可转位车刀设计样本.docx

HarbinInstituteofTechnology
设计说明书

一、选择刀片夹固结构
工件的直径D为142mm,工件长度L=100mm.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《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.
二、选择刀片结构材料
加工工件材料为HT200,正火处理,连续切屑,且加工工序为粗车,半精车了两道工序.由于加工材料为铸铁料,因此刀片材料可以采用YG系列,YG8宜粗加工,YG3宜精加工,本题第三步要求达到半精加工,因此材料选择YG3硬质合金.
三、选择车刀合理角度
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:
前角:根据《机械制造技术基础》表3.16,工件材料为中碳钢(正火),半精车,因此前角可选=10°,
后角:根据《机械制造技术基础》表3.17,工件材料为铸造材料,精车,因此后角可选=7°
主偏角:根据《机械制造技术基础》表3.16,主偏角=75°
④刃倾角:为获得大于0的后角及大于0的副刃后角,刃倾角=-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.
四、选择切屑用量
根据《机械制造技术基础》表3.22:
精车时,背吃刀量=1mm,进给量f=0.3mm/r,切削速度v=130m/min。
五、刀片型号和尺寸
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.
②选择刀片形状.按选定主偏角=75,参照《机械制造技术基础课程补充资料》2.4.4.2刀片形状的选择原则,选用正方形刀片.
③选择刀片的精度等级.参照《机械制造技术基础课程补充资料》2.4.4.3节刀片精度等级的选择原则,一般情况下选用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=3mm,主偏角=75,刃倾角=-5,将,,代入下式可得刀刃的实际参加工作长L为
L===3.118mm
令刀片的刃口长度(即便长)L>1.5L=4.677mm,保证切削工作顺利进行.
⑤选择刀片厚度.根据已选择的背吃刀量=3mm,进给量f=0.6mm/r及《机械制造技术基础课程补充资料》选择刀片厚度的诺莫图图2.3,求得刀片厚度S≥4.8mm.
⑥选择刀尖圆弧半径.根据已选择的背吃刀量=3mm,进给量f=0.6mm/r及《机械制造技术基础课程补充资料》选择刀尖圆角半径的诺莫图2.4,求得连续切削时=1.2mm
⑦选择刀片断屑槽型式和尺寸.参照《机械制造技术基础课程补充资料》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A型断屑槽.
综上7方面的选择结果,根据《机械制造技术基础课程补充资料》表2.10确定选用的刀片型号为SNUM150612-A4.
L=d=14.88mm;s=6.35mm;d=6.35mm;m=2.79mm;=1.2mm
刀片刀尖角=90;刀片刃倾角=0;断屑槽宽W=4mm;取法前角=25
六、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《机械制造技术基础课程补充资料》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d=7.6mm.材料为高速钢YG8
七、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:
刀杆主偏角
==75
②刀槽刃倾角
==-5
③刀槽前角
将=20,=25,=-5代入下式
tan==-0.089
则=-5.089,取=-5
④验算车刀后角a.
车刀后角a的验算公式为:
tana=
当=0时,则上式成为:
tana=-
将=-5,=-5代入上式得a=5.05
前面所选后角a=6,与验算值有差距,故车刀后角a应选a=5才能与验算角度接近
而刀杆后角a≈a=5
⑤刀槽副偏角
k=k=180-=
k=,=
因此k=180--
车刀刀尖角的计算公式为
cos=[cos]cos
当=90时,上式变为cos=-cos
将=-5,=-5代入上式得=90.4
故k≈k=180-75-90.4=14.6
取k=14.6
⑥验算车刀副后角a
车刀副后角的验算公式为:
tana=
当a=0时,tana=-
而tan=sin+tansin
tan=sin+tansin
将=-5,==-5,==90.4代入上式
tan=tan(-5)sin90.4+tan(-5)