S刀片75°直头外圆车刀设计.doc

1.S刀片75°直头外圆车刀设计

已知:工件材料GCr15，使用机床CA6140，加工后dm=30,Ra=3.2,需粗，半精车完成，加工余量自定，设计装S刀片45°偏头外圆车刀。
设计步骤：
1.1选择刀片夹固结构
考虑到加工是在CA6140普通机床上进行，属于连续切削，参照表2-1典型车刀夹固结构简图和特点，采用杠杆式刀片夹固结构。
1.2选择刀片材料
由原始条件结构给定：被加工工件材料为GCr15，连续切削，完成粗车、半精车两道工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YG6X。
1.3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
(1)前角=14°，(2)后角=6°,(3)主偏角=45°，(4)刃倾角=-6°
后角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。
1.4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a=3mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度v=110m/min
半精车时a=1mm，f=0.3mm/r,v=130mm/min
1.5选择刀片型号和尺寸

1.5.1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。
1.5.2选择刀片形状
按选定的主偏角=45°，选用正方形刀片。
1.5.3选择刀片精度等级
选用U级
1.5.4选择刀片边长内切圆直径d（或刀片边长L）
根据已选定的,k，可求出刀刃的实际参加工作长度。为；
L=
=4.267mm
L>1.5L==6.401mm
因为是菱形，L>d>6.401
1.5.5选择刀片厚度S
根据a,f，利用诺模图，得S4.8
1.5.6选择刀尖圆半径r
根据a,f,利用诺模图，得连续切削r=1.2
1.5.7选择刀片切屑槽型式和尺寸
根据条件，选择A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：SNUM190612-A5，尺寸为
L=d=19.05mm,S=6.35mm,d1=7.93mm,m=3.452,r=1.2mm
刀片参数：精车刀尖角=90，刃倾角λ=0°，法后角=0°，法前角=20°，断屑槽宽W=4mm
1.6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型号和尺寸：
适合于杠杆式夹固结构的需要，并于刀片型号SNUM190612-A5相对应的硬质合金刀垫的型号为：S15B,其具体尺寸为：
L=,d=18.05mm,S=6.35mm,d1=8.7mm,r=1.6,D=10.3mmC=2.0mm
1.7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

1.7.1刀杆主偏角
K=K=45°
1.7.2刀槽刃倾角
==-6
1.7.3刀槽前角刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角的计算公式为：
tan=

将=14°，=20°，=-6°代入式

得：tan=-0.107
则=-6.107°
取=-6°
1.7.4验算车刀后角
车刀后角的验算公式为
tan=
当=0°时，将=1°，=-6°代入
则
tan=-=0..104
则=5.937
与所选后角值相近，可以满足切削要求。
而刀杆后角=
故=5.937°，取=6°
1.7.5刀杆副偏角K′
∵K′rg=K′r
而K′=180°-K-
又∵=，K=K
∴K′=180°-K-=180°-K-
车刀刀尖角的计算公式为
cot=[cot
将=90°，=14°，=-6°代入
得cot=[cot
则=90.63°
故K′=K′=180°－45°－90.63°
=44.37
取K′=44.5°
1.7.6检验车刀副后角′
车刀副后角′的验算公式为
tan′=
当=0°时，则式为
tanα=-tancos
而tanγ′=-tancos+tansin
tan=tansin+tancos
将=-6°，==-6°，==90.63°代入得：
tan=-tan（-6°）cos90.63°+tan（-6°）sin90.63°=-0.106
则=-6.05°
tan=tan（-6°）sin90.63°+tan（-6°）cos90.63°
=-0.104
则=-5.94°

再将=-6.05°，=-5.94°代入式
得:tan=-tan(-6.05)°cos(-5.94)°=0.105
则=5.99°
可以满足切削要求
而刀杆副后角=
故=5.99°，取=6°
综合上述计算结果，可以归纳为：
车刀的几何角度为:
=14°，=5.94°，K=45°，K=14.37°，=-6°，=5.99°
刀杆于刀槽的几何角度为；
=-6°，=6°，K=45°，K=14.5°，=-6°，=6°