金属切削刀具课程设计报告

..word.zl-.word.zl-.word.zl-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［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,1=120,B=1.6O需分粗车、半精车两道工序完成其外圆车削，单边总余量为4爪巾，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。

［设计步骤］⑴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。⑵选择刀片材料。由原始条件给定：被加工工件材料为45号钢〔正火〕，连续切削，完成粗车、半精车两道工序，按照硬质合金的选用原那么，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。⑶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：①前角y=14。；0TOC\o"1-5"\h\z②后角a=7。；③主偏角k=90。；④刃倾角九二—5。。0r s后角a的实际数值以及副后角a'和副偏角k，在计算刀槽角度时，经校验0 0r后确定。⑷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a=7mm，进给量f=0.6mm：r，切削速＜y如下得出：p cc=242X=0.15j=0.35m=0.2vv v0637k= =0.866k=0.9k=1k=0.81mv0.735 svtv krvk=k•k•k•k=0.63T=60minvmvsvtvkvr24260242600.2x70.15x0.60.35x0.63=60.04m.mincVc2= v •k=61.64m/minTm•axv•fyvvvvp1000Vc1n1—1000x60.04= 191.2r/min3.14x100兀dw根据标准可得n=180r/min兀dwnVc1= =100056.52m/min..word.zl-..word.zl-兀dw3.14义8611000Vc21000*61.64n2= = =228.26r兀dw3.14义86n=200r/minVc2=叫竺=54.01m/min1000精车时：背吃刀量a=1mm，进给量f=0.4帆m外切削速函如下得出：p - cc=291x=0.15y=0.2m=0.2k=k•k•k•k=0.63T=60minvmv .svtvKvr一cv3= v -k=111.53m：minc Tm-axv-fyvvp那么n =444r..min,那么选用n =330r..min，那么实际速度理论^ 机床^v=82.89m.min。c⑸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K=90。参照刀片形状的选择原那么，选r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。④选择刀片切圆直径d（或刀片边长L）。根据已确定的a=7mm、k=90。praL=- p———和九=-5。,将a、k和入代入式"sinKJos入,，可求出刀刃的实际s prs参加工作长度L为a7L= p——= —4一^=7.027essinkcos九 sin90。cosL5。/rs那么所选用的刀片边长L应为L>1.5L=1.5x7.027=10.54mmse因为是正方形刀片，所以L=d那么d=L>4.685mm选择刀片厚度S。根据已选定的a=7mm、f=0.6mmr，及通过选择刀p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=0.6mm;r,利用选择刀p -片厚度的诺模图，求得连续切削时附=1.2mm。8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；d=6.35mm；m=2.79mm；r=1.2mm；18刀片刀尖角8h=90。；刀片刃倾角Mb=0。；断削槽宽Wn=4mm；取前法角ynh=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，中心有圆孔。其尺寸为长度L=14.88mm；厚度s=4.76mm；中心孔直径d=7.6mm；材料为YG8。⑹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-.word.zl-.word.zl-.word.zl-o-o皿刀槽角度计算步骤是:①刀杆主偏角KrgK=K=90。rgr②刀槽刃倾角入

o-o皿刀槽角度计算步骤是:①刀杆主偏角KrgK=K=90。rgr②刀槽刃倾角入

sg入=X=-5。sgs③刀槽前角yog将y=15。、y=20。、

og nb九二—5。代入tany0gtany-tanycos九 o -b^b s1+tanytanycos九onb stany0gtany-tanycos九_tan14。-tan20。cosV5。o^~nbs-=1+tanytanycos九 1+tan14。tan20。cosL5。o nb s那么y=-4.901。1。54'36''),取y=-5。]=-0.0860g0g④验算车刀后角a。车刀后角a的验算公式为o o当a=0。时，那么tana=-tanycos2入nb o og sog将y=—5。、九二—5°代入，得tana=—tan(5。los2C5。)=0.087og那么a=4.972。Q5819.2）与所选角度值相近，可以满足切削要求。o而刀杆后角a而刀杆后角a0gea，故a=5。。o og⑤刀槽副偏角K'=K'=180。—K—£

rgr rr因为 £=£,K=Krgr rgr所以 K'=180。—K—£=180。—K—£rg rgrg rr当£=90。时rbcos£=cos£j1+(any―cos入)—tanysin入cos入r_rb、 og s ogs_s=—tan入sin入cos入""u)()sJ=—tanL5°4inL5°々osL5°=—0.0076那么£=90.44°r故k'eK'=180。—90。—90.44。=—0.44。rgr取k'=—0.4°rg⑥验算车刀副后角a'o当a=0。时nb将y=—5。，入=X=—5。，£=£=89.56。代入式中og sgs rgrtany'0g=—tanycos£+tany'0gCogrg sgrg5。底s90.44。+tan15。/in90.44。=—0.088那么y'=—5.04。(—5°2'17")og

sg\rgOgrgtan1（=tanysins+tanlcose=tanl5。lin90.440+tanL5。A:os90.44°=—0.088sg\rgOgrg那么I=—5.04。SgTOC\o"1-5"\h\z再将旷=—5.04。，九'=—5.04。代入下式Og sgtana'=一tany'cos2V=—tan15.04。KszC5.04。）=0.086O Og sg那么a'=5.003。，可以满足切削要求。o刀槽副后角a'xa',故a'=5.003。，取a'=5。Og° og og综合上述计算结果，可以归纳出：车刀的几何角度y=14°,a=4.972°,k=90°,k'=—0.44°,九二一5。，a'=5.003°o o r r s °刀槽的几何角度Y二一5。，a=5。，k=90。,k'=—0.4。，X=—5。，ex'=5°Og Og rg rg sg og（8）计算铳制刀槽时需要的角度。①计算刀槽的最大负前角y及其方位角togg gg将y=—5。,X=X=—5。代入og sg$tany=-itan2y+tan2X-=-Jtaru（5。）+tam（5。）=-0.124gg甲 og sg'那么y=-7.05。（7。312”）gg那么cgg那么c=45。gg②计算刀槽切深平面剖面前角y和进给剖面前角yo

pg fg将y=_5。、九=—5。，K=90。代入Og Sg rg式tany=tanycosk+tanXsinK与

pg og rg Sg rg..word.zl-..word.zl-式tanyfg二式tanyfg二tanysink-tan入coskogrgsg，rg可得tany=tan(5°)cos90。+tan(5°Xin90=-0.087pgtany=tan(5°Xin90。-tan(5。)cos90。=-0.087fg所以y所以y=-4.972。(4。5819”)pg九二4.972。^。5819”)fg〔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.选择刀杆截面尺寸。因加工使用CA6140普通车床，其中心高为220mm。根据国标，并考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆截面尺寸BxH=20x25mm2)由于切削深度？=7mm进给量f=0.6mm/可以不必校验刀杆强度。.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125、150、160、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)选择偏心销及其相关尺寸。①选择偏心销材料。偏心销材料选用40Cr,热处理硬度为HRC40~45，发黑。②选择偏心销直径d量。偏心直径可用式cd=d-(0.2~0.4)mm 求出c1前面已经选包1=6.35mm，取括号最大数值0.4mm，那么d=6.35-0.4=5.95mm1d偏心量。可用式e= 『mm计算求出，7~102dd口T+H—TOC\o"1-5"\h\z,12 22e<——2 2业十42,、:1+从2=1,那么式成为为计算方便，取,、:1+从2=1,那么式成为12 c2e<0.13d=0.13x6.35=0.77mm,取e=0.75mm。c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d为M6.2③计算偏心