拉垫式可转位车刀设计说明书.doc

拉垫式可转位车刀设计说明书题 目：拉垫式可转位车刀设计学 院：机械工程 专 业：机械师及制造及其自动化姓 名：学 号： 指导教师: 拉垫式可转位车刀设计说明书 机械工程学院 2015年3月 目录一：已知条件.3二：设计步骤.3 1.选择刀片夹固结构.3 2.选择刀片材料.3 3.选择车刀合理角度.3 4.选择切削用量.4 5.选择刀片型号和尺寸.4 6.选择刀垫型号和尺寸.6 7.计算刀槽角度.6 8.计算铣制刀槽时需要的角度.9 9.选择刀杆的角度和尺寸.10 10.连接件的选择与尺寸设计12 11.绘制拉垫式车刀工作图和零件图.13三：参考文.14一：已知条件拉垫式可转位车刀工件材料：40Cr 机床：C620推荐数据:=100180m/min,=15mm,f=0.21mm/r二：设计步骤1.选择刀片夹固结构 考虑到加工是在C620卧式车床上进行的，且属于连续切削，根据已知条件要采用拉垫式刀片夹固结构。2.选择刀片材料 由已知条件给定：工件材料为40Cr，连续切削，由于切削用量数值范围，假定设计的加工工序为精车，半精车。假定此拉垫式可转位车刀为外圆车刀。根据金属切削原理表2-4，按照硬质合金的选用原则，刀片的材料可以采用YT系列，TY15宜精加工，因此刀片材料（硬质合金牌号）为YT15.3.选择车刀合理角度 根据刀具合理几何参数的选用选择，并考虑到可转为车刀几何角度的形成特点，选取四个如下角度：=15， =75 ，=5 =-5。 后角的实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时经校验后确定。4.选择切削用量 根据切削用量的选用选择，查表（详见金属切削原理）确定切削用量为：=110 m/min,=4 mm=0.6 mm/r5. 选择刀片型号和尺寸（1）选择刀片有无中心孔 由于刀片夹固结构已经选定为拉垫式，根据拉垫式可转位车刀结构示意图，因此应选有中心固定孔的刀片。 (2) 选择刀片的形状 根据选定的主偏角=，参照刀片形状的选择选择，及老师提供的资料，选用正方形刀片（V型断屑槽刀片）。 (3) 选择刀片精度等级 根据刀片的精度等级的选用原则，以及老师提供的资料，在这里选用U级精度的刀片。 (4) 选择刀片内切圆直径d（或刀片边长） 根据已经选定的=4 mm，=75，=-5，将ap，带入下列式（11），可以求出刀刃的实际参加工作长度为：= （11）=4.1639mm则选用的刀片的长度L应为 L>1.5=1.5*4.1639=6.246mm因为刀片式正方形的，所以d=L>6.246mm选择刀片的厚度s 根据已经选定的=4 mm，f=0.6 mm/r，利用选择刀片厚度的诺谟图，求得刀片的厚度s4.8mm(5) 选择刀片刀尖圆角半径 根据已经选定的=4 mm，f=0.6 mm/r，利用选择刀片刀尖圆角半径的诺谟图，求得刀片刀尖圆角半径1.2mm(6) 选择刀片断屑型号和尺寸 参照刀片断屑型号和尺寸的选择原则，根据一致的原始条件，选用V型断屑槽，断屑槽的尺寸在选定刀片型号和尺寸后，便可以确定。综合以上七个方面的选择结果，确定选用的刀片型号是：SNM150612·-4，其具体尺寸为：L=d=15.875mm；s=6.35mm; =6.35mm; m=2.79mm;=1.2mm;刀片刀尖角=90°；刀片刃倾角=0°；法后角=0°；断屑槽宽=4mm；取法前角=20°。6.选择刀垫型号和尺寸选用硬质合金刀垫。其形状和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。可以选择与刀片形状相同的刀垫，为正方形，中心有圆孔。其尺寸为：长度L=14.875mm，厚度为：4.80mm、中心孔直径=7.6mm，材料可以选择为YG8。7.计算刀槽角度可转位车刀几何角度、刀片几何角所示度和刀槽几何角度之间的关系，如图所示。刀槽角度计算步骤：(1)刀槽主偏角 =75°(2)刀槽刃倾角 =-5°(3)刀槽前角 可转为车刀刃倾角较小，所以，可以用下述的近似公式计算 ：=-=-5(4)验算车刀后角 车刀后角的验算公式为: （12） 而当=0°时，公式则变为 （13）将=-5°，=-5°代入上式（13），得到 =0.0868则=4.9608°（45839）与所选择的后角值数值相近，故可以满足切削要求。而刀杆后角=，=4.9608°，取=5°。(5)刀槽副偏角 =180°- 而=，= 式中，为刀尖角车刀刀尖角的计算公式 （1-4）当=90°时，式子成为 （15）将=-5°，=-5°代入式（15），得到：=-0.0868=89.56° 故 =15.44°去=15.4°(6)验算车刀后角 车刀后角的验算公式为 （16）严格讲，只有在法剖面上刀槽前角绝对值才等于车刀后角，即：当已知和时，有 因为 所以 但是由于可转位车刀的刃倾角较小（一般小于6°8°),可以近似认为=1因而有 当时,有 （17） （18） （19）将=-5°，=-5° =89.56° 带入式（17）和式（18）得 -0.0868所以 = =-0.088 所以 =-5.029° 再将=-4.961°, = -5.029° 代入式（19）得 =0.0861 所以 =4.921°可以满足切削要求. 而刀槽副后角,故4.921°,取5°.综合上述结果,可以归纳出车刀的几何角度:=15 =4.9608° =75 =15.44° =-5 =4.921°刀槽得几何角度=-5° 5° =75 =15.4° =-5 5°8.计算铣制刀槽时需要的角度 为铣制刀槽,需将刀槽前面水平放置,这就要求 把刀杆的基准面(或底面)倾斜一定的角度.由于铣制刀槽的方法不同,则计算铣制刀槽时需要的角度也不同. (1) 计算刀槽的最大副前角及其方位角,当用预制的斜铁铣制刀槽时,需要计算出刀槽的最大副前角及其方位角.刀槽的最大副前角的计算公式为: （110）将=-5°, =-5,=-5 代入上式得到 所以最大副前角=()刀槽的最大副前角所在剖面的其方位角的计算公式为 （111）将=-5°, =-5,=-5 代入式（111),得 所以=(2) 计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前面前角,当用双坐标角度垫铁铣制刀槽时,需计算出刀槽切深剖面前角和进给剖面前面前角. 刀槽切深剖面前角的计算公式为: （112）刀槽进给剖面前面前角的计算公式为: (113） 将=-5° =75 =-5代入式（112）和式(113）=-0.107=-0.062所以 = 9.选择刀杆的角度和尺寸(1)选择刀杆材料 选用45号钢为刀杆材料,热处理硬度为38-45HRC,发蓝处理。(2)选着刀杆尺寸1）选择刀杆截面尺寸 因为加工使用C620普通车床，中心高为200mm,有资料数据并且尽可能的提高刀杆强度，选取刀杆截面的尺寸为HB=2516.由于切削深度=4 mm，进给量f=0.6 mm/r，数值都比较的小，所以可以不用校验刀杆强度。2）选择刀杆长度 根据刀具长度选用原则，可以选取刀杆长度为140mm。L=d=15.875mm；s=6.35mm; =6.35mm; m=2.79mm;=1.2mm;刀片刀尖角=90°；刀片刃倾角=0°；法后角=0°；断屑槽宽=4mm；取法前角=20°。10.连接件的选择与尺寸设计 示意图1拉垫2刀片3销轴4锥端螺钉（实际设计中使用了开槽平端螺钉）（1）销轴的选择 根据刀片中心孔直径大小以及拉垫中心孔直径大小，并且考虑到刀具的结构强度，选用标准件GB/T 119.1 5m6×10的销轴。(2) 销轴的定位 销轴的定位可以根据垫片中心孔的位置确定。（3）拉垫槽不宜过长，一般在3-5mm范围内，否则会使定位侧面强度和刚度下降。（4）锥端螺钉的选择 根据要求可以选择标准件GB/T 731985 M8×10的锥端螺钉。（倒角为45）(5)开槽平端螺钉在刀体上的配合孔的定位 锥端螺钉在刀体上的配合孔的中心线距离5mm. 三.参考文献及资料1.金属切削原理·陈日曜·机械工业出版社·20142.金属切削刀具·乐兑谦·机械工业出版社·20013.金属切削实用刀具技术·太原市金属切削刀具协会·机械工业出版社·20024.金属切削切削刀具选用与刃磨·蒲艳敏，李晓红·化学工业出版社·20125.机械制图·大连理工大学工程图学教研室·高等教育出版社·20076.金属切削刀具设计资料（PDF）