可转位车刀课程设计说明书

可转位车刀课程设计说明书课题名称: 可转位车刀设计专业：机械设计制造及其自动化班级：机械120姓名：学号： A******要求工件材料35钢、GPa b /σ0.52、HB143-178、D70±0.1mm 、L250mm 、热处理状态正火处理1.选择刀片夹固结构工件的直径D 为70mm ，工件长度L=250mm 。

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s λ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《机械制造技术基础课程补充资料》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.选择刀片结构材料由原始给定条件：被加工工件材料为35钢，正火处理，按照硬质合金的选择原则，选取刀片材料为YT15。

3.刀具合理几何参数的选择和切削用量的选择3.1刀具合理集合参数的选择根据《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：1．前角0γ：根据《刀具课程设计指导书》图2.5，工件材料为35钢(正火)，半精车，因此前角可选0γ=15°；2．后角0∂：根据《刀具课程设计指导书》图2.5，工件材料为35钢(正火)，半精车，因此后角可选0∂=5°；3．主偏角γκ：主偏角γκ=75°；4．刃倾角s λ：为获得大于0°的后角0∂及大于0°的副刃后角'0∂，刃倾角s λ=-6°；5．后角0∂：后角0∂的实际数值及副刃后角'0∂和副偏角'γκ在计算刀槽角度时经校验确定。

3.2切削用量的选择根据《刀具课程设计指导书》附录II ：粗车时，背吃刀量p a =3mm ，进给量f=0.6mm/r ，切削速度v=110m/min ；半精车时，背吃刀量p a =1mm ，进给量f=0.3mm/r ，切削速度v=130m/min 。

4.可转位车刀刀片型号和基本参数4.1选择刀片有无中心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。

4.2选择刀片形状按选定主偏角γκ=75°，参照《刀具课程设计指导书》2.4.4.2节刀片形状的选择原则，选用正方形刀片。

4.3选择刀片的精度等级参照《刀具课程设计指导书》表2.4节刀片精度等级的选择原则，一般情况下选用U 级。

4.4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 =3mm ，主偏角γκ=75°，刃倾角s λ=-6°，将p a ，γκ，s λ代入下式可得刀刃的实际参加工作长L se 为mm L s se 123.3)6cos(75sin 3cos sin =-=∂=︒︒λκγρ 令刀片的刃口长度(即便长)L=d>1.5se L =4.685mm ，保证切削工作顺利进行。

4.5选择刀片厚度根据已选择的背吃刀量p a =3mm ，进给量f=0.6mm/r 及《刀具课程设计指导书》选择刀片厚度的诺莫图图2.3，求得刀片厚度S ≥4.8mm 。

4.6选择刀尖圆弧半径εr根据已选择的背吃刀量p a =3mm ，进给量f=0.6mm/r 及《刀具课程设计指导书》选择刀尖圆角半径的诺莫图图2.4，求得连续切削时εr =1.2mm 。

4.7选择刀片断屑槽型式和尺寸参照《刀具课程设计指导书》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A 型断屑槽。

综上方面的选择结果，根据《刀具课程设计指导书》表2.7确定选用的刀片型号为SNUM150612。

L=d=15.875mm ；s=6.35mm ；1d =6.35mm ；m=2.79mm ；εr =1.2mm ； 刀片刀尖角b ε=90°；刀片刃倾角sb λ=0°；断屑槽宽n W =4mm ；取法前角bn γ=20°。

5.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《刀具课程设计指导书》表2.18选择型号为S15B 型刀垫。

尺寸为：长度L=14.88mm ，厚度s=4.76mm ，中心孔直径1d =7.6mm ，材料为高速钢YG8。

6.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rg k ：rg k =γκ=75°2、刀槽刃倾角sg λ：sg λ=s λ=-6°3、刀槽前角og γ：将0γ=15°，bn γ=20°，s λ=-6°代入下式，snb sbn og λγγλγγγcos tan tan 1cos /tan tan tan 00+-==-0.089， 则og γ=-5.086°，取og γ=-5°。

4、验算车刀后角0a ： 车刀后角0a 的验算公式：sog nb s og nb a a a λγλγcos tan tan 1)cos tan (tan tan 0+-=，当nb a =0时，则上式成为s og a λγ20cos tan tan =，将og γ=-5°，sλ=-6°代入上式得0a =4.95°。

前面所选后角0a =5°，与验算值有差距，故车刀后角0a 应选0a =5°才能与验算角度接近而刀杆后角og a ≈0a =5°。

5、刀槽副偏角'rg k ：r rg r rg r r r rg k k k k k εεε===-==,,180''，因此r r rg k k ε--︒=180'，车刀刀尖角r ε的计算公式为：s s og s og rb r λλγλλεεcos ]sin tan )(tan 1[cos cos 2-+=，当rb ε=90°时，上式变为：s s og r λλγεcos sin tan cos -=，将og γ=-5°，s λ=-6°代入上式得r ε=90.52°。

故r r rg k k ε--︒=180'=180°-75°-90.52°=14.48°，取'rg k =14.5°。

6、验算车刀副后角'0a 车刀副后角的验算公式为'''''''0cos tan tan 1cos tan tan tan sgog nb og og nb a a a λγλγ+-=，当a nb =0°时,'2''0costan tan sg og r a λ-=，而rg sg rg og og ελεγγsin tan cos tan tan '''+-=， rg sg rg og og ελεγλcos tan sin tan tan '''+=，将os λ=-5, sg λ=s λ=-6,rg ε=r ε=90.52代入上式， tan'ogγ=tan(-5)sin90.52+tan (-6)sin90.52 ＝-0.106，所以'ogγ=-6.04；tan 'og λ=)5tan(-sin90.52+tan (-6)sin90.52 ＝-0.087，所以'ogλ=-4.95。

再将'ogγ=-6.04'ogλ=-4.95代入得，tan a '0= -)95.4(cos )04.6tan(2-- ＝0.105，所以'0a =5.995，可以满足切削要求，刀槽副后角'og a ≈'0a ，故'og a =5.995,取'og a =6。

综上述计算结果,可以归纳出: 车刀的几何角度: 0γ=15, 0∂=4.95, γκ=75, k 'r =14.48,s λ=-6, a '0=5.995， 刀槽的几何角度:og γ=-5 , a og =5, k rg =75 , k 'rg =14.5, sg λ=-6, a 'og =6。

7.计算铣制刀槽时所需的角度7.1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=-6代入下式：tan gg γ=-sg og λγ22tan tan +=-0.137，所以gg γ=-7.79，将og γ=-5 , sg λ=s λ=6代入下式得：tan gg τ=sgogλλtan tan ≥gg τ=0.382，gg τ=39.77。

7.2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=-6，k rg =75代入下式tan pg γ=os γtan sin rg ε+tan'sg λsin rg ε=-0.124，pg γ=-7.08tan fg γ=os γtan sin rg ε+tan 'sg λsin rg ε=-0.057，fg γ=-3.28。

8.选择刀杆材料和尺寸8.1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。

8.2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《刀具课程设计指导书》表 2.37,选取截面尺寸为:20×25(2mm )，由于切削深度及进给量太小,故强度足够。

⑵选择刀杆长度尺寸:参照《刀具课程设计指导书》刀杆长度选择原则,选取刀杆长度为150mm.9.选取偏心销机器相关尺寸9.1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.9.2选择偏心销直径c d 和偏心量偏心销直径可用下式: c d =1d -(0.2~0.4mm)，由于1d =6.35mm,取间隙最大值为0.4mm ， 故可取c d =5.95mm 。

偏心量e 经计算可取其为0.75mm 。

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 =M6。

9.3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=15.875mm ， c d =5.95mm, e=0.75mm ，取 =30,代入下式m=8.14mm ，n=7.19mm 。

10.绘制车刀工作图偏心式75硬质合金可转位外圆车刀如下图：。