刀具设计说明书

东北林业大学机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书题目：学生姓名：专业班级：机械设计制造及其自动化2012-指导教师：贾娜副教授完成日期：2014年12月26日东北林业大学机电工程学院2014年12月实践教学环节课程名称金属切削原理与刀具课程编码0604680目录第1章设计任务.............................................................第2章设计步骤.............................................................（1）选择刀片夹固结构....................................................（2）选择刀片材料........................................................（3）选择车刀合理角度....................................................（4）选择切削用量........................................................（5）选择刀片型号和尺寸..................................................（6）选择硬质合金刀垫型号和尺寸..........................................（7）计算刀槽角度........................................................（8）计算铣制刀槽时需要的角度............................................（9）选择刀杆材料和尺寸..................................................参考文献....................................................................东北林业大学机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书1第1章设计任务设计题目：1、******这个位置要将分配到的题目（包括图，图上面的字母，换成题目对应的数字和技术参数）写上。2、原始条件，参照P34。加工如图所示的阶梯轴，工件材料为HT200，铸造件，外圆表面粗糙度要求达到6.3um,用粗车完成外圆切削，单边总余量为4mm,使用机床为CA6140普通车床。上交材料：1、设计说明书一份；2、硬质合金可转位车刀结构图（A3）；3、可转位车刀刀杆零件图（A3）；4、硬质合金可转位车刀三维结构图（电子版）。东北林业大学机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书2第2章设计步骤（1）选择刀片夹固结构考虑到加工在CA6140普通车床上加工，且属于断续切削，参考金属切削刀具设计手册中典型刀片夹固结构简图和特点，采用杠销式夹固方式和偏心式夹固形式。（2）选择刀片材料由原始条件给定：被加工材料为HT200，断续切削，完成粗车，半精车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT8。（3）选择车道合理角度根据刀具合理几何参数的选用原则，并考虑到可转位车刀几何角度的成型特点，选取如下几个角度：1、前角=122、后角o=83、住偏角kr=90度4、刃倾角=-10度后角o的实际数值以及副偏角k'r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，经查表确定切削用量。粗车时，切削深度ap=3mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度v=100r/min，半精车时，ap=1mm，进给量f=0.4mm/r，v=130r/min东北林业大学机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书3（5）选择刀片型号和尺寸图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1,选择刀片有无中心固定孔。由于刀具夹固结构已选为偏心式夹固结构和杠销式夹固结构，因此应选用有偏心空的刀片。2、选择刀片形状。拟选定的住偏角为90度，参照设计手册中刀片的结构的形状和尺寸，选择三角形刀片。3、选择刀片精度等级。参照刀片的精度选用原则，选用普通级U级。4、选择刀片内切圆直径d。根据以确定ap=3mm、kr=90度和s=--10度，将上述值，带入下列公式，可求出刀刃的实际切削实际参加Lbc为Lbc=sincosprsa=3.09mm则选用的刀片长度L应为L1.5Lbc=4.255mm由于是三角形刀片L=3d，d=2.455mm5、选择刀片厚度S.根据已选定的背吃刀量ap和进给量f以及选择刀片厚度的诺莫图，求得刀片厚度s=4.764mm。6、选择刀尖圆弧半径。根据已选定的背吃刀量和进给量，利用刀片厚度的诺莫图，求得连续切削时的=1.2mm。东北林业大学机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书47、选择刀片断屑槽形式和尺寸。参照机械设计手册中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V型断屑槽，断屑槽的尺寸在选定刀片后，便可确定。综合上面的选择结果，确定刀片的型号为TNUM270612–V4，其具体尺寸为L=27.5，d=15.875,S=6.35,m=22.612,=1.2mm刀片刀尖角b=60度，刀片刃倾角sb=0度。断屑槽槽宽Wn=4mm;取法前角nb=20（6）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，去取决于刀片的夹固结构及刀片的型号和尺寸。选择与刀片形状相同的刀垫，正三角形中心有圆孔。其尺寸为：L=14.88mm；厚度S=4.76mm；中心孔直径1d=7.6mm.材料为YT8。型号为A27B。（7）计算刀槽角度刀槽角度的计算步骤为：1、刀杆主偏角rg=r=90度2、刀槽刃倾角sg=s=-10度3、刀槽前角og将o=12度、nb=20，s=-10，带入公式tanog=tan12tan20/cos(6)1tan15tan20cos(6)得og=-8.3，取其值为-8.34、验算车刀后角o。tano=tantancos1tantancosnbogsnbog当nb=0时，将原始值带入公式得o=8.05，与初始值近似，顾合适。刀杆后角ogo，故og=8.055、刀槽副偏角。'og='og=180-r-r,rgrrgr车刀刀尖计算公式东北林业大学机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书5Cosr=2cos1(tancos)tansincosrbogsogss当60rb时，将原始值代入得'rg=28.2度28度6、验算车刀副后角'o。tan'o=tan'tan'cos'1tan'tan'cos'nbogognbogsg当0nb时，将原始值代入得'11.96sg'4.9og；'4.69o；''4.69,'4.7ogoog刀槽副后角取；综上所述车刀的几何角度为：12;8.05;90;'28.2;10;oorrsk车刀：'4.69o8.3;10;8;90ogsgogog刀槽几何角度：；'28;'4.7rgogk（8）计算铣制刀槽时需要的角度1、计算刀槽最大副前角.gggg及其方位角8.3,10,ogsg将代入公式22tantan(8.3)tan(10)ggtantan(8.3)tan(10)gg39.6gg得；12.89gg2、计算刀槽切深剖面前角pgfg和进给剖面切角。=-8.3,=-10,k=90ogsgrg将代入公式tantan(8.3)cos90tan(10)sin90pgtantan(8.3)sin90tan(10)cos90fg10;8.3pgfg得（9）选择刀杆材料和尺寸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，发黑处理。2、选择刀杆尺寸。选择刀杆界面尺寸。因加工使用CA6140普通车床，其中心高为220mm。按照表2.37，并考虑到刀杆强度，选取刀杆截面尺寸BH2025(mm^2)由于切削深度为ap=3mm,进给量f=0.4mm/r,可以不检验刀杆强度。选择刀杆长度尺寸。参照长度尺寸选择原则，选取刀杆长度为160mm.东北林业大学机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书6参考文献[1]王娜军金属切削刀具课程设计指导书.哈尔滨工业大学出版社2000.7[2]陈光权金属切削刀具标准应用手册.上、下册.北京：机械工业出版社，1996