偏心式外圆粗车刀说明书解析

1、实践教学环节设计名称金属切削与机床课程代码060468机电工程学院机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书题目:偏心式硬质合金外圆粗车刀学生姓名、学号:专业班级：指导教师：完成日期：机电工程学院目录第 1 章 设计任务 1第 2 章 设计步骤 22.1 选择刀片夹固结构 22.2 选择刀片材料 22.3 选择车道合理角度 22.4 选择切削用量 32.5 选择刀片型号和尺寸 32.6 选择硬质合金刀垫型号和尺寸 42.7 计算刀槽角度 42.8 计算铣制刀槽时需要的角度 52.9 选择刀杆材料和尺寸 62.10 选择偏心销及其尺寸 6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第1章设

2、计任务1. 设计目的： STB IT » ! 0 B-II iF » IFB H! * « ITB HI STB H W 0T H »金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及机床”等有关课程的基础上进 行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培养 学生综合运用所学知识和理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到：(1) 能够针对工艺条件，设计满足特定需求的金属切削刀具，并能够在设计环节中综 合考虑技术、经济、安全等相互制约条件；(2) 能够针对工程问题，利

3、用计算机辅助功能，建立刀具结构的三维实体模型，加快 产品开发设计的速度和准确性；(3) 设计中，强化遵循国家标准的意识，学会绘制符合标准要求的刀具工作图， 能标 注出必要的技术条件。2. 设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等)：根据指定的工艺条件，完成成形车刀的设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要的零 件图以及编写一份正确、完整的设计说明书。刀具工作图应包括制造及检验该刀具所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技 术条件等；说明书应包括设计时所涉及的主要问题以及设计计算的全部过程；设计说明书 中的计算必须准确无误，所使用的尺寸、数据和计量单位，均应符合有关标准和法定计量

4、单位；使用A4纸打印，语言简练，文句通顺。3. 设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书、图纸、三维实体模型：raITB « ITB » H » ITB TH 9 »* r W "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；第2章设计步骤设计题目：外圆粗车刀光轴粗车工件材料：45钢正火b 0.511GPa单边余量5 7mmHB 170217D 0.1/mm 80mmL/mm 400mmRa 6.4 m车床：C6202、原始条件加工一批尺寸如上图所示的零件，

5、工件材料为45号钢（正火），锻件，b 0.511GPa， HB 170217。表面粗糙度Ra 6.4 m，需粗车工序完成其外圆车削，单边总余量为5mm， 使用机床为普通车床C620。2.1选择刀片夹固结构考虑到加工在C620普通车床上进行，且属于连续切削，参照表 2.1典型刀片夹固结 构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。2.2选择刀片材料有原始条件给定：被加工工件材料为45号钢（正火），连续切削，完成粗车一道工序， 按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为 YT14。2.3选择车道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几何角度的形成特点，选取 如下四个主要角

6、度：前角012 ;后角08 ;主偏角r 75 :刃倾角s 5。后角0的实际数值以及副后角0 '副偏角r '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，查表确定切削用量。粗车时：ap 5mm， f 0.7mm/r， v 110m/min ；2.5选择刀片型号和尺寸 选择刀片油污中心固定孔。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。 选择刀片形状。按选定的主偏角r 75，参照资料2.442节刀片形状的选择原则。 选用正方形刀片。 选择刀片精度等级。参照资料2.4.4.3节刀片精度等级的选择原则，选用 U级。 选择刀片内切圆直径d（

7、或刀片边长L）。根据已确定的ap 5mm、r 75、s 5 ， 将ap、 r、 s代入，可求出刀刃的实际加工长度 Lse为LseaP5.19mmsinr COS s则所选用的刀片边长L应为L 1.5Lse 1.5 5.197.785mm因为是三角形刀片，所以L d 7.785mm选择刀片厚度So根据已选定的ap 5mm，f 0.7mm/r及通过图1-1 （选择刀片的 厚度），求得刀片厚度S 4.8mm。 选择刀尖圆弧半径r。根据已选定的ap 5mm，f 0.7mm/r，利用图1-2选择刀 片厚度的诺模图，求得连续切削时的r 1.6mm。 选择刀片断切屑槽型式和尺寸，参照资料2.4.4.4节中刀

8、片断屑槽型式和尺寸的选择 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型号和尺寸后， 便可确定。综合以上七个方面的选择结果，确定选用的刀片型号是：SNUM190616 A5尺寸为：L d 19.05mm； d17.93mm; S 6.35mm; m 2.288mm;刀片尖角b 90 ；刀片刃倾角sb 0 ；断屑槽宽度Wn 5mm ;取法前角nb 20。1】一断续切削化曲一5ttj讥兀一连续切仙'L(i4-0,51 -L6ILHL*甘ytnun-r t1.7I2、士一歸( hl m fEmnu/NF. < m in »対p 1 rum *图1-2 选

9、择刀尖叫半径的诺模图/图1-1选择刀片厚度的诺模图tmm 12.6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，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。本次课 程设计选择与刀片形状相同的刀垫，正方形，中心有圆孔。其尺寸为：长度L 19.05mm ；厚度S 6.35mm；中心孔直径d17.35mm ；材料为YG14。2.7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，刀槽角度计算步骤 是：刀杆主偏角rg刀槽刃倾角sg刀槽前角og将 012、 nb 20、rgr755sgss5代入，得11tan og0.142则og 8验算车刀后角0。车刀后角0的验算公式为tan

10、°tan nbtanog COSta nnb tanog cos当nb 0时，则上式成为nbtan o tanog COS s5 代入，得 tan °0.14将 og 8、s07.79与所选角度相近，可以满足切削要求。刀槽副后角而刀杆后角og0,故og 8rgr180rgrg因为rgr所以rg180rgrg车刀刀尖圆角r的计算公式为cos rcos巾；1 (tancos s )2当当 rb90时costanogSin scoss故r90.97取r91.0180tanog sin s cos综上所述计算结果，可以归纳出; 车刀的几何角度o 12、 o 7.97、75 、r 1

11、4.3、-5、 o5.01刀槽的几何角度og 8、 og 8、rg75、r 14.3、sg-5、 02.8计算铣制刀槽时需要的角度计算刀槽最大负前角gg及其方位角gg将og 8， s -5代入tan gg . tan2 ogtan2 sg 得tan gg. tan2 ( 5 ) tan2 50.124所以gg-7.053将0g5，sg代入式tanggtanogtansg得 tan ggtan ( 5°)0tan5gg45计算刀槽切深剖面前角pg和进给剖面前角fg将 og -5， sg 5， rg 90 代入得tan pgtan (5)cos90tan5 sin 900.0875tan

12、 fgtan (6)cos90tan5 sin900.0875所以pg5，tg52.9选择刀杆材料和尺寸 选择刀杆材料。选用45号钢作为刀杆材料，热处理硬度为 HRC3845,发黑处理 选择刀杆尺寸选择刀杆截面尺寸。因加工使用 C620普通车床，其中心高为200mm。按照表2.37,并考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆截面尺寸B H 25 25(mm2) < 由于切削深度ap 5mm，进给量f 0.7mm/ r，可以不必校验刀杆强度选择刀杆长度尺寸。参照刀杆长度尺寸选择原则，选取的刀杆长度为150mm2.10选择偏心销及其尺寸 选择偏心销材料。偏心销材料选用 40Cr，热处理硬度为HRC4045，发黑 选择偏心销直径d c和偏心量。偏心销直径可用下式求出，即dc d1(0.20.4)mm前面已经选定d17.93 0.47.53mm偏心量 e 0.13dc 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d2 为 M 8 计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上的位置。根据前边已选的各尺寸d17.93mm， d 19.05mm,dc 7.53mm， e 0.98mm取 30，带入则9.86mmm d /2 esin © d2)cos / 19.05/2 0.98sin 30 (7.9