金属切削刀具课程设计报告

1、金属切削刀具课程设计说明书八一农垦大学机械设计制造及其自动化.word.zl-原始条件加工一批尺寸如下图的零件，工件材料为45号钢，D=78mm,d=56mm, L=300mm, l=120,B=1.6。需分粗车、半精车两道工序完成其外圆车削，单边总余量为4mm,使用机床为CA6140普通车床。试设计一把硬质合金可转位外圆车刀.word.zl-设计步骤 选择刀片夹固构造。考虑到加工在 CA6140普通车床上进展，且属于连续 切削，参照表典型刀片夹固构造简图和特点，采用偏心式刀片夹固构造。选择刀片材料。由原始条件2&定：被加工工件材料为 45号钢正火，连 续切削，完成粗车、半精车两道工序，按照硬

2、质合金的选用原那么，选取 刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。选择车刀合理角度。根据刀具合理几何参数的选择原那么，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 o 14 ;后角0 7 ;主偏角r 90 ;刃倾角s 5。后角的实际数值以及副后角 和副偏角r在计算刀槽角度时，经校验 后确定。选择切削用量。根据切削用量的选择原那么，查表确定切削用量。粗车时：背吃刀量ap 7mm,进给量f 0.6m”r ,切削速度vc如下得出:Cv242 xv 0.15 yv 0.35 m0.2kmv0.6370.866 k0.735sv 0.9 %1 krv0.81kvkmv ksv ktvkr

3、v0.63 T60minVc2n1CvTm apxvf yvkv2420.2-0.150.356070.60.63 60.04 m. minmT ap1000VC1dwfyvkv61.64m/min1000 60.04” 191.2r / min3.14 100n 180r / mindwnVc1 100056.52m/min.word.zl-dw3.14 861000Vc2 1000 61.64 n2 228.26r/mindwn n 200r / min Vc254.01m/min1000精车时：背吃刀量ap 1mm,进给量f 0.4mm7,切削速度vc如下得出:。291 Xv 0.15

4、yv 0.2 m 0.2kv kmv ksv ktv k rv 0.63 T 60 min cvvc3 -x厂 kv 111.53m minTm apv fyv那么n里论444r/min ,那么选用n机床330 r/min ,那么实际速度vc 82.89 m/min。 选择刀片型号和尺寸：选择刀片有无中心固定孔。由于刀片夹固构造已选定为偏心式，因此应选有中心固定的空的刀片。选择刀片形状。按选定的主偏角r 90参照刀片形状的选择原那么，选择正方形刀片。 选择刀片精度等级。参照刀片精度等级的选择原那么车削用硬质合金可转位刀片的精度等级选用，一般情况下选用U级，有特殊要求时才选用M级和G级，选用U级

5、。选择刀片切圆直径d （或刀片边长L）。根据已确定的ap 7mm、 90和s 5 ,将ap、和Les s代入式apsin rcos s ,可求出刀刃的实际参加工作长度Lse为L esaPsin r cos s sin 90 cos 57.027那么所选用的刀片边长L应为.word.zl-L 1.5Lse 1.5 7.027 10.54mm因为是正方形刀片，所以L d刃B么 d L 4.685mm选择刀片厚度S o根据已选定的ap 7mm、f 0.6mm,及通过选择刀 片厚度的诺模图，求得刀片厚度s 4.8mm。选择刀尖圆弧半径。根据已选定的a 7mm, f 0.6mmr ,利用选择刀p片厚度的

6、诺模图，求得连续切削时的r 1.2mm 0选择刀片断屑槽型式和尺寸，参照刀片断屑槽型式和尺寸的选择原那么后，根据的原始条件，选用A型断屑槽，断屑槽的尺寸型号和尺寸后，便 可确定。综合以上七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是： SNUM150612R-A4其具体尺寸为L d 15.875mm； s 6.35mm； d16.35mm； m 2.79mm； r 1.2mm；刀片刀尖角h 90 ；刀片刃倾角 sb 0 ；断削槽宽Wn 4mm；取前法角 nh 20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 片夹固构造及刀片的型号和尺寸。选择与刀片形状一样的刀垫，正四方形， 中心

7、有圆孔。其尺寸为长度L 14.88mm ；厚度s 4.76mm ；中心孔直径d1 7.6mm;材料为 YG8。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 下 图。.word.zl-o-op；V-刀槽角度计算步骤是: 刀杆主偏角rgrgr 90o刀槽刃倾角sgsg刀槽前角og gtanog将 og 15、nb20tan5代入ogtan o tan nb cos1 tan o tan nb cos stan o tan nb cos1 tan o tan nb costan14 tan 20 cos 51 tan14 tan20 cos 50.086那么 og

8、4.901 4 54 36 ，取 og 5g g验算车刀后角o。车刀后角o的验算公式为.word.zl-因为ngng所以ng180ngng180当 nb 0 时，那么 tan o tan og cos2 s将 og 5、 s 5 代入，得 tan 。 tan 5 cos2 50.087那么o 4.972 4 58119.2与所选角度值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角og o ,故og 5。 g刀槽副偏角ng18090时cos n cos nb 1 tan 0cl cos s 2 tan 0cl sin s cos ii g iugougotan 0cl sin s cos s ugtan 5

9、 sin 5 cos 50.0076那么n 90.44 TOC o 1-5 h z 故,0n1809090.440.441g1取 k；g0.4g验算车刀副后角o当nb 0时将 og 5 , sg s 5 , ng n 89.56 代入式中tan og tan g cosg tan sg sin gtan 5 cos90.44 tan 5 sin 90.440.088那么 og 5.04 ( 5 217).wond.zl-tan 前 tan oa sin ra tansgog1 gsg Cos rgtan 5 sin 90.44 tan0.0885 cos90.44那么sg sg5.04再将og

10、5.04 ,sg5.04代入下式sgtan o tanog2cos sa sgtan 5.04 cos2 5.040.086那么o5.003,可以满足切削要求。刀槽副后角og，故og5.003og综合上述计算结果,可以归纳出:车刀的几何角度o 14 , o 4.972 , r 900.445。，5.003刀槽的几何角度og 5 , og 5 , rg 90 ,rgsgog(8)计算铳制刀槽时需要的角度。计算刀槽的最大负前角gg及其方位角gg 0将og5 , sg s 5代入tan gg.tan2 og tan2 sg,tan2 5 tan2 50.124那么gg7.05 7 312tan gg

11、tan 。tan satanog . sgtan 51那么gg45计算刀槽切深平面剖面前角pg和进给剖面前角fg 将 og 5 、 sg 5 , rg90代入式 tan pgtan og cos rgtanpg g gsg sin rg.word.zl- TOC o 1-5 h z 式 tan fcltan 0cl sinratan sa cosra,ig0g1 gsg1 g7可得 tan pg tan 5 cos90 tan 5 sin 900,087pgtan fg tan 5 sin 90 tan 5 cos900.087所以pg 4.9724 5819fg 4.972 4 58199选

12、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 HRC3845,发黑处 理。选择刀杆尺寸i.选择刀杆截面尺寸。因加工使用 CA6140普通车床，具中心高为220mm。根据 国标，并考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆截面尺寸B H 20 25 mm2。由于切削深度ap =7mm,进给量f=0.6mm/r,可以不必校验刀杆强度。ii.选择刀杆长度尺寸。选择刀杆长度尺寸时，应保证刀杆装在刀架上，至少有 两个螺钉能紧固住刀杆。刀杆长度尺寸已标准化，可转位车刀常用的有12S 150、16R 200、250mm等，刀杆长度尺寸应在上述尺寸中选用。应选取的刀杆长度为150mm。(10世择偏

13、心销及其相关尺寸。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dc量。偏心直径可用式dc d10.2 0.4 mm求出前面已经选定d1 6.35mm,取括号最大数值0.4mm ,那么d 6.35 0.4 5.95mm c.word.zl- TOC o 1-5 h z .、一 _.一1 de偏心重 e可用式 emm 计算求出，即7 - 10 2dc d21 -2 -T-e 221i2为计算方便，取12 1.3 , dc d2 , ，112 1 ,那么式成为e 0.13dc 0.13 6.35 0.77mm,取 e 0.75mm。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2为 M6.计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面