2022年2022年可转位车刀设计样本 .pdf

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1、1 Harbin I nstituteof Technology设计说明书名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 2 一、选择刀片夹固结构工件的直径 D 为 142mm,工件长度 L=100mm. 因此可以在普通机床CA6140 上加工 . 表面粗糙度要求1.6m,为精加工 ,但由于可转为车刀刃倾角s通常取负值 ,切屑流向已加工表面从而划伤工件,因此只能达到半精加工. 参照机械制造技术基础课程补充资料表 2.1 典型刀片

2、结构简图和特点,采用偏心式刀片加固结构较为合适. 二、选择刀片结构材料加工工件材料为HT200, 正火处理 ,连续切屑 ,且加工工序为粗车,半精车了两道工序.由于加工材料为铸铁料,因此刀片材料可以采用YG 系列 ,YG8 宜粗加工 ,YG3 宜精加工 ,本题第三步要求达到半精加工,因此材料选择YG3 硬质合金 . 三、选择车刀合理角度根据机械制造技术基础刀具合理几何参数的选择,并考虑可转位车刀几何角度的形成特点 ,四个角度做如下选择: 前角0:根据机械制造技术基础表3.16,工件材料为中碳钢(正火 ),半精车 ,因此前角可选0=10, 后角0:根据机械制造技术基础表3.17,工件材料为铸造材料

3、,精车 ,因此后角可选0=7主偏角:根据机械制造技术基础表3.16,主偏角=75刃倾角s:为获得大于0 的后角0及大于 0 的副刃后角0,刃倾角s=-5后角0的实际数值及副刃后角0和副偏角在计算刀槽角度时经校验确定. 四、选择切屑用量根据机械制造技术基础表3.22: 精车时 , 背吃刀量pa=1mm,进给量 f=0.3mm/r, 切削速度v=130m/min 。五、刀片型号和尺寸 选择刀片有无中心孔.由于刀片加固结构已选定为偏心式,因此应选用有中心固名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

4、 - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 3 定孔的刀片 . 选择刀片形状.按选定主偏角=75,参照机械制造技术基础课程补充资料2.4.4.2 刀片形状的选择原则,选用正方形刀片. 选择刀片的精度等级.参照机械制造技术基础课程补充资料2.4.4.3 节刀片精度等级的选择原则,一般情况下选用U 级. 选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L).根据已确定的背吃刀量pa=3mm, 主偏角=75,刃倾角s=-5,将pa,s代入下式可得刀刃的实际参加工作长Lse为Lse=scossin=cos(-5)75sin3=3.118mm 令刀片的刃口长度(即便长 )L1.5 Lse=4.

5、677mm, 保证切削工作顺利进行. 选择刀片厚度 .根据已选择的背吃刀量pa=3mm,进给量 f=0.6mm/r 及机械制造技术基础课程补充资料选择刀片厚度的诺莫图图2.3,求得刀片厚度S4.8mm. 选择刀尖圆弧半径r.根据已选择的背吃刀量pa=3mm, 进给量 f=0.6mm/r 及 机械制造技术基础课程补充资料选择刀尖圆角半径的诺莫图2.4,求得连续切削时r=1.2mm 选择刀片断屑槽型式和尺寸.参照机械制造技术基础课程补充资料2.4.4.4 节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则,根据已知的已知条件,选择 A 型断屑槽 . 综上 7 方面的选择结果,根据机械制造技术基础课程补充资料表2.

6、10 确定选用的刀片型号为SNUM150612-A4. L=d=14.88mm;s=6.35mm;d1=6.35mm;m=2.79mm; r=1.2mm 刀片刀尖角b=90;刀片刃倾角sb=0;断屑槽宽Wn=4mm;取法前角bn=25 六、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,取决于刀片加固结构及刀片的型号和尺寸,选择与刀片形状相同的刀垫,正方形 ,中间有圆孔 .根据机械制造技术基础课程补充资料表2.18 选择型号为S15B 型刀垫 .尺寸为 :长度L=14.88mm, 厚度s=4.76mm 中心孔直径d1=7.6mm.材料为高速钢YG8 七、计算刀槽角度可转为车刀几何角度,

7、刀片几何角度 ,刀槽几何角度之间的关系: 刀槽角度的计算: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 4 刀杆主偏角rgkrgk=75 刀槽刃倾角sgsg=s=-5 刀槽前角ogr将0=20, bn=25, s=-5 代入下式tan og=snbsbncostantan1cos/tantan00=-0.089 则og=-5.089,取og=-5 验算车刀后角a0. 车刀后角 a0的验算公式为 : tan a0=sognbs

8、ognbaacostantan1)costan(tan当nba=0 时,则上式成为 : tan a0=-sog2costan将og=-5, s=-5 代入上式得a0=5.05 前面所选后角a0=6,与验算值有差距,故车刀后角a0应选 a0=5 才能与验算角度接近而刀杆后角aog a0=5 刀槽副偏角krg=kr=180-=rkrg=,rg=r因此 krg=180-r车刀刀尖角r的计算公式为名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - -

9、- - 5 cosr=cosrbsogsogsintan)(tan12coss当rb=90 时,上式变为 cosr= -sogsintancoss将og=-5, s=-5 代入上式得r=90.4 故 krgkr=180-75-90.4=14.6 取 krg=14.6 验算车刀副后角a0车刀副后角的验算公式为: tan a0=costantan1costantansgognbogognbaa当 anb=0 时, tan a0= -2costansgog而 tanog=ostansinrg+tan sgsinrgtanog=ostansinrg+tan sgsinrg将os=-5, sg=s=-5

10、,rg=r=90.4 代入上式tanog=tan(-5)sin90.4+tan (-5)sin90.4 og=-4.97 tanog=)5tan(sin90.4+tan (-5)sin90.4 og=-4.97 再将og=-4.97 og=-4.97 代入得tan a0= -)97.4(cos)97.4tan(2a0=4.93 可以满足切削要求刀槽副后角aog a0,故 aog=4.93,取 aog=5 综上述计算结果,可以归纳出 : 车刀的几何角度: 0=20, 0=6, =75, kr=14.6,s=-5, a0=4.93 刀槽的几何角度: og=-5 , aog=5, krg=75 ,

11、krg=14.6, sg=-5, aog=5八、计算铣制刀槽时所需的角度 计算刀槽最大副前角gg及其方位角gg名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 6 将og=-5 , sg=s=-5 代入下式得 : tangg=-sgog22tantangg=-7.05 将og=-5 , sg=s=-5 代入下式得 : tangg=sgogtantangg=45 计算刀槽切深剖面前角pg和进给剖面前角fg将og=-5 , sg=-5

12、, krg=75 代入下式tanpg=ostansinrg+tan sgsinrgpg=-6.12 tanfg=ostansinrg+tan sgsinrgfg=-3.54 九、选择刀杆材料和尺寸选择刀杆材料:为保证刀杆强度,增加刀杆使用寿命,刀杆材料一般可用中碳钢,采用 45 号钢 ,热处理硬度为HRC38-45,发黑处理选择刀杆尺寸 : 选择刀杆截面尺寸.车床中心高度为220mm,根据机械制造技术基础课程补充资料表2.37,选取截面尺寸为:2025(mm2) 由于切削深度及进给量太小,故强度足够选择刀杆长度尺寸:参照机械制造技术基础课程补充资料2.5.1.3 刀杆长度选择原则 ,选取刀杆长

13、度为160mm. 十、选取偏心销机器相关尺寸 选择偏心销材料:偏心销材料选用40Cr,热处理硬度为HRC4045, 发黑处理 . 选择偏心销直径dc和偏心量偏心销直径可用下式: dc=d1-(0.20.4mm) 故可取 dc=6mm 偏心量 e 可用 : e=mmdc2)107(1=0.30.428mm 则 e 可取 0.4mm 为使刀具夹固可靠,可选用自锁性能较好的螺钉偏心销,并取螺钉偏心销转轴半径 d2=M6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 -

14、 - - - - - - - - 7 计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上的位置,根据前面已选好的各尺寸d1=6mm, d=15.875mm dc=6mm, e=0.4mm 取=30,代入下式m=30sin75.02875.15=8.31mm n=30cos75.02875.15=8.59mm 十一、绘制车刀结构简图偏心式 75 硬质合金可转位外圆车刀如下图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 8 参考文献1 李旦,韩荣第 ,巩亚东 ,陈明君 .机械制造技术基础.哈尔滨工业大学出版社.2009.2 2 王娜君 .机械制造技术基础课程补充材料.2010.3 3 袁长良 .机械制造工艺装备设计手册.中国计量出版社;1992.1 4 陆剑中 ,孙家宁 .金属切削原理与刀具.机械工业出版社;2005.3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -