金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)

1、湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)課程題目：可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì)學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)本XX班姓名： XXXXX學(xué)號(hào)：XXXXXXXXX指導(dǎo)老師: XXX2014年6月湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本目錄第一章 設(shè)計(jì)要求.第二章 設(shè)計(jì)步驟 .（1）選擇刀片夾固結(jié)構(gòu).（2）選擇刀片材料 .（3）選擇車道合理角度.（4）選擇切削用量 .（5）選擇刀片型號(hào)和尺寸.（6）選擇硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸 .（7）計(jì)算刀槽角度 .（8）計(jì)算銑制刀槽時(shí)需要的角度.（9）選擇刀桿材料和尺寸 .參考文獻(xiàn) .第一章已知條件：刀片夾固結(jié)構(gòu)：杠桿式; 刀片幾何形狀：圓孔正方形刀

2、片;刀片尺寸 (單位：mm):湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本刀片切削幾何參數(shù):車刀的幾何參數(shù)：要求：1、用計(jì)算機(jī)繪出刀片夾固部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（刀墊厚度為2.87mm，其它未給尺寸自由確定）；2、計(jì)算刀槽角度，驗(yàn)算正交平面內(nèi)后角和副后角；3、用手工繪出可轉(zhuǎn)位車刀刀頭幾何角度關(guān)系圖。第二章 設(shè)計(jì)步驟（1）選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)按要求選擇杠桿式夾固結(jié)構(gòu)。（2）選擇刀片材料由原始條件給定：被加工工件材料可以為2Cr13不銹鋼，按照硬質(zhì)合金的選用原則，查表4-11可知選擇刀片材料為YG8。（3）選擇車道合理角度根據(jù)車刀合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度的形成特點(diǎn)，選取如下四個(gè)主要角度：前角=19；后

3、角=4；主偏角=72；刃傾角=5；后角的實(shí)際數(shù)值以及副后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí)，經(jīng)校驗(yàn)后確定。湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本（4）選擇切削用量根據(jù)切削用量的選擇原則，查表4.2及按照推薦值確定切削用量為： 背吃刀量=5mm；進(jìn)給量f=0.6mm/r；切削速度Vc=150m/min；5）選擇刀片型號(hào)和尺寸1）選擇刀片有無(wú)中心固定孔：由于刀片夾緊結(jié)構(gòu)已選為杠桿式，因此應(yīng)選有中固定孔的刀片。2）選擇刀片形狀：按選定的主偏角Kr=72，根據(jù)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的選擇原則，在這里選用圓孔正方形刀片。 23）選擇刀片精度等級(jí)：根據(jù)刀片的精度等級(jí)的選擇原則，在這里選則U2級(jí)精度的刀片。4）選擇刀片內(nèi)切圓直徑

4、d(或刀片邊長(zhǎng)L)：根據(jù)已選定的ap=5mm，Kr=72，s=19將ap，Kr，s的值代入到下式中，可求出刀刃的實(shí)際參加工作長(zhǎng)度為L(zhǎng)se=apsinkrcoss=5 sin72cos19=12.915L>1.5Lse=1.512.915mm=19.373mm因?yàn)槭钦浇切蔚镀?，所以L=4d>19.373mm；d>4=9.6975)選擇刀片的厚度s： 根據(jù)已選定的ap=5mm，f=0.6mm/r，利用圖1-1刀具厚度的諾模圖選擇厚 度s>6.2mm。6）選擇刀尖圓角半徑r： 根據(jù)已選定的ap=5mm，f=0.6mm/r，利用圖1-2選擇刀尖圓角半徑的諾模圖，求得連續(xù)切削時(shí)

5、的r=1.2mm。7）選擇刀片斷屑槽形式和尺寸：根據(jù)刀片斷屑槽形式和尺寸的選擇原則，2根據(jù)已知的原始條件，選用V型斷屑槽，斷屑槽的尺寸再選定刀片型號(hào)和尺寸后，即可確定。綜合以上幾個(gè)方面的選擇結(jié)果，確定選用的刀片的型號(hào)是：TNUM270612-V4，湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本 其具體尺寸為L(zhǎng)=2d=31.75；s=6.35；d=15.875mm；m=22.622mm；r=1.2mm；刀片刀尖角b=90o；刀片刃傾角sb=0o；法后角nb=4o；斷屑槽寬n=3mm；取法前角nb=19o。（6）選擇硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸為了承受切削中產(chǎn)生的高溫和保護(hù)刀體，一般在硬質(zhì)合金刀片下放置一個(gè)刀墊。刀墊材料

6、可用淬硬的高速鋼或高碳鋼，但最好用硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)及刀片的型號(hào)和尺寸。該刀選擇與刀片形狀相同的刀墊，正方角形，中心有孔。查表2.15正方形雙面沉頭刀墊，其型3號(hào)為：T27A，其尺寸為：d=14.86mm，m=21.120mm，長(zhǎng)度L=25.77mm，厚度S=4.76mm，中心孔直徑d1=10mm。材料為YG8。（7）計(jì)算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度，刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關(guān)系如圖1-3所示。湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本圖 1-3 可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度關(guān)系刀槽角度計(jì)算步驟是：1）刀槽主偏角krg，krg=kr=722）刀槽刃傾角sg，sg=s=53

7、）刀槽前角og，可轉(zhuǎn)位車刀的刃傾角s較小，所以，og可用下述近似公式計(jì)算og=o=194）驗(yàn)算車刀后角o ，車刀后角o的驗(yàn)算公式為tano=(tannb-tanogcoss)coss1+tannbtanogcoss當(dāng)nb=0時(shí)，則上公式成為tano=-tanogcos2s將og=-o=19，s=5代入上面的式子，得tan0=tan19cos25=0.01229湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本則o=3.965與所選后角值相近，可以滿足切削要求。 而刀桿后角og=o故og=3.965，取og=4。5）刀槽副偏角k'rg 因?yàn)閗''rg=kr=180-kr-r 而rg=r,krg

8、=kr，式中r為刀尖角， 所以k'rg=180-krg-rg=180-kr-r 車刀刀尖角r的計(jì)算公式為cotr=cottanogsinscoss當(dāng)b=90時(shí)，將og=19，s=5代入到上式，cotr=cot60o+tan(19o)cos(5o)2-tan(19o)sin(5o)cso(5o)則r=89.53 故k'org=k'r=180o-90-89.53o=0o，取k'rg=0o6）驗(yàn)算車刀副后角'o 車刀副后角'o的驗(yàn)算公式為'tan'(tannb-tanogcos'sg)cos'sgo=1+tannbtan

9、'ogcos'sg當(dāng)nb=0時(shí)，上式就成為tan''2o=-tanogcos'sg而 tan'og=-tanogcosrg+tansgsinrgtan'sg=tanogsinrg+tansgcosrg將og=19o， oosg=s=5,rg=r=0 代入上面兩個(gè)式子得tan'og=-tan（19）cos0+tan（5）sin0=-0.0224得湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本即可得og'=-1.28 otan'sg=tan（19）sin0+tan（5）cos0=-0.1741即可得sg'=-9.88o再將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可以滿足切削要求。而刀槽副后角'og=o'，故og'=3.46，取og'=4綜合上述計(jì)算結(jié)果，可以歸納出車刀的幾何角度o=19，kr=72，k'rg=21，s=5，o'=3.46，刀槽的幾何角度og=19o,og=4，krg=72，k'rg=21，sg=5，（8）計(jì)算銑制刀槽時(shí)需要的角度為銑制刀槽，需將刀槽前面水平放置，

11、這就要求把刀桿的基準(zhǔn)面傾斜一定的角度，由于銑制刀槽采用的方法不同，則計(jì)算銑制刀槽時(shí)所需要的角度也不同。圖 1-4 用預(yù)制斜鐵銑制刀槽示意圖1）計(jì)算刀槽最大負(fù)前角gg及其方位角gg當(dāng)用預(yù)制斜鐵銑制刀槽時(shí)(見圖1-4)，需要計(jì)算出刀槽最大負(fù)前角gg及其方位角gg。湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本刀槽最大負(fù)前角gg得計(jì)算公式為tangg=將og=-8，sg=s=-6，代入即可得tangg=-0.175(括號(hào)內(nèi)的數(shù)分別19,5)即gg=-9.93o刀槽最大負(fù)前角gg所在剖面的方位角gg的計(jì)算公式為tangg=tanog/tansg將og=-8，sg=s=-6代入得tangg=tan(-8)/tan(-6)

12、=1.34(括號(hào)內(nèi)的數(shù)分別19,5)即gg=53.22) 計(jì)算刀槽切深剖面前角pg和進(jìn)給剖面前角fg當(dāng)用雙坐標(biāo)角度墊鐵銑制刀槽時(shí)（見圖1-5），需要計(jì)算出刀槽切深剖面前角pg和進(jìn)給剖面前角fg。圖 1-5 用雙坐標(biāo)角度墊鐵銑制刀槽示意圖刀槽切深剖面前角pg的計(jì)算公式為tanpg=tanogcoskrg+tansgsinkrg （1）刀槽進(jìn)給剖面前角fg的計(jì)算公式為tanfg=tanogsinkrg-tansgcoskrg （2）湖工-課程設(shè)計(jì)-簡(jiǎn)化參考文本將og=-8，sg=s=-6，krg=90代入（1）（2）式中，可得(括號(hào)內(nèi)的數(shù)分別19,5)pg=-6 fg=-8（9）選擇刀桿材料和尺寸1）選擇刀桿材料選用45號(hào)鋼為刀桿材料，熱處理硬度為3845HRC，發(fā)藍(lán)處理。2）選擇刀桿尺寸A.選擇刀桿截面尺寸 因加工使用C620的普通機(jī)床，其中心高為200mm，參考表5-3，并考慮到為提高刀桿的強(qiáng)度，選用刀桿截面尺寸1BH=1625mm2。由于背吃刀