哈工大机械制造技术基础可转位车刀设计.docx

哈工大机械制造技术基础可转位车刀设计.docx

《哈工大机械制造技术基础可转位车刀设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大机械制造技术基础可转位车刀设计.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

HarbinInstituteofTechnology

课程大作业说明书

课程名称：

设计题目：

院系：

班级：

设计者：

学号：

指导教师：

设计时间：

哈尔滨工业大学

目 录

设计题目………………………………………………………………………………3

可转位端面车刀设计…………………………………………………………………3

一、选择刀片夹固结……………………………………………………………3

二、选择刀片结构材料…………………………………………………………3

三、选择车刀合理角度…………………………………………………………3

四、选择切屑用量………………………………………………………………4

五、刀片型号和尺寸……………………………………………………………4

六、选择硬质合金刀垫型号和尺寸……………………………………………5

七、计算刀槽角度………………………………………………………………5

八、计算铣制刀槽时所需的角度………………………………………………7

九、选择刀杆材料和尺寸………………………………………………………8

十、上压式结构…………………………………………………………………8

十一、绘制车刀结构简图………………………………………………………9

参考文献……………………………………………………………………………10

设计题目

设计车小端端面的可转位车刀

可转位端面车刀设计

一、选择刀片夹固结

工件的直径D为160mm，工件长度L=200mm。

因此可以在普通机床CA6140上加工。

表面粗糙度要求3.2μm，为精加工，但由于可转为车刀刃倾角通常取负值，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，按题设要求，采用上压式的夹紧方式。

二、选择刀片结构材料

加工工件材料为HT200，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，因此刀片材料可以采用YG系列，YG8用于粗加工脆性材料，YG6用于半精加工脆性材料，本题要求达到半精加工，因此材料选择YG6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：

根据参考文献[1]表3.16，工件材料为HT200，半精车，因此前角可选，

后角：

根据参考文献[1]表3.17，工件材料为HT200，半精车，因此后角可选，

主偏角：

，工艺系统刚度良好，故采用正方形刀片，主偏角，

负偏角：

工艺系统刚度良好，为减小已加工表面的粗糙值，取负偏角，

刃倾角：

为了获得大于0的后角及大于0的副刃后角，取刃倾角，

后角的实际数值及副刃后角和副偏角在计算刀槽角度时经校验确定。

四、选择切屑用量

根据参考文献[1]表3.21，粗车时，背吃刀量，进给量，可以由公式

求得速度。

式中各数据由参考文献[1]表3.23：

，，，。

由于可转为车刀更换较为方便，因此在设计时将寿命设为，由此估计切削速度选为。

根据参考文献[1]表3.22，半精车时，背吃刀量，进给量，刀尖圆弧半径。

采用相同方法，估算切削速度为。

五、刀片型号和尺寸

1、选择刀片有无中心孔

由于刀片加固结构已选定为上压式，因此应选用无中心固定孔的刀片。

2、选择刀片的形状

按选定主偏角，参照参考文献[2]2.4.4.2节刀片形状的选择原则，选择正方形刀片。

3、选择刀片的精度等级

参照参考文献[2]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。

4、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，主偏角，刃倾角，将，，代入下式可得刀刃的实际参加工作长

令刀片的刃口长度（即便长），保证切削工作顺利进行。

5、选择刀片厚度

根据已选择的背吃刀量，进给量及参考文献[2]选择刀片厚度的诺莫图图2.3，求得刀片厚度。

6、选择刀尖圆弧半径

根据已选择的背吃刀量，进给量及参考文献[2]选择刀尖圆角半径的诺莫图2.4，求得连续切削时。

7、选择刀片断屑槽型式和尺寸

参照参考文献[2]2.4.4.4节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则，由于工件时铸铁，工件塑性较差，很难形成较长的切屑，因而在设计时不需要在刀片上设计断屑槽。

8、选择端面车刀型号

综上7个方面的选择结果，根据参考文献[2]表2.10确定选用的刀片型号为SPUN150412。

具体参数为：

，，，，刀片刀尖角，刀片刃倾角法前角，法后角。

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，本题中选择与刀片形状相同的刀垫：

正方形，中心有圆孔。

尺寸为：

长度，厚度，中心孔直径，材料为YG6硬质合金。

七、计算刀槽角度

可转为车刀几何角度，刀片几何角度，刀槽几何角度之间的关系：

刀槽角度的计算：

1、刀杆主偏角

2、刀槽刃倾角

3、刀槽前角

将，，代入下式

可以求得，

4、验算车刀后角

车刀后角的验算公式为：

将，，代入上式，

可以求得，

，

则，与所选角度相近，可以满足切削要求。

而刀杆后角

5、刀槽副偏角

，

可以得到，

车刀刀尖角的计算公式为

当时，上式变为

将，代入上式得

故

取

6、验算车刀副后角

车刀副后角的验算公式为：

当时

将，，代入上式

可以得到，

，

再将代入

可以得到，

满足切削要求。

取刀槽副后角，

综上，可以归纳出：

车刀的几何角度：

，，，，，

刀槽的几何角度：

，，，，，

八、计算铣制刀槽时所需的角度

1、计算刀槽最大副前角及其方位角

将，代入下式

可以得到，

将，代入下式

可以得到，

2、计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角

将，，代入下式

可以得到，

，

九、选择刀杆材料和尺寸

1、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。

2、选择刀杆尺寸：

⑴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：

20×25（mm）由于切削深度及进给量太小，故强度足够，不必校核。

⑵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，选取刀杆长度为150mm。

十、设计上压式结构

沉头螺钉选择：

由刀垫孔直径为5.4mm，定做开槽盘头螺钉，以适应刀垫要求，长度初定为15mm。

压紧螺钉选择：

选择M6的圆头螺钉紧固，长度初选为25mm。

压板：

另行设计加工。

十一、绘制车刀结构简图

参考文献

[1]《械制造技术基础》李旦，韩荣第等主编.—2版.—哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社，2011.1

[2]《机械制造技术基础课程补充资料》

[3]《金属切削刀具课程设计指导书》/王娜君主编

[4]《金属切削刀具设计简明手册》/刘明华主编.—北京：

机械工业出版社

10