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1、实践教学环节课程名称车刀课程设计课程编码佳木斯大學机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书（拉垫式可转位车刀设计）题 目： 拉垫式可转位车刀设计 学 院： 机械工程学院专 业：机械设计制造及其自动化姓 名：郭帅亮指导教师：王冬完成日期： 2013年12月1日佳木斯大学机械工程学院2013年12佳木斯大学机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书目 录拉垫式可转位车刀设计11 已知条件12 设计步骤12.1选择刀片夹固结构12.2选择刀片材料12.3选择车刀合理角度12.4选择切削用量22.5选择刀片型号和尺寸22.6选择硬质合金刀垫型号和尺寸32.7计算刀槽角度32.8计算铣
2、制刀槽时需要的角度62.9选择刀杆材料和尺寸72.10绘制车刀工作图和零件图7参考文献8-3-拉垫式可转位车刀设计1 已知条件18、拉垫式可转位车刀工件材料：45钢 机床：C620推荐数据:=100180m/min，ap=15mm，f=0.21mm/r2 设计步骤2.1选择刀片夹固结构考虑到加工是在C620卧式车床上进行，且属于连续切削，根据已知条件要求采用拉垫式刀片夹固结构。2.2选择刀片材料由已知条件给定：工件材料为45钢，连续切削，由于切削用量数值为范围，假定设计的加工工序为粗车，根据金属切削原理与刀具（教材）表2-3（2939页），按照硬质合金的选用原则，刀片材料可以采用YT系列，YT
3、15宜粗加工，因此刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。2.3选择车刀合理角度根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转为车刀几何角度的行成特点，选取如下四个主要角度：1） 工件材料为45钢由金属切削原理与刀具（教材）表4-6（84页），前角可选=1215，此处前角选15。2） 工件材料为45钢，粗加工时为提高刀具强度，根据金属切削原理与刀具（教材）（85页），后角可取较小值=68此处后角选73） 根据金属切削原理与刀具（教材）表4-7（86页）主偏角=6070，为便于计算此处主偏角取=60。4） 为了获得大于0的后角和副后角，提高刀具强度，根据金属切削原理与刀具（教材86页）选择刃倾角=05
4、,因为45钢强度较大，故此出取刃倾角=5。后角的实际数值以及副后角在计算刀槽角度时，经校验后确定。2.4选择切削用量根据，金属切削原理与刀具（教材90页）表4-11国产焊接和机夹可转位车刀切削用量选用参考表，再根据已知条件的切削用量范围综合考虑可选定：切削深度（背吃刀量）=4mm进给量=0.5mm/r切削速度=110m/min2.5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拉垫式，根据拉垫式可转位车刀结构示意图，因此应选有中心固定孔的刀片。（2）选择刀片形状根据选定的主偏角=60，参照刀片形状的选择原则根据金属切削刀具设计简明书册（第9页）选用正方形刀片（V型断屑槽
5、刀片）。（3）选择刀片精度等级根据刀片的精度等级的选择原则，根据刀片精度的选择原则金属切削刀具设计简明书册（第9页）在这里选则U级精度的刀片。（4）选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L)根据已选定的=4mm，=60，=5将，的值代入到下式中，可求出刀刃的实际参加工作长度为=4.636mm则所选用的刀片长度应为1.5se=1.54.636mm=6.954mm因为是正方形刀片，所以=d6.954mm； (5)选择刀片的厚度s 根据已选定的=4mm，f=0.5mm/r，利用图1-1金属切削刀具设计简明书册（第10页）刀具厚度的诺模图选择厚度s4.5mm（6）选择刀尖圆角半径根据已选定的=4mm，f=0
6、.5mm/r，利用图1-2金属切削刀具设计简明书册(第10页)选择刀尖圆角半径的诺模图，求得连续切削时的=1.2mm。（7）选择刀片断屑槽形式和尺寸根据刀片断屑槽形式和尺寸的选择原则金属切削刀具设计简明书册（第10页），由已知条件选用A型断屑槽，断屑槽的尺寸在选定刀片型号和尺寸后，便可确定。综合以上几个方面的选择结果，确定选用的刀片的型号是：SNUM190612R-A4，其具体尺寸为L=d=19.05mm；s=6.35mm；=7.93mm； m=3.452mm；=1.2mm；刀片刀尖角=90o；刀片刃倾角=0o；法后角=0o；断屑槽宽=4mm；取法前角=20o。2.6选择硬质合金刀垫型号和尺寸
7、为了承受切削中产生的高温和保护刀体，一般在硬质合金刀片的下面放置一个刀垫，硬质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。该刀选择与刀片形状相同的刀垫，中心有孔。根据金属切削刀具课程设计指导书查表2-17（第18页）正方形双面沉头刀垫，其型号为：S19A，其尺寸为：长度L=18.05mm，厚度S=6.35mm，由于设计的可转位车刀夹固结构为拉垫式，要求刀垫厚度较大，故此处取刀垫厚度中心孔直径d1=8.7mm。材料为YG8。2.7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如图1-3所示。图1-3 可转位车刀几何角度关系刀槽角度计算步骤是：（1）刀槽主
8、偏角，=60（2） 刀槽刃倾角，=-5（3） 刀槽前角，可转位车刀的刃倾角较小，所以，可用下述近似公式计算=-=-7（4） 验算车刀后角 ，车刀后角的验算公式为当=0时，则上公式成为将=-=-7，=-5代入上面的式子，得则=6.956与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角=故=6.956，取=7。（5）刀槽副后角 因为=180-而，式中为刀尖角，所以=180-=车刀刀尖角的计算公式为当=90时，将，代入到上式，得则=59.12 故=60.88取61（6）验算车刀副后角 车刀副后角的验算公式为当=0时，上式就成为 而 (1) (2) 将=，59.12代入上面(1)、(2)两个式子得=（-
9、7）cos59.12+tan（-5）sin59.12=0.0121即可得=0.693o=tan（-7）sin59.12+tan（-5）cos59.12=0.1503即可得=8.55o再将=8.55，=0.693代入得即可得=0.69可以满足切削要求。而刀槽副后角，故=0.69，取=1综合上述计算结果，可以归纳出车刀的几何角度=15，=6.956，=60，=5，=1，刀槽的几何角度=，=7，=60，=61，=5，=12.8计算铣制刀槽时需要的角度为铣制刀槽，需将刀槽前面水平放置，这就要求把刀杆的基准面倾斜一定的角度，由于铣制刀槽采用的方法不同，则计算铣制刀槽时所需要的角度也不同。图1-4 用预制
10、斜铁铣制刀槽示意图（1）计算刀槽最大负前角及其方位角当用预制斜铁铣制刀槽时(见图1-4)，需要计算出刀槽最大负前角及其方位角。刀槽最大负前角得计算公式为将=，代入即可得即=8.56o刀槽最大负前角所在剖面的方位角的计算公式为将=，代入得=1.40即=54.46(2) 计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角当用双坐标角度垫铁铣制刀槽时（见图1-5），需要计算出刀槽切深剖面前角和进给剖面前角。图 1-5 用双坐标角度垫铁铣制刀槽示意图刀槽切深剖面前角的计算公式为 （3）刀槽进给剖面前角的计算公式为 （4）将=，=代入（3）（4）式中，可得 解得= 解得=2.9选择刀杆材料和尺寸（1）选择刀杆材料 选用
11、45号钢为刀杆材料，热处理硬度为3845HRC，发蓝处理。（2）选择刀杆尺寸1）选择刀杆截面尺寸 因加工使用C620的普通机床，其中心高为200mm，参考金属切削道具设计简明书册(第12页)表1-15,，并考虑到为提高刀杆的强度，选用刀杆截面尺寸HB=2516mm。由于背吃刀量=4mm，进给量f=0.5mm/r，可以不必校验刀杆强度。2）选择刀杆长度尺寸 根据刀杆长度尺寸选择原则，金属切削道具设计简明书册（第11页）查表1-14选取刀杆长度为140mm。2.10绘制车刀工作图和零件图参考文献1陆剑中.金属切削原理与刀具（教材）.北京:机械工业出版社,20112刘华明.金属切削刀具设计简明手册.北京:机械工业出版社,20063王娜君.金属切削刀具课程设计指导书.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000
