及《机械制造设计基础课程设计补充资料》选择刀尖圆弧半经rε＝1.2mm。编号为12确定选用刀片的型号：SNUM150612ER–A3L=d=14.88mmS=6.35mmd1=6.35mm刀片刀尖角εb=90°刀片刃倾角λsb=0°断屑槽宽=3mm倒圆刀刃,切削方向为R刀片角度rnb=20°,αnb=0°,λnb=0°.2.6选择硬质合计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，选择型号为S13B型刀垫，长度为长度L=12.7mmS=4.76mm中心孔直径d1=7.6mm材料YG82.7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Krg=Kr=45°②、刃倾角λsg=λs=-5°③、刀槽前角γog；0;tantancostantancosnnbngngnnbnsngogs机械制造技术基础课程设计第5页共8页将γo=25°，γnb=20°，λs=-5°代入下式：00tantancostan25-tan20/cos5tan1tantancos1tan25tan20cos5nbsognbs＝0.0866则γog=4.95°取γog=5°④、刀槽最大倾斜角与方位角计算2222tantantantan(5)tan(5)0.124tantan(5)tan1tantan(5)ggogsgogggsg则gg=-45°gg=-7°⑤、验算车刀后角车刀后角a0的验算公式为:tana0=sognbsognbaacostantan1)costan(tan当nba=0时,则上式成为:tana0=-sog2costan将γog=-5°，λs=-5°代入上式tana0=-22tancostan(5)cos(5)0.0868ogs则α0＝4.96°前面所选后角a0=10°,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，则刀杆后角aog≈a0=5°。⑥、计算刀尖角和刀槽副偏角Krg′=Kr′=180-Kr-εr;cosεr=-tanogsinλscosλs将og=-5°，λs=-5°代入得cosεr=-tan(-5°)sin(-5°)cos(-5°)=-0.00759εr=89.56°故;Krg′=Kr′=180°-45°-89.56°=45.44°，取Krg′＝45°⑦、验算刀槽副后角0¹车刀副后角的验算公式为:tana'0=''''''costantan1costantansgognbogognbaa将γog=-5°,sg=s=-5°,rg=r=89.56°代入下式：机械制造技术基础课程设计第6页共8页当anb′=0时,tana'0=-'2'costansgog而tan'og=ostansinrg+tan'sgsinrg=tan(5)ºsin(89.56)º+ttan(5)ºsin(89.56)º＝＞'og=-9.92°tan'og=ostansinrg+tan'sgsinrg=tan(5)ºsin(89.56)º+ttan(5)ºsin(89.56)º＝＞'og=-9.92°再将'og=-9.92°'og=-9.92°代入得tana'0=-2tan(9.92)cos(9.92)＝＞a'0=9.96°可以满足切削要求刀槽副后角a'og≈a'0,故a'og=9.96°取a'og=10°综上述计算结果,可以归纳出:车刀：γo=25°，0=5°，Kr=45°，Kr′=45°，λs=-5°，0=10°；刀槽：og=-5°，0g=5°,Krg=45°,Krg′=45°,λsg=--5°,0g=10°2.8选择刀杆材料和尺寸①、选择刀杆材料::为保证刀杆强度,增加刀杆使用寿命,刀杆材料选择45钢,HRC38~45,发黑处理;②、选择刀杆尺寸:⑴选择刀杆截面尺寸:B×H=20×25mm2⑵选择刀杆长度尺寸:刀杆长度选150mm2.9选取偏心销机器相关尺寸①选择偏心销材料:偏心销材料选用40Cr,热处理硬度为HRC40~45,发黑处理.②选择偏心销直径dc和偏心量d1=6.35mm,代入偏心销直径公式式:dc=d1-(0.2~0.4mm)=6.35-(0.2~0.4mm)=6.15~5.95mm故可取dc=6mm偏心量e可用:e=mmdc2)10~7(1=0.3~0.428mm则e可取0.4mm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=M6③计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上的位置,根据前面已选好的各尺寸d1=6mm,d=12.7mm,dc=6mm,e=0.4mm,机械制造技术基础课程设计第7页共8页取=30,代入下式725.630sin75.027.12m70.530cos75.027.12n第3章绘制车刀结构简图（1）偏心式45°硬质合金可转位外圆车刀刀杆（2）安装刀片和刀垫后，二维图AABBAA其余机械制造技术基础课程设计第8页共8页结语很感谢王老师给予的指导，通过对机夹可转位车刀的结构、几何参数和切削性能的分析可知，刀片及刀体自身的结构参数对整个车刀的切削性能有着至关重要的影响。在实际生产中，刀体的结构参数基本上是不变的，只有通过改变刀片的几何参数来改善机夹可转位车刀的切削性能，从而使刀具在生产加固中达到最佳的切削状态。参考文献[1]李旦,韩荣第,巩亚东,陈明君.机械制造技术基础.哈尔滨工业大学出版社.2009.2[2]王娜君.机械制造技术基础课程补充材料.2010.3[3],机械工人（冷加工）2003年第6期，《车削可转位刀片的选择》，