拉垫式可转位车刀.docx
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拉垫式可转位车刀
实践教学环节
设计名称
金属切削与机床
课程代码
060468
机电工程学院
机械设计制造及其自动化专业
课程设计说明书
题目:
拉垫式可转位车刀
学生、学号:
专业班级：
指导教师：
完成日期：
机电工程学院
第1章设计任务1
第2章设计步骤2
2.1选择刀片夹固结构2
2.2选择刀片材料2
2.3选择车道合理角度2
2.4选择切削用量2
2.5选择刀片型号和尺寸3
2.6选择硬质合金刀垫型号和尺寸4
2.7计算刀槽角度5
2.8计算铣制刀槽时需要的角度7
2.9选择刀杆材料和尺寸8
10
第1章设计任务
1.设计目的：
-»・・■・・・■■・・■■■■STB■■・・・■・・・■■■0T・■■■■・■・・・■・・■■■・0!
■■■IT—■■・■・・・■・・■■■■S-B■■»・・・■・・■VB■■・■・！
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金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及机床”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学容，锻炼和培养学生综合运用所学知识和理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。
通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到：
（1）能够针对工艺条件，设计满足特定需求的金属切削刀具，并能够在设计环节中综
合考虑技术、经济、安全等相互制约条件；
（2）能够针对工程问题，利用计算机辅助功能，建立刀具结构的三维实体模型，加快产品开发设计的速度和准确性；
（3）设计中，强化遵循国家标准的意识，学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能
标注出必要的技术条件。
2.设计容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
根据指定的工艺条件，完成成形车刀的设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的设计说明书。
刀具工作图应包括制造及检验该刀具所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技术条件等；说明书应包括设计时所涉及的主要问题以及设计计算的全部过程；设计说明书中的计算必须准确无误，所使用的尺寸、数据和计量单位，均应符合有关标准和法定计量单位；使用A4纸打印，语言简练，文句通顺。
3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、三维实
体模型〕：
1、设计说明书一份；
2、硬质合金可转位车刀结构图（A3）;
3、可转位车刀刀杆零件图（A3）;
4、硬质合金可转位车刀三维结构图；
第2章设计步骤
设计题目：
拉垫式可转位车刀
工件材料：
40Cr
机床：
C620
推荐数据：
vc100~180m/min,ap1~5mm,f0.2~1mm/r
c
2.1选择刀片夹固结构
拉垫式刀片夹固结构
2.2选择刀片材料
根据《金属切削原理与机床》P29确定材料为YT15
2.3选择车道合理角度
根据《金属切削刀具课程设计指导书》确定
1）前角。
15
2）后角°5
3）主偏角kr75
3）刃倾角s5
2.4选择切削用量
根据《金属切削刀具课程设计指导书》确定
切削速度vc110m/min
背吃刀量ap4mm
进给量f0.6mm/r
2.5选择刀片型号和尺寸
1）选择刀片有无中心固定孔
拉垫式车刀，选择有中心固定孔。
2）选择刀片形状
选用正方形刀片（V型断屑槽刀片）
3）选择刀片精度等级
U级精度的刀片。
4）选择刀片切圆直径d（或刀片边长L）
刀刃的实际参加工作长度为
则选用的刀片的长度应为
L1.5Lse1.54.16396.246mm
因为刀片式正方形的，所以d=L>6.246mm
5）选择刀片的厚度s
根据已经选定的ap4mm，f0.6mm/r，利用选择刀片厚度的诺谟图，求得刀片的
厚度s4.8mm
6）选择刀尖圆角半径r
根据已经选定的ap4mm,f0.6mm/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r1.2mm
7）选择刀片断屑槽形式和尺寸
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：
SNUM150612-A4
其具体尺寸为：
刃口长度Ld15.875mm;刀片厚度s6.35mm；中心孔直径di6.35mm；m2.79mm;刀尖圆角半径r1.2mm;
刀片刀尖角b90；刀片刃倾角sb0；法后角nb0；断屑槽宽n4mm;取法前
角nb20
2.6选择硬质合金刀垫型号和尺寸
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d17.6mm，材料可以选择为YG8
N
2.7计算刀槽角度
1）刀槽主偏角krgkrgkr75
2）刀槽刃倾角sgsgs5
3）刀槽前角og可转为车刀刃倾角较小
所以，og可以用下述的近似公式计算：
ogo5
4）验算车刀后角o
将s5，og5代入上式（1—3）,
得到tgotg（5）cos（5）cos（5）0.0868
则o4.9608（458'39〃）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ogo,krg4.9608，取og5。
5）刀槽副偏角
krgkr180krk而rgrKg匕式中，r为刀尖角
车刀刀尖角的计算公式ctgr[ctgb1（tgogcoss）2tgogsins]coss（1-4）
当b90时，公式成为ctgrtgogsinsCoss（1—5）
将s5,og5代入式（1—5），得到：
ctgrtg（5）sin（5）cos（6）0.0868
r89.56（893336）
故krgkr1807589.5615.44（152624）
取krg15.4
6）验算车刀后角
车刀后角o的验算公式为
tgo
（tgnbtgogCOSs）COSs
1tgnbtgogCOSs
（1—6）
当nb0时,
tgotgogcos2s
tgog
tgogCosrgtgsgsinrg
tgsgtgogsinrgtgsgCOSrg
将ssg5,og5rrg89.56带入式
tgogtg（5）Cos89.56tg（5）sin89.56
（1—7）
（1—8）
（1—9）
（1—7）和式（1—8）得
0.0868
所以og4.961（45739）
tgsgtg（5）sin89.56tg（5）sin89.560.088
所以sg5.029（5144）
再将og4.961,sg5.029代入式（1—9）
得tgotg（4.961）cos2（5.029）0.0861
所以o4.921（45515）
可以满足切削要求
而刀槽副后角ogo,故og4.921,取og5.
综合上述结果，可以归纳出车刀的几何角度：
15
o4.9608
kr75kr15.44
刀槽得几何角度
og
og
krg75krg15.4
sg
5o4.921
5
2.8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gg及其方位角gg,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gg及其方位角gg
刀槽的最大副前角gg的计算公式为：
tggg\tg2ogtg2sg（〔_
将og5,s5,sg5代入上式得到
tggg.tg2（—5厂tg2（5）0.124
所以最大副前角gg7.069（748）
刀槽的最大副前角gg所在剖面的其方位角gg的计算公式为
（1—11）
tgggtgog/tgsg
得tgggtg（5）/tg（5）1
2）计算刀槽切深剖面前角pg和进给剖面前面前角fg,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pg和进给剖面前面前角fg
刀槽切深剖面前角pg的计算公式为：
tgpgtgogcosrgtgsgSinrg
刀槽进给剖面前面前角fg的计算公式为:
tgfg
tgogsinrg
tg
sgcosrg
（1
—13）
将og
5
kr75
sg
5代入式
（1—12）
和式（1—13）
tgpg
tg（
5）cos（75）
tg（
5）sin（75）
0.107
tgfg
tg（
5）sin（75）
tg（
5）cos（75）
0.062
所以
pg
6.107（6625）
fg
3.548（33252）
2.9选择刀杆材料和尺寸
（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HB2525mm2.由于切削深度ap4mm，
进给量f=0.6mm/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
Ld15.875mms6.35mmd!
6.35mmm2.79mmr1.2mm;
刀片刀尖角b90；刀片刃倾角sb0；法后角nb0；断屑槽宽n4mm;取
法前角rnb20。
（2）连接件的选择与尺寸设计
1）销轴的选择
根据刀片的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/T119.15M6X10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）锥端螺钉的选择
根据要求可以选择标准件GB/T73-1985MKX1.5的锥端螺钉。
深度5mm螺纹深
度4mm
参考文献
[1]胡黄卿主编•金属切削原理与机床•：
化学工业.2012
[2]王娜君主编.金属切削刀具课程设计指导书.:
工业大学.2000
[3]日曜主编.金属切削原理.第二版.:
机械工业.2005
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