金属切削模板

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75°硬质合金可转位车刀 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选择车刀合理角度22.4选择切削用量22.5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72.9选择刀杆材料和尺寸7参考文献9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 设计任务1设计目的：金属切削刀具课程设计

2、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（

3、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：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

4、质合金可转位车刀三维结构图；第2章 设计步骤设计题目：75°硬质合金可转位车刀工件材料：黄铜H62热处理状态：冷拔或拉制抗拉强度=0.34Gpa工件直径=60±0。1mm工件长度=180mm表面粗糙度=1.62.1选择刀片夹固结构工件的直径为60mm，工件长度=180mm。因此可以在普通机床CA6140上加工.。表面粗糙度要求1.6m，为精加工，但由于可转为车刀刃倾角通常取负值，切屑流向已加工表面从而划伤工件，因此只能达到半精加工。查金属切削原理与刀具表2.1典型刀片结构简图和特点，采用偏心式刀片加固结构较为合适。2.2选择刀片材料加工工件材料为黄铜H62，连续切屑，且加工

5、工序为粗车，半精车两道工序。由于加工材料为黄铜，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YT15硬质合金。2.3选择车刀合理角度根据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，选取如下四个主要角度：前角=15° 后角=8° 主偏角=75° 刃倾角=-6°后角的实际数值及副刃后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验确定。2.4选择切削用量粗车时，背吃刀量=3mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度=110m/min；半精车时，背吃刀量=1mm，进给量f=0.2mm/r，切削速度=130

6、m/min。2.5选择刀片型号和尺寸 选择刀片有无中心固定孔。由于刀片加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。按选定主偏角=75，查金属切削原理与刀具2.4.4.2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。查金属切削原理与刀具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(或刀片边长L)。根据已确定的背吃刀量=3mm， 主偏角=75，刃倾角=-6°，将，代入可得刀刃的实际参加工作长为=3.123mm则所选用的刀片边长应为>1.5=4.685mm，因为是正方形刀片，所以=>4.685mm 选择刀片厚度s

7、。根据已选择的=3mm，f=0.6mm/r及图1-1，求得刀片厚度S4.8mm。 选择刀尖圆弧半径。根据已选择的=3mm，f=0.6mm/r及图1-2，求得连续切削时=1.2mm。 选择刀片断屑槽型式和尺寸。查金属切削原理与刀具2.4.4.4节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则，根据已知的已知条件，选择A型断屑槽。综上7方面的选择结果，确定选用的刀片型号是SNUM150612R-A4。其具体尺寸为：=15.875mm；=6.35mm；=6.35mm；=2.79mm； =1.2mm。刀片刀尖角=90°；刀片刃倾角=0°；断屑槽宽=4mm；取法前角=25。 图1-1 选择刀片厚度

8、的诺模图 图1-2 选择刀尖叫半径的诺模图2.6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。查金属切削原理与刀具表2.18选择型号为S15B型刀垫。尺寸为：长度=14.88mm，厚度=4.76mm中心孔直径=7.6mm。材料为高速钢YG8。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如图1-3所示。图 1-3 可转位车刀几何角度关系刀槽角度的计算： 刀杆主偏角 =75° 刀槽刃倾角 =-6° 刀槽前角 将=15°， =20°， =

9、-6°代入 tan =-0.089 则=-5.086°，取=-5° 验算车刀后角车刀后角的验算公式为：tan=当=0时，则上式成为：tan=-将=-6°， =-6°代入得=4.946° 小于所选角度值，为满足切削要求。取=8°，而刀杆后角=8°。 刀槽副偏角 =180- 因此=180°- 车刀刀尖角的计算公式为 cos=coscos 当=90°时，上式变为cos= - cos 将=-5， =-6°代入上式得=90.54° 故=14.48° 取=14.5°

10、验算车刀副后角 车刀副后角的验算公式为： tan= 当=0°时， tan= - 而tan=sin+tan sintan=sin+tan sin 将=-5°， =-6°，=90.52°代入上式 tan=tan(-5°)sin90.52°+tan (-6°)sin90.52°-0.106 =-6.04°tan=sin90.52°+tan (-6)cos90.52°=-0.087=-4.95° 再将=-6.04° =-4.95°代入得 tan= -=0.105所

11、以=5.995°可以满足切削要求 刀槽副后角，故=5.995°，取=6° 综上述计算结果，可以归纳出： 车刀的几何角度： =15°， =8°， =75°， =14.48°，=-6°， =5.995° 刀槽的几何角度： =-5° ， =8°， =75°， =14.5°， =-6°， =6°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

12、同。图 1-4 用预制斜铁铣制刀槽示意图 计算刀槽最大副前角及其方位角将=-5° ， =-6°代入下式得： tan=-0.137 =-7.79°将=-5°，=-6°代入下式得： tan= 0.382 =39.77° 计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角 将=-5°， =-6°， =75°代入下式tan=sin+tan sin-0.124 =-7.08°tan=sin+tan sin-0.057 =-3.28°2.9选择刀杆材料和尺寸选择刀杆材料：选用45号钢为刀杆材料，热处理硬度为HRC

13、40-45，发黑处理。选择刀杆尺寸：选择刀杆截面尺寸.车床中心高度为220mm，查金属切削原理与刀具表2.37，选取截面尺寸为=20×25()。由于切削深度及进给量太小，可以不必校验刀杆强度。选择刀杆长度尺寸：查金属切削原理与刀具2.5.1.3刀杆长度选择原则，选取刀杆长度为150mm。选择偏心销及其尺寸（1） 选择偏心销材料：偏心销材料选用40Cr，热处理硬度为HRC4045，发黑处理。（2）选择偏心销直径dc和偏心量偏心销直径可用下式： =-(0.20.4）mm前面已经选定=6.35mm取括号内最大数值0.4mm，则=6.35-0.4=5.95mm故可取=5.95mm偏心量可用：=0.30.428mm为方便计算，取=1.3，=，=1，则0.13=0.13×5.95=0.77mm可取=0.75mm。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为M6。 （