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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： A071201
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要求
?/GPa0.52、HB143-178、D70±
工件材料35钢、b0.1mm、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?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，因此前角可选?0=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??：主偏角??=75°；
4．刃倾角?s：为获得大于0°的后角?0及大于0°的副刃后角?'0，刃倾角
?s=-6°；
5．后角?0：后角?0的实际数值及副刃后角?'0和副偏角??'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ap=3mm，进给量
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f=0.6mm/r，切削速度v=110m/min；半精车时，背吃刀量ap=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??=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ap=3mm，主偏角??=75°，刃倾角?s=-6°，将ap，
??，?s代入下式可得刀刃的实际参加工作长Lse为
??3Lse???3.123mm
sin??cos?ssin75?cos(?6?)令刀片的刃口长度(即便长)L=d>1.5Lse=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ap=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r?
根据已选择的背吃刀量ap=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r?=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
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型号为SNUM150612。
L=d=15.875mm；s=6.35mm；d1=6.35mm；m=2.79mm；r? =1.2mm； 刀片刀尖角?b=90°；刀片刃倾角?sb=0°；断屑槽宽Wn=4mm；取法前角?bn=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d1=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krg：krg=??=75°
2、刀槽刃倾角?sg：?sg=?s=-6°
3、刀槽前角?og：将?0=15°，?bn=20°，?s=-6°代入下式，
tan?og?tan?0?tan?bn/cos?s=-0.089， 则?og=-5.086°，取?og=-5°。
1?tan?0tan?nbcos?s 4、验算车刀后角a0： 车刀后角a0的验算公式：
tana0?当
(tananb?tan?ogcos?s)1?tananbtan?ogcos?s，
anb=0时，则上式成为tana?tan?cos2?，将?=-5°，?=-6°代入上式得
og0ogssa0=4.95°。
前面所选后角a0=5°，与验算值有差距，故车刀后角a0应选a0=5°才能与验算角度接近而刀杆后角aog≈a0=5°。 5、刀槽副偏角krg：
krg?kr?180?kr??r,krg?kr,?rg??r，因此krg?180??kr??r，车刀刀尖角?r的计算公式为：
''''cos?r?[cos?rb1?(tan?og?s)2?tan?ogsin?s]cos?s，
当?rb=90°时，上式变为：
cos?r??tan?ogsin?scos?s，
将?og=-5°，?s=-6°代入上式得?r=90.52°。故krg?180??kr??r=180°-75°-90.52°=14.48°，取krg=14.5°。
''.
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' 6、验算车刀副后角a0
车刀副后角的验算公式为
tana?当anb=0°时,tana0??tanrogcos''2'0''tananb?tan?ogcos?'og''1?tananbtan?ogcos?'sg，
?'sg，而
''tan?og??tan?ogcos?rg?tan?'sgsin?rg， 'tan?'og?tan?ogsin?rg?tan?'sgcos?rg，
将
?os=-5, ?sg=?s=-6,?rg=?r=90.52代入上式， '?ogtan
'?og=tan(-5)sin90.52+tan (-6)sin90.52 ＝-0.106，
所以=-6.04；
?'ogtan(?5)tan=sin90.52+tan (-6)sin90.52 ＝-0.087，
所以
?'og=-4.95。
'?og 再将=-6.04
?'og=-4.95
'代入得，tan a0= -'tan(?6.04)cos2(?4.95) ＝0.105，所
''''以a0=5.995，可以满足切削要求，刀槽副后角aog≈a0，故aog=5.995,取aog=6。
综上述计算结果,可以归纳出: 车刀的几何角度: 刀槽的几何角度:
?0=15, ?0=4.95, ??=75, k'r=14.48,?s=-6, a'0=5.995， ?og=-5 , aog=5, krg=75 , k'rg=14.5, ?sg=-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及其方位角?gg
将?og=-5 ,
?sg=?s=-6代入下式：tan?gg=-tan2?og?tan2?sg=-0.137，所以
?gg=-7.79，将?og=-5 , ?sg=?s=6代入下式得：
tan?ogtan?gg=≥?gg=0.382，?gg=39.77。
tan?sg7.2计算刀槽切深剖面前角?pg和进给剖面前角?fg
将
?og=-5 ，?sg=-6，k
rg=75代入下式tan
?pg=tan?ossin?rg+tan
?'sgsin?rg=-0.124，?pg=-7.08tan?fg=tan?ossin?rg+tan ?'sgsin?rg=-0.057，?fg=-3.28。
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可转位车刀课程设计说明书
