金属切削原理与刀具课程设计

1、湖工-课程设计-简化参考文本金属切削原理与刀具课程设计课程题目：可转位车刀设计学院： 机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机本XX班姓名： XXXXX学号：XXXXXXXXX指导老师: XXX2014年6月湖工-课程设计-简化参考文本目录第一章 设计要求.第二章 设计步骤 .（1）选择刀片夹固结构.（2）选择刀片材料 .（3）选择车道合理角度.（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 .第一章已知条件：刀片夹固结构：杠杆式; 刀片几何形状：圆孔正方形刀

2、片;刀片尺寸 (单位：mm):湖工-课程设计-简化参考文本刀片切削几何参数:车刀的几何参数：要求：1、用计算机绘出刀片夹固部分结构简图（刀垫厚度为2.87mm，其它未给尺寸自由确定）；2、计算刀槽角度，验算正交平面内后角和副后角；3、用手工绘出可转位车刀刀头几何角度关系图。第二章 设计步骤（1）选择刀片夹固结构按要求选择杠杆式夹固结构。（2）选择刀片材料由原始条件给定：被加工工件材料可以为2Cr13不锈钢，按照硬质合金的选用原则，查表4-11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：前角=19；后

3、角=4；主偏角=72；刃倾角=5；后角的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。湖工-课程设计-简化参考文本（4）选择切削用量根据切削用量的选择原则，查表4.2及按照推荐值确定切削用量为： 背吃刀量=5mm；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杠杆式，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=72，根据硬质合金可转位刀片的选择原则，在这里选用圆孔正方形刀片。 23）选择刀片精度等级：根据刀片的精度等级的选择原则，在这里选则U2级精度的刀片。4）选择刀片内切圆直径

4、d(或刀片边长L)：根据已选定的ap=5mm，Kr=72，s=19将ap，Kr，s的值代入到下式中，可求出刀刃的实际参加工作长度为Lse=apsinkrcoss=5 sin72cos19=12.915L>1.5Lse=1.512.915mm=19.373mm因为是正方角形刀片，所以L=4d>19.373mm；d>4=9.6975)选择刀片的厚度s： 根据已选定的ap=5mm，f=0.6mm/r，利用图1-1刀具厚度的诺模图选择厚 度s>6.2mm。6）选择刀尖圆角半径r： 根据已选定的ap=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

5、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V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，湖工-课程设计-简化参考文本 其具体尺寸为L=2d=31.75；s=6.35；d=15.875mm；m=22.622mm；r=1.2mm；刀片刀尖角b=90o；刀片刃倾角sb=0o；法后角nb=4o；断屑槽宽n=3mm；取法前角nb=19o。（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

6、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，正方角形，中心有孔。查表2.15正方形双面沉头刀垫，其型3号为：T27A，其尺寸为：d=14.86mm，m=21.120mm，长度L=25.77mm，厚度S=4.76mm，中心孔直径d1=10mm。材料为YG8。（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。湖工-课程设计-简化参考文本图 1-3 可转位车刀几何角度关系刀槽角度计算步骤是：1）刀槽主偏角krg，krg=kr=722）刀槽刃倾角sg，sg=s=53

7、）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=194）验算车刀后角o ，车刀后角o的验算公式为tano=(tannb-tanogcoss)coss1+tannbtanogcoss当nb=0时，则上公式成为tano=-tanogcos2s将og=-o=19，s=5代入上面的式子，得tan0=tan19cos25=0.01229湖工-课程设计-简化参考文本则o=3.965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=3.965，取og=4。5）刀槽副偏角k'rg 因为k''rg=kr=180-kr-r 而rg=r,krg

8、=kr，式中r为刀尖角， 所以k'rg=180-krg-rg=180-kr-r 车刀刀尖角r的计算公式为cotr=cottanogsinscoss当b=90时，将og=19，s=5代入到上式，cotr=cot60o+tan(19o)cos(5o)2-tan(19o)sin(5o)cso(5o)则r=89.53 故k'org=k'r=180o-90-89.53o=0o，取k'rg=0o6）验算车刀副后角'o 车刀副后角'o的验算公式为'tan'(tannb-tanogcos'sg)cos'sgo=1+tannbtan

9、'ogcos'sg当nb=0时，上式就成为tan''2o=-tanogcos'sg而 tan'og=-tanogcosrg+tansgsinrgtan'sg=tanogsinrg+tansgcosrg将og=19o， oosg=s=5,rg=r=0 代入上面两个式子得tan'og=-tan（19）cos0+tan（5）sin0=-0.0224得湖工-课程设计-简化参考文本即可得og'=-1.28 otan'sg=tan（19）sin0+tan（5）cos0=-0.1741即可得sg'=-9.88o再将sg&

10、#39;=-9.88，og'=-1.28代入tano'=-tan'ogcos2'sg得tan'o=-tan(-1.28)cos2(-9.88)=0.329即可得o'=3.46可以满足切削要求。而刀槽副后角'og=o'，故og'=3.46，取og'=4综合上述计算结果，可以归纳出车刀的几何角度o=19，kr=72，k'rg=21，s=5，o'=3.46，刀槽的几何角度og=19o,og=4，krg=72，k'rg=21，sg=5，（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，

11、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。湖工-课程设计-简化参考文本刀槽最大负前角gg得计算公式为tangg=将og=-8，sg=s=-6，代入即可得tangg=-0.175(括号内的数分别19,5)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tangg=tanog/tansg将og=-8，sg=s=-6代入得tangg=tan(-8)/tan(-6)

12、=1.34(括号内的数分别19,5)即gg=53.22) 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和进给剖面前角fg。图 1-5 用双坐标角度垫铁铣制刀槽示意图刀槽切深剖面前角pg的计算公式为tanpg=tanogcoskrg+tansgsinkrg （1）刀槽进给剖面前角fg的计算公式为tanfg=tanogsinkrg-tansgcoskrg （2）湖工-课程设计-简化参考文本将og=-8，sg=s=-6，krg=90代入（1）（2）式中，可得(括号内的数分别19,5)pg=-6 fg=-8（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3845HRC，发蓝处理。2）选择刀杆尺寸A.选择刀杆截面尺寸 因加工使用C620的普通机床，其中心高为200mm，参考表5-3，并考虑到为提高刀杆的强度，选用刀杆截面尺寸1BH=1625mm2。由于背吃刀