可转位车刀课程设计说明书

前言当前刀具结构的变革正朝着可转位、多功能、专用复合刀具和模块式工具系统的方向发展，各种精密、高效、优质的可转位刀具已应用于车削,近十年来我国工具工业有了长足进步，切削技术迅速提高，据专家分析，我国切削加工及刀具技术的水平与工业发达国家相比大致要落后15～20年。

近年来国内轿车工业引进了几条具有国际20世纪90年代水平的生产线，但所用工具的国内供给率只能达到20%的低水平。

为改变这种状况，我国工具行业需要加速进口刀具国产化的步伐，必须更新经营理念，从主要向用户“卖刀具”转到为用户“提供成套切削技术，解决具体加工问题”的经营方向上来。

要根据自身产品的专业优势，精通相应的切削工艺，不断创新开发新产品。

用户行业则应增大刀具费用的投入，充分利用刀具在提高效率、降低成本，实现最大程度的资源(如切削数据库)共享。

有关部门将产、学、研各部门的科研力量组织起来，集中优势，一方面积极引进国外先进刀具制造技术，提高刀具产品水平，加快刀具产品(尤其是数控刀具产品)的国产化步伐；另一方面应结合生产实际，系统地推广使用各种先进刀具和先进切削技术。

我们相信，通过正确的政策引导和企业的有序竞争，完全有可能使我国的切削加工与刀具技术赶上国外先进水平，并做到有所发展与创新铣削、钻削等领域，成为刀具结构发展的主流。

目录1 可转位车刀设计 (2)（1）选择刀片夹固结构 (2)（2）选择刀片材料（硬质合金牌号） (2)（3）选择车刀合理角度 (2)（4）选择切削用量 (2)（5）选择刀片型号和尺寸 (2)（6）确定刀垫型号和尺寸 (3)（7）刀槽角度计算步骤 (4)（8）选择刀杆材料和尺寸 (7)（9）选择偏心角及其相关尺寸 (7)2．图孔拉刀设计举例 (9)（1）选择拉刀材料 (9)（2）选择拉削方式 (9)（3）选择拉刀几何参数 (9)（4）确定校准齿直径（以角标x表示校准齿的参数） (9)（5）确定拉削余量 (9)（6）选取齿升量 (9)（7）设计容屑槽 (9)（8）确定分屑槽参数 (10)（9）选择拉刀前柄部形状和尺寸 (11)（10）校验拉刀强度与拉床载荷 (11)（11）确定拉刀齿数及每齿直径 (11)（12）设计拉刀其他部分 (12)（13）计算和校验拉刀总长 (12)1 可转位车刀设计设计题目已知：工件材料45钢（正火），使用机床CA6140，加工后dm=90，Ra3.2,需粗、半精车完成，加工余量自定，设计装C刀片900偏头外圆车刀1 ．选择刀片夹固结构考虑到加工是在C6140 普通车床上进行，属于连续切削，参照表1 一1 典型刀片夹固结构简图和特点，采用杠杆式刀片夹固结构。

2 .选择刀片材料（硬质合金牌号）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 。

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．( l )前角=140,( 2 )后角a=60 ,( 3 )主偏角κr =900，（ 4 ）刃倾角λs =-6 0,后角a 。

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。

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，粗车时：切削深度ap = 3mm ，进给量f=0 . 6m m／r ，切削速度v= 120m／min5.选择刀片型号和尺寸1.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夹固结构已选定为杠杆式，因此应选用有中心固定孔的刀片。

( 2 )选择刀片形状按选定的主偏角= 900，选用三角形刀片。

( 3 )选择刀片精度等级选用U 级．( 4 )选择刀片内切圆直径d （或刀片边长L ）根据已选定的ap 、κr 、λs ，可求出刀刃的买际参加工作长度L se ．为：L se =s r pk a λcos sin =)6cos(90sin 3o o - 2-1 = 3.017 mmL>1.5Lse=4.5255 mm因为是三角形 ，L=d>4.5255(5) 选择刀片厚度S根据ap,f ，利用诺模图，得S ≥4.8(6) 选择刀尖圆弧半径r ε：根据ap,f ，利用诺模图，得连续切削r ε=4.8(7) 选择刀片断屑槽型式和尺寸根据条件，选择V 型。

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：TNUM160408-V3，尺寸为L= 16.5, d=9.525,S=4.75,d1=3.81, m=13.494,r ε=0.8刀片参数：刀尖角εb =1200，刃倾角λsn=00，法后角αsn =00，法前角γsn =200断屑槽宽W n =36.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的型号和尺寸：适合于杠杆式夹固结构的需要，并与刀片型号为TNUM160408-V3 相对应的硬质合金刀垫的型号为：T16A （见表2-11 ） ，其具体尺寸为．d= 8.53, S=3.18,m=12.395,d1=4.6,L=14.77, r ε=0.4,D=5.6,D1=6.6,(S1)=0.97 ．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,刀槽角度计算步骤是：( 1 )刀杆主偏角1.7.1刀杆主偏角K rg =K r =90°1.7.2刀槽刃倾角sg λsg λ=λs =-6 01.7.3刀槽前角og γ 刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角og γ的计算公式为：tan og γ= s nb o snbo λγγλγγcos tan tan 1cos tan tan +-将o γ=14°，nb γ=20°，s λ=-6°代入式子得： tan og γ=[])6cos()6cos(20tan 14tan 120tan )6cos(14tan o o o o oo o --+--=-0.107 则og γ=-6.107取og γ=-6°1.7.4验算车刀后角0α车刀后角0α的验算公式为tan 0α=s og nb ss og nb λγαλλγαcos tan tan 1cos )cos tan (tan +-当nb α=0°时，则tan 0α=-tan og γcos 2s λ 将og γ=-6°，s λ=-6°代入得: tan 0α=-tan （-6o ）cos 2（-6o）=0.014则 0α=5.937o与所选后角值相近，可以满足切削要求。

而刀杆后角og α=0α 故αog =5.937°，取og α=6°1.7.5刀杆副偏角K rg ′∵ K ′rg=K ′r而 K r ′=180°-K r -r ε又∵rg ε=r ε，K rg =K r∴K rg ′=180°-K rg -rg ε=180°-K r -r ε车刀刀尖角r ε的计算公式为cot r ε=[cot rb εs s og s og λλγλγcos ]sin tan )cos (tan 12-+当rb ε=120°时，则为cot r ε=-tan og γsin s λcos s λ将og γ=-6°，s λ=-6°代入得 cot r ε=-tan （-6°）sin （-6°）cos （-6°）=0.011则 r ε=90.63°故 K rg ′= K r ′=180°-90°-90.63°=-0.63°取 K rg ′=-1°1.7.6检验车刀副后角o α′车刀副后角o α′的验算公式为tan o α′='''''cos tan tan 1cos )cos tan (tan rg o nb rgrg og nb λγαλλγα+-当nb α=0°时，则式为tan α'o =-tan γog cos '2rg λ而 tan γog ′=-tan og γcos rg ε+tan rg λsin rg εtan γog ′=tan og γsin rg ε+tan rg λcos rg ε将og γ=-6°，rg λ=r λ=-6°，rg ε=r ε=90.63°代入式得: tan γ'og =-tan （-6°）cos90.63°+tan （-6°）sin90.63°=-0.106 则 γ'og =-6.05° tan 'og λ=tan （-6°）sin90.63°+tan （-6°）cos90.63°=0.104则 λ'rg =-5.94°再将γ'og =-6.05°，'og λ=-5.94°代入式得: tan 'o α=-tan （-6.05°）cos 2（-5.94°）=0.1095则 'o α=5.99°可以满足切削要求而刀杆副后角'og α='o α 故'og α=5.99°，取'og α=6°综合上述计算结果，可以归纳为：车刀的几何角度为:o γ=14°，o α=5.94°，K r =90°，K 'r =-0.63°，λs =-6°，'o α=5.99° 刀杆与刀槽的几何角度为；og γ=-6°，og α=6°，K rg =90°，K 'rg =-1°，rg λ=-6°，'ogα=6° 8.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HRC38-45 ，发黑。

( 2 ) 选择刀杆尺寸l ）选择刀杆截面尺寸因加工使用C6140 普通车床，其中心高为260om ，并考虑到为提高刀杆，选取刀杆截面尺寸BxH =20 x25mm由于切削深度ap=3，进给量f=O . 6mm / 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150mm .9.选择偏心角及其相关尺寸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。