金属切削刀具课程设计模板

机械设计制造及其自动化专业课程设计说明书题目：学生姓名、学号：专业班级：指导教师：完成日期：2016年1月目录第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选择车刀合理角度 (2)2.4选择切削用量 (3)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 (4)2.8计算铣制刀槽时需要的角度 (6)2.9选择刀杆材料和尺寸 (7)第1章设计任务第2章 设计步骤设计题目：（根据分组情况，将本组的题目补充在这里） 材料：40Cr热处理方式：调质 屈服强度：750Mpa 材料HB ：241~286 外圆直径：35mm工件长度：200mm 表面粗糙度Ra ：1.6 2.1选择刀片夹固结构工件的直径D 为 35mm,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 1.6μm,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.参照表2.1典型刀片结构简图和特点,采用偏心式刀片加固结构较为合适 2.2选择刀片材料加工工件材料为45Cr,,连续切屑,且加工工序为粗车,半精车，精车三道工序.由于加工材料为钢料,因此刀片材料可以采用YT 系列，YT15具有高的耐磨性，和高的硬度，一般用于刀具材料。

适合于半精车、精车。

2.3选择车刀合理角度根据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,选取如下四个主要角度：γ=15° α=6° r k =75° s λ=-5° 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.2.4选择切削用量粗车：p a =2mmf=0.5mm/rν=80mm/min半精车：p a =1mmf=0.3mm/rν=100mm/min精车：p a =0.5mmf=0.2mm/rν=110mm/min2.5选择刀片型号和尺寸① 选择刀片有无中心固定孔.由于刀片加固结构已选定为偏心式,因此应选用有中心固定孔的刀片.② 选择刀片形状.选定主偏角Kr =75°,参照本章2.4.4.2节刀片形状的选择原则,选用正方形刀片.③ 选择刀片精度等级.参照本章2.4.4.3节刀片精度等级的选择原则,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p a =2mm, 主偏角r k =75 ,刃倾角s λ=-5 ,将p a ,r k ,s λ代入可得刀刃的实际参加工作公式可得刀刃的实际参加工作长Lse 为2.078mm L>1.5Lse=1.5⨯2.078=3.118mm⑤ 选择刀片厚度s.根据图2.3 S ≥3.2mm.⑥ 选择刀尖圆弧半径εr .根据已选择的p a =2mm, f=0.5mm/r 及图1.2,求得连续切削时εr =0.8mm⑦选择刀片断屑槽型式和尺寸.参照本章2.4.4.4节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则,根据已知的已知条件,选择K型断屑槽.综上7方面的选择结果,确定选用的刀片型号是SNUM120408—K3尺寸：L=D=12.70mm S=4.76mm d=5.16mm m=2.301mm=0.8mm刀片刀尖角=90;刀片刃倾角=0;断屑槽宽W=4mm;法前角=20法后角=0图1-1 选择刀片厚度的诺模图图1-2 选择刀尖叫半径的诺模图2.6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,选择与刀片形状相同的刀垫,正方形,中间有圆孔.根据表2.18选择型号为S12B型刀垫.尺寸为:长度L=11.70mm,厚度s=3.18mm中心孔直径d=6.6mm.材料为高速钢YG812.7计算刀槽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rg k rg k =γκ=75°② 刀槽刃倾角sg λsg λ=s λ=-5°③ 刀槽前角og r0γ=-5°, bn γ=20°, s λ=-5°0a -=og γ ④ 验算车刀后角a 0.车刀后角a 0的验算公式为:当nb a =0时,则上式成为:tan a 0=-s og λγ2cos tan将og γ=-5°, s λ=-5°代入得a 0=4.962°与所选角度值接近，可以满足切削要求。

而刀杆后角a og ≈a 0=5°⑤ 刀槽副偏角k 'rg =k 'r =180-γκ-r ε k rg =γκ,rg ε=r ε因此k 'rg =180-γκ-r ε车刀刀尖角r ε的计算公式为cos r ε=[cos rb εs og s og λγλλsin tan )(tan 12-+cos s λ当rb ε=90°时,上式变为cos r ε= -s og λγsin tan cos s λ 将og γ=-5°，s λ=-5°代入上式得r ε=90.44° 故k 'rg ≈k 'r =180-75-90.44=14.56° 取k 'rg =14.56° ⑥ 验算车刀副后角a '0车刀副后角的验算公式为:当a nb =0°时, tan a '0= -'2'cos tan sg og λγ而tan 'og γ=-，og tan γcos rg ε+tan 'sg λsin rg εtan 'og λ=，og tan γsin rg ε+tan 'sg λcos rg ε将os λ=-5°, sg λ=s λ=-5°,rg ε=r ε=90.44°代入上式tan 'og γ=tan(-5°) cos 90.44°+tan (-5°)sin90.44°＝-0.0882'og γ=-5.038°tan 'og λ=)°5tan(-sin90.44°+tan (-5°) cos 90.44°=-0.0868'og λ=--4.962°再将'og γ=-5.038°， 'og λ=-4.962°代入得tan a '0= -)°962.4(cos )°038.5tan(2-- =0.0875 a '0=5.00°＝＞ a '0=5°可以满足切削要求 刀槽副后角a 'og ≈a '0,故a 'og =5.00°,取a 'og =5°综上述计算结果,可以归纳出:车刀的几何角度: 0γ=15°, 0a =4.962°, γκ=75°, k 'r =14.56°,s λ=-5°, a '0=5.00° 刀槽的几何角度: og γ=-5° , a og =5°, k rg =75° , k 'rg =14.56°, sg λ=-5°, a 'og =5°2.8计算铣制刀槽时需要的角度① 计算刀槽最大副前角gg γ及其方位角gg τ将og γ=-5° , sg λ=s λ=-5°代入下式得: tan gg γ=-sg og λγ22tan tan + ＝-0.124 gg γ=-7.053°将og γ=-5° , sg λ=s λ=-5°代入下式得:tan gg τ=1gg τ=45°② 计算刀槽切深剖面前角pg γ和进给剖面前角fg γ将og γ=-5°, sg λ=-5°, k rg =75°代入下式tan pg γ=tan og γcos rg k +tan sg λsin rg k ＝-0.107 pg γ=-6.116°tan fg γ=tan og γsin rg k -tan sg λcos rg k ＝-0.0619 fg γ=-3.54°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HRC40-45,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,根据表2.37,选取截面尺寸为BxH=20×25(mm 2)由于切削深度及进给量太小,可以不必校验刀杆强度。

⑵选择刀杆长度尺寸:参照本章2.5.1.3刀杆长度选择原则,选取刀杆长度为150mm. ③选择偏心销及其尺寸（1） 选择偏心销材料:偏心销材料选用40Cr,热处理硬度为HRC40~45,发黑处理. （2）选择偏心销直径εd 和偏心量偏心销直径可用下式: εd =1d -(0.2~0.4mm) 前面已经选定1d =5.16mm 故可取εd =4.76mm偏心量e 可用:e=0.238~0.34mm则e 可取0.24m m为使刀具夹固可靠,可选用自锁性能较好的螺钉偏心销,并取螺钉偏心销转轴半径2d 为M6（3）计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上的位置,根据前面已选好的各尺寸1d =6.35mm, d=12.70mm εd =6mm, e=0.24mm 取β=30°,代入下式m=6.30mmn=6.04mm 参考文献。