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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 =sr pk a λcos sin =)6cos(90sin 3oo - 2-1 = 3.017 mm L>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 λ sg 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=snb osnb o λγγλγγcos t an t an 1cos t an t an +-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 oo 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=sog 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 rgonb 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 ε tan 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。

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