可转位车刀设计.docx

任务说明题目：楔销夹紧式可转位外圆车刀工件：lCM8Ni9Ti机床：CE7132仿形车床推荐：Vc=135m/min , f=0.54mm/r ,aP=2mm Ra3.2要求：1设计可转位车刀；2 一张刀具装配图、一张刀杆零件图（A4）； 3设计说明书（纸质、电子）。1可转位车刀刀片的选择1.1 刀片形状的选择按照国家规定刀片的形状总共有17种，常用的是三角形、正方形、偏8° 三角形、凸三边形等。选择刀片形状时主要依赖被加工件的工序性质、工件形状, 刀具耐用度、和刀片的耐用度进行选择。本设计的可转位外圆车刀，对表面粗糙度要求不是很高时选择使用正方形的 刀片，正方形刀片有较大的刀尖角，刀尖强度高，散热面积大，可以提高刀具的 耐用度，刀具寿命长。1.2 刀片后角的选择国家标准规定刀片后角有九种选择，常用的有()°代号N, 50代号B, 7° 代号C, 0。法后角一般用于粗车或半精车，而5。、7°多用于半精车、精车、 仿形车和内孔加工，因此本设计选择后角为0。1.3 刀片尺寸公差等级选择可转位车刀有12种精度等级，车削累刀具常用的等级为G、M、U等级， 普通车床粗车、半精车用的刀片选U级。对刀尖位置精度要求较高或数控车床 用的刀片选M级，对刀尖位置要求更高的选C级。本设计是普通粗车，所以选 择U级即可。1.4 刀片固定方式及有无断削槽刀片固定方式的选择实际就是对车刀刀片夹固结构的选择。可转位车刀加固 结构有以下几种：偏心式、杠杆式、楔销式、下压式和杠销式等结构。本课题是设计楔销夹紧式可转位外圆车刀，楔销式夹紧力大，夹紧可靠，拆 卸方便，刀尖位置精确度比较高，不阻碍切削的流动方向，便于观察切削区的工 作情况，但是缺点是夹紧力与切削力的方向相反。1.5 切削刃长度确定刀片切削刃长度应根据切削刃参加工作长度进行选择，粗车时可取切削刃长 度 LN 1.5口/(sinkrCos4)60°,精车时取LN3ap / (sinLeos4)。L>3ap / (sin kr cos A.)(sin 45?« 4.24mm取刀刃长度为10mm,1.6 刀片的厚度刀片的厚度根据在切削过程中承受最大的切削力来确定。刀片切削刃长度 确定后，它就已经确定。所以可以选择大于1mm的，为了安全，选择厚度为2mm 的刀片。1.7 刀尖圆弧半径粗车时要选择较大的圆弧半径，以提高刀尖强度；但是不能过大，以免切削 是引起振动，并且圆弧过大也不利于断削，一般刀片刀尖圆弧半径应等于或者大 于车削时最大进给量的1.25倍，所以刀尖圆弧半径为20.675。多 以取刀尖圆弧半径为().8mm。1.8 刃口形式刃口对切削刃强度和寿命有显著的影响。国家标准规定为E、F、T、S四种 形式。E倒圆角切削刃；F尖角切削刃；T倒棱切削刃；S倒棱又倒圆切削刃。本设计选择倒圆角切削刃Eo1.9 切削方向R右切；L左切；N左右均可切。向左向右都可以，选择向右。1.10 结论最后得到刀片的牌号:SNUM050208ER2刀槽角度参数的确定2.1 刀具前角的确定增大前角使切削刃锋利，切削流出阻力小，摩擦力小，切削变形小，因此， 切削力和切削功率小，切削温度低，刀具磨损小，加工表面质量高。但是前先过 大，使刀具的刚性和强度变差，热量不易传递，造成刀具磨损和破坏严重，刀具 寿命缩短。在精加工时，选择较大的前角；在粗加工断续加工时，选择较小的前角.结论：选择前角为九=6。2.2 刀具后角的确定后角主要影响刀具后面与刀具表面的摩擦。增大后角，可以减小摩擦，故可 以提高加工表面质量；但是后角过大会使切削刃强度降低、散热条件差、刀面磨 损大。选择后角的原则是，在摩擦不严重的情况下，选择较小的后角，具体考虑加 工条件：（1）根据加工精度进行选择精加工时为了减小摩擦，后角取较大值% =80 12。；在粗加工时，为提高 刀具的强度，后角取较小的值%= 6° 8。（2）根据加工材料选择加工塑性材料、较软的材料时，后角取较大值；加工脆性材料时后角取较小 的值；加工易产生硬化层的材料时，后角取大值。结论：本车刀是用于半精加工外圆车刀，加工材料为硬质合金钢，选择较小 的后角，取%）=5°。2.3 刀具刃倾角的确定刀具的刃倾角的正负主要的影响切削的流动方向，选择负切削刃可以增加刀 头的强度，提高切削刃的抗冲击能力；但是切削刃的负值越大。会使背向力F 增大，易产生振动。一般在精加工时候，为了防止切削刃划伤已加工表面，选择刃倾角 4=°+5。；粗车时，为提高刀具强度，选择在车削高硬度、高强 度等难加工的材料时，为了提高刀具的强度，也常取较大的负刃倾角。结论：选用刀具刃倾角为0°。2.4 主偏角的确定减小主偏角可使刀具的强度提高，散热条件好，加工表面粗糙度小。主偏角 小，切削宽度变长，单位切削刃长度上所受的力减小，而且主偏角的减小可以增 加刀具的使用寿命。增大主偏角，会使刀具的背吃刀力心减小，切削平稳，大 的主偏角，切削厚度增大，切削性能好。结论：选择主偏角Kr=75。2.5 副偏角的确定副偏角是影响表面粗糙度的主要角度因素，它的大小也影响刀具的强度。过 小的副偏角会增加已加工表面与刀具的摩擦，引起振动；副偏角的选择原则是在 不影响摩擦与振动的前提下因尽量选择较小的负偏角。结论：副偏角选择45°。3楔销夹紧式可转位外圆车刀刀杆尺寸设计3.1 刀杆材料的选择硬质合金可转位车刀材料的选择原则与普通硬质材料的选择原则相同。刀具 的材料对工件的表面质量的影响，主要取决于刀具与加工材料表面的摩擦因数、 亲和程度、材料的耐磨性与课刃磨性。本课题主要是为了粗车外圆，工件的材料是lCrl8Ni9Ti , lCU8Ni9Ti是低 碳合金不锈钢管的表示方法，俗称304不锈钢，粗车时为了提高效率所以速度比 较快，会产生大量的热，同时进给量f=().54mm/s,为了保证加工要求，选择 W9Cr4V5Co3高性能高速钢，综合含帆钢耐磨与含钻钢耐热的优点，适合加工高 温合金不锈钢。结论：刀片材料用硬质合金钢；刀杆材料用45#钢。3.2 刀杆基本尺寸的确立推荐是使用ap=2mm, vc = 135m/min ,吃刀量f =().54mm/r ,表面粗糙 度为&=3.2。查表3-1,表3-2；得 y%=0.75, CFc = 2880由 E = (4)= k&f得 E、=3359.65N所以可以得知刀具所受到的切削力不是很大，但是为了安全，选择能够承受 足够大切削力形状的车刀刀杆。结论：刀杆长度为120mm,宽度和高度为20mm.同时选择10x10厚度为 2mm的刀垫。总结：Kr=75° ， Kr'=45° ,4=0, /0 = 6?° , a()=5?,参考文献1周泽华.金属切削原理M.北京:机械工业出版社，19932陆剑中.金属切削原理与刀具M.5版 机械工业出版社,2016