车刀设计课程设计（全套图纸）.doc

第1部分 车刀设计 已知：工件材料45钢，使用机床CA6140，加工后dm=45，Ra3.2,需粗、半精车完成，加工余量自定，设计装F刀片950偏头外圆车刀图纸，加153893706设计步骤：1.1选择刀片夹固结构考虑到加工是在CA6140普通机床上进行，属于连续切削，参照典型车刀夹固结构简图和特点，采用杠锁式刀片夹固结构。 1.2选择刀片材料由原始条件结构给定：被加工工件材料为45号钢，连续切削，完成粗车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。1.3选择车刀合理角度根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度(1)前角=15°，(2)后角=6°,(3)主偏角=95°，(4)刃倾角=-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。1.4选择切削用量根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为：切削深度a=3 mm，进给量f=0.5mm/r，切削速度v=100m/min1.5选择刀片型号和尺寸1.5.1选择刀片有无中心固定孔由于刀片夹固结构已选定为杠锁式，因此应选用有中心固定孔的刀片。1.5.2选择刀片形状按题目给定选用F（偏8°三角形）刀片。1.5.3选择刀片精度等级选用U级1.5.4选择刀片工作边长度L根据已选定的,k，可求出刀刃的实际参加工作长度。为； L= =3.118mm L>1.5L=4.677mm1.5.5选择刀片厚度S根据a,f，利用诺模图，得S4.51.5.6选择刀尖圆半径r根据a,f, 利用诺模图，得连续切削r=0.81.5.7选择刀片切屑槽型式和尺寸根据条件，选择Y型断屑槽。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便可确定。确定刀片型号：FNUM190608-Y6，尺寸为L=19，d=15.875mm,S=6.35mm,d=6.35mm,m=21.692mm,r=0.8mm刀片参数： 刀尖角=82，刃倾角=0°，法后角=0°，法前角=20°，断屑槽宽W=6mm1.6确定刀垫型号和尺寸硬质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构的需要及刀片型号和尺寸：适合于杠杆式夹固结构的需要，并于刀片型号FNUM190608-Y6相对应的硬质合金刀垫的型号为：F15B,其具体尺寸为：d=11.70mm,S=3.18mm,m=16.228mm，d=6.6mm, r=0.8mm,D=8mm C=1.5mm1.7计算可转位车刀、刀片和刀槽几何角度之间的关系1.7.1刀杆主偏角K=K=95°1.7.2刀槽刃倾角 =-5°1.7.3刀槽前角 刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角的计算公式为：tan=将=15°，=20°，=-5°代入式得： tan=-0.089° 则=-5.086°取=-5°1.7.4验算车刀后角车刀后角的验算公式为 tan=当=0°时，将=-5°，=-5°代入则 tan=0.095则 =5.427与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角=故=5.427°，取=6°1.7.5刀杆副偏角K Krg=Kr而 K=180°-K-又=，K=KK=180°-K-=180°-K-车刀刀尖角的计算公式为 cot=cot 将=82°，=-5°，=-5°代入得 =82.43°故 K= K=180°95°82.43° =2.57°取 K=2.57°1.7.6检验车刀副后角车刀副后角的验算公式为 tan= 当=0°时，则式为 tan=-tancos而 tan=-tancos+tansin tan=tansin+tancos将=-5°，=-5°，=82.43°代入得： tan=-tan（-5°）cos82.43°+tan（-5°）sin82.43°=-0.075则 =-4.30° tan=tan（-5°）sin82.43°+tan（-5°）cos82.43° =-0.098则 =-5.61° 再将=-4.97°，=-5.03°代入式得: tan=-tan(-4.97)°cos(-5.03)°=0.086则 =4.92°可以满足切削要求而刀杆副后角=故=4.92°，取=5°综合上述计算结果，可以归纳为：车刀的几何角度为:=15°，=5.43°，K =95°，K=2.57°，=-5°，=4.92°刀杆与刀槽的几何角度为；=-5°，=6°，K=95°，K=2.57°，=-5°，=5°1.8选择刀杆的材料和尺寸（1）选择刀杆材料选用45钢为刀杆材料，热处理硬度为HRC40-50，发黑。（2）选择刀杆尺寸1)选择刀杆截面尺寸因为加工使用CA6140车床加工，其中心高为210mm,并考虑到位提高刀杆，选取刀杆的截面尺寸BH=2025mm由于切削深度=3，进给量f=0.5mm/r，可以不必校验刀杆强度。2）选择刀杆长度尺寸选取刀杆长度为140mm。第2部分 拉刀设计已知：被加工孔直径D，拉前孔直径D0，拉削长度L，工件材料，机床型号（L6110），拉削粗糙度Ra(1.6)序号DD0L工件材料833+0.021032+0.1604040Cr2.1 刀具材料选取 由于刀具材料为40，且拉刀结构复杂，价格昂贵，因此要求采用耐磨的刀具材料，以尽可能提高刀具耐用度，所以采用YW2。2.2选择拉削方式因综合式拉刀可缩短拉刀长度，并可保证被拉孔获得较小的表面粗糙度，因而采用综合式拉刀。2.3选择拉刀几何参数查手册取拉刀前角为12°。精切齿与校准齿前刀面采用倒棱，b=1mm；粗切齿后角3°，倒棱宽b=0.2mm；精切齿：后角2°，b=0.3mm；校准齿：后角1°，b=0.5mm。2.4确定校准齿直径（以角标x表示校准齿参数）d=d+式中表示收缩量，=0.011mm，d=33.021+0.011=33.032mm2.5确定拉削余量 由题目给定可知最小孔径为32mm，所以拉削余量A=33.021-32=1.021mm。2.6选取齿升量查手册取粗切齿齿升量为=0.03mm。2.7设计容屑槽1） 设计齿距查手册粗切齿与过渡齿p=（1.31.6）8mm。取精切齿与校准齿（用j表示精切齿参数）p=p=（0.60.8）p5mm2） 选取拉刀容屑槽形状及尺寸用直线齿背，查表用基本槽形，粗切齿与过渡齿取h=2.5mm，g=3mm，r=1.3mm，R=5mm精切齿与校准齿取h=2mm,g=1.5mm,r=1mm,R=3.5mm3） 校准齿容屑条件 h根据齿升量查表取容屑系数K=2.7，工件长度=40mm，齿升量=0.03mm，则=2.49mm而容屑槽h=2.5mm2.49mm，校验合格。4） 校验同时工作齿数查手册得 满足3<z<8的校验条件。2.8确定分屑槽参数综合式拉刀粗切齿与过渡齿用弧形分屑槽，精切齿用三角形分屑槽。根据手册：当拉刀最小直径=32mm时，弧形分屑槽数n=10，槽宽a=4.5mm当拉刀直径=33mm时，三角形分屑槽数可取为：n=15槽宽b=1mm，槽深h'=0.5mm。前后齿分屑槽应交错排列，校准齿及最后一个精切齿不做分屑槽。2.9选择拉刀前柄部形状和尺寸选用型-A式无周向定位面圆柱形前柄，2.10校验拉刀强度与拉床载荷因为综合式拉刀粗切齿的切削厚度为齿升量的1倍，因此确定F=251N/mm.所以F=129KN已知该断面直径为21mm则断面面积为A=346mm²则拉应力GPa满足拉力强度校验合格。2.11确定拉刀齿数及每齿直径取过渡齿与精切齿齿升量为0.026,0.022,0.018,0.014,0.010,0.006,0.002mm后四个齿齿升量已经小于粗切齿齿升量的一半，可成精切齿，而前面的三个刀齿称过渡齿，过渡齿与精切齿切除的余量，则粗切齿齿数可按下式计算（考虑到第一个粗切齿齿升量一般为零）粗切齿、过渡齿、精切齿共切余量为0.976mm，故决定增加一个精切齿，并将各个精切齿齿升量稍作调整。校准齿齿数根据加工精度查手册取.最后确定各齿直径2.12设计拉刀其他部分前导部： 后导部： 前柄端面至第一齿长度： =110+15+60+30+40 =255mm颈部直径过渡锥长度取20mm。拉刀直径不大，不设后柄部。2.13计算和校验拉刀总长拉刀粗切齿与过渡齿的长度精切齿与校准齿的长度后导部长度拉刀总长为允许拉刀总行为832mm，所以拉刀长度检验合格。后记本课程设计题目选择了以上两种较为典型的刀具，目的在于培养我们的机械设计能力、机械绘图能力、车刀设计能力等。在做课设的过程中，锻炼了我的动手实践能力，使我在做课程设计的过程中进一步巩固所学习的刀具理论知识、贴近实践生产。并在这个过程强化自己解决问题的能力。参考文献1. 刀具课程设计指导书作者：刘明华 哈尔滨工业大学出版社2. 金属切削原理与刀具作者：陆剑中 机械工业出版社3. 金属切削刀具设计手册作者：袁哲俊 机械工业出版社