金属切削刀具课程设计说明书.doc

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1、 硬质合金可转位外圆车刀设计说明书机械设计制造及其自动化 原始条件 加工一批尺寸如图所示的零件，工件材料为45号钢, D=78mm，d=56mm，L=300mm，l=120,B=1.6。需分粗车、半精车两道工序完成其外圆车削，单边总余量为4，使用机床为CA6140普通车床。 试设计一把硬质合金可转位外圆车刀。 设计步骤 选择刀片夹固结构。考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，参照表典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。 选择刀片材料。由原始条件给定：被加工工件材料为45号钢（正火），连续切削，完成粗车、半精车两道工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料(硬质合

2、金牌号)为YT15。 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：前角；后角；主偏角；刃倾角。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。 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。粗车时：背吃刀量，进给量，切削速度如下得出： 根据标准可得 精车时：背吃刀量，进给量，切削速度如下得出： 则，则选用，则实际速度。 选择刀片型号和尺寸： 选择刀片有无中心固定孔。由于刀片夹固结构已选定为偏心式，因此应选有中心固定的空的刀片。 选择刀片形状。按选定的主偏角参照刀片形状的选择原则，选择正方形刀片。 选择刀

3、片精度等级。参照刀片精度等级的选择原则（车削用硬质合金可转位刀片的精度等级选用，一般情况下选用U级，有特殊要求时才选用M级和G级），选用U级。 选择刀片内切圆直径(或刀片边长)。根据已确定的 、和，将、和代入式，可求出刀刃的实际参加工作长度为 则所选用的刀片边长L应为 因为是正方形刀片，所以 则 选择刀片厚度。根据已选定的、，及通过选择刀片厚度的诺模图，求得刀片厚度。 选择刀尖圆弧半径 。根据已选定的,，利用选择刀片厚度的诺模图，求得连续切削时的。 选择刀片断屑槽型式和尺寸，参照刀片断屑槽型式和尺寸的选择原则后，根据已知的原始条件，选用A型断屑槽，断屑槽的尺寸型号和尺寸后，便可确定。 综合以上

4、七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是：SNUM150612R-A4。其具体尺寸为；刀片刀尖角；刀片刃倾角；断削槽宽；取前法角 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，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。选择与刀片形状相同的刀垫，正四方形，中心有圆孔。其尺寸为长度；厚度；中心孔直径；材料为YG8。 计算刀槽角度。可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系，如图所示。刀槽角度计算步骤是： 刀杆主偏角 刀槽刃倾角 刀槽前角将、代入，得 则，取 验算车刀后角。车刀后角的验算公式为当时，则将、代入，得 则 与所选角度值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角，故。 刀槽副偏

5、角因为 ， 所以 当时 则 故 取 验算车刀副后角 当时 将，代入式中 则 则 再将，代入下式 则，可以满足切削要求。刀槽副后角，故，取综合上述计算结果，可以归纳出：车刀的几何角度，刀槽的几何角度，(8) 计算铣制刀槽时需要的角度。计算刀槽的最大负前角及其方位角。将，代入则则计算刀槽切深平面剖面前角和进给剖面前角。 将、， 代入式 与式 ，可得 所以 （9）选择刀杆材料和尺寸。选择刀杆材料。选用45号钢为刀杆材料，热处理硬度为HRC3845，发黑处理。选择刀杆尺寸i. 选择刀杆截面尺寸。因加工使用CA6140普通车床，其中心高为220mm。根据国标，并考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆截面尺寸。由

6、于切削深度=7mm,进给量f=0.6mm/r,可以不必校验刀杆强度。ii. 选择刀杆长度尺寸。选择刀杆长度尺寸时，应保证刀杆装在刀架上，至少有两个螺钉能紧固住刀杆。 刀杆长度尺寸已标准化，可转位车刀常用的有125、150、160、200、250mm等，刀杆长度尺寸应在上述尺寸中选用。故选取的刀杆长度为。(10)选择偏心销及其相关尺寸。选择偏心销材料。偏心销材料选用40Cr,热处理硬度为HRC4045，发黑。选择偏心销直径量。偏心直径可用式 求出前面已经选定,取括号内最大数值,则 偏心量e可用式 计算求出，即 为计算方便，取，则式成为，取。为使刀片夹固可靠，选用自锁性能较好的螺钉偏心销，并取螺钉偏心销转轴直径为M6.计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上的位置。根据前边已选的各尺寸 ， ，取，代入则（11）绘制车刀工作图和零件图。 偏心式90硬质合金可转位外圆车刀，见图。 偏心式90硬质合金可转位外圆车刀刀杆，见图。