金屬切削刀具課程設計報告

..word.zl-.word.zl-.word.zl-金屬切削刀具課程設計說明書八一農墾大學機械設計制造及其自動化［原始條件］加工一批尺寸如下圖的零件，工件材料為45號鋼，D=78mm,d=56mm,L=300mm,1=120,B=1.6O需分粗車、半精車兩道工序完成其外圓車削，單邊總余量為4爪巾，使用機床為CA6140普通車床。試設計一把硬質合金可轉位外圓車刀。

［設計步驟］⑴選擇刀片夾固構造。考慮到加工在CA6140普通車床上進展，且屬于連續(xù)切削，參照表典型刀片夾固構造簡圖和特點，采用偏心式刀片夾固構造。⑵選擇刀片材料。由原始條件給定：被加工工件材料為45號鋼〔正火〕，連續(xù)切削，完成粗車、半精車兩道工序，按照硬質合金的選用原那么，選取刀片材料（硬質合金牌號）為YT15。⑶選擇車刀合理角度。根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原那么，并考慮到可轉位車刀幾何角度的形成特點，選取如下四個主要角度：①前角y=14。；0TOC\o"1-5"\h\z②后角a=7。；③主偏角k=90。；④刃傾角九二—5。。0r s后角a的實際數(shù)值以及副后角a'和副偏角k，在計算刀槽角度時，經(jīng)校驗0 0r后確定。⑷選擇切削用量。根據(jù)切削用量的選擇原那么，查表確定切削用量。粗車時：背吃刀量a=7mm，進給量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根據(jù)標準可得n=180r/min兀dwnVc1= =100056.52m/min..word.zl-..word.zl-兀dw3.14義8611000Vc21000*61.64n2= = =228.26r兀dw3.14義86n=200r/minVc2=叫竺=54.01m/min1000精車時：背吃刀量a=1mm，進給量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,那么選用n =330r..min，那么實際速度理論^ 機床^v=82.89m.min。c⑸選擇刀片型號和尺寸：①選擇刀片有無中心固定孔。由于刀片夾固構造已選定為偏心式，因此應選有中心固定的空的刀片。選擇刀片形狀。按選定的主偏角K=90。參照刀片形狀的選擇原那么，選r擇正方形刀片。選擇刀片精度等級。參照刀片精度等級的選擇原那么〔車削用硬質合金可轉位刀片的精度等級選用，一般情況下選用U級，有特殊要求時才選用M級和G級〕，選用U級。④選擇刀片切圓直徑d（或刀片邊長L）。根據(jù)已確定的a=7mm、k=90。praL=- p———和九=-5。,將a、k和入代入式"sinKJos入,，可求出刀刃的實際s prs參加工作長度L為a7L= p——= —4一^=7.027essinkcos九 sin90。cosL5。/rs那么所選用的刀片邊長L應為L>1.5L=1.5x7.027=10.54mmse因為是正方形刀片，所以L=d那么d=L>4.685mm選擇刀片厚度S。根據(jù)已選定的a=7mm、f=0.6mmr，及通過選擇刀p片厚度的諾模圖，求得刀片厚度s>4.8mm。選擇刀尖圓弧半徑 。根據(jù)已選定的a=7mm,f=0.6mm;r,利用選擇刀p -片厚度的諾模圖，求得連續(xù)切削時附=1.2mm。8選擇刀片斷屑槽型式和尺寸，參照刀片斷屑槽型式和尺寸的選擇原那么后，根據(jù)的原始條件，選用A型斷屑槽，斷屑槽的尺寸型號和尺寸后，便可確定。綜合以上七方面的選擇結果，確定選用的刀片型號是：SNUM150612R-A4。其具體尺寸為L=d=15.875mm；s=6.35mm；d=6.35mm；m=2.79mm；r=1.2mm；18刀片刀尖角8h=90。；刀片刃傾角Mb=0。；斷削槽寬Wn=4mm；取前法角ynh=20。選擇硬質合金刀墊型號和尺寸。硬質合金刀墊形狀和尺寸的選擇，取決于刀片夾固構造及刀片的型號和尺寸。選擇與刀片形狀一樣的刀墊，正四方形，中心有圓孔。其尺寸為長度L=14.88mm；厚度s=4.76mm；中心孔直徑d=7.6mm；材料為YG8。⑹計算刀槽角度?？赊D位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關系，如下圖。.word.zl-.word.zl-.word.zl-.word.zl-o-o皿刀槽角度計算步驟是:①刀桿主偏角KrgK=K=90。rgr②刀槽刃傾角入

o-o皿刀槽角度計算步驟是:①刀桿主偏角KrgK=K=90。rgr②刀槽刃傾角入

sg入=X=-5。sgs③刀槽前角yog將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驗算車刀后角a。車刀后角a的驗算公式為o o當a=0。時，那么tana=-tanycos2入nb o og sog將y=—5。、九二—5°代入，得tana=—tan(5。los2C5。)=0.087og那么a=4.972。Q5819.2）與所選角度值相近，可以滿足切削要求。o而刀桿后角a而刀桿后角a0gea，故a=5。。o og⑤刀槽副偏角K'=K'=180。—K—￡

rgr rr因為 ￡=￡,K=Krgr rgr所以 K'=180。—K—￡=180。—K—￡rg rgrg rr當￡=90。時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驗算車刀副后角a'o當a=0。時nb將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再將曠=—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。，可以滿足切削要求。o刀槽副后角a'xa',故a'=5.003。，取a'=5。Og° og og綜合上述計算結果，可以歸納出：車刀的幾何角度y=14°,a=4.972°,k=90°,k'=—0.44°,九二一5。，a'=5.003°o o r r s °刀槽的幾何角度Y二一5。，a=5。，k=90。,k'=—0.4。，X=—5。，ex'=5°Og Og rg rg sg og（8）計算銃制刀槽時需要的角度。①計算刀槽的最大負前角y及其方位角togg gg將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計算刀槽切深平面剖面前角y和進給剖面前角yo

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

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〕選擇刀桿材料和尺寸。①選擇刀桿材料。選用45號鋼為刀桿材料，熱處理硬度為HRC38~45,發(fā)黑處理。②選擇刀桿尺寸.選擇刀桿截面尺寸。因加工使用CA6140普通車床，其中心高為220mm。根據(jù)國標，并考慮到為提高刀桿強度，選取刀桿截面尺寸BxH=20x25mm2)由于切削深度？=7mm進給量f=0.6mm/可以不必校驗刀桿強度。.選擇刀桿長度尺寸。選擇刀桿長度尺寸時，應保證刀桿裝在刀架上，至少有兩個螺釘能緊固住刀桿。刀桿長度尺寸已標準化，可轉位車刀常用的有125、150、160、200、250mm等，刀桿長度尺寸應在上述尺寸中選用。應選取的刀桿長度為150mm。(10)選擇偏心銷及其相關尺寸。①選擇偏心銷材料。偏心銷材料選用40Cr,熱處理硬度為HRC40~45，發(fā)黑。②選擇偏心銷直徑d量。偏心直徑可用式cd=d-(0.2~0.4)mm 求出c1前面已經(jīng)選包1=6.35mm，取括號最大數(shù)值0.4mm，那么d=6.35-0.4=5.95mm1d偏心量。可用式e= 『mm計算求出，7~102dd口T+H—TOC\o"1-5"\h\z,12 22e<——2 2業(yè)十42,、:1+從2=1,那么式成為為計算方便，取,、:1+從2=1,那么式成為12 c2e<0.13d=0.13x6.35=0.77mm,取e=0.75mm。c為使刀片夾固可靠，選用自鎖性能較好的螺釘偏心銷，并取螺釘偏心銷轉軸直徑d為M6.2③計算偏心