可转位刀具设计—课程设计.doc

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1、机械设计制造及其自动化专业（卓越工程师）设计说明书（工业产品造型设计）题目：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：指导教师：完成日期：2013年11月26日目录一刀片材料的选择2二刀具合理几何参数的选择2三切削用量的选择3四刀片夹固结构的选择3五刀片形状和尺寸的选择3六刀片型号和基本参数的确定5七刀杆选择（刀杆材料、尺寸）5八刀槽角度的计算5九选择硬质合金刀垫（国家标准）7十绘制刀具工作图和零件图8设计要求：杠销式75°机夹不重磨车刀工件：40Mn，HB≤229光轴，Ra12.5机床：C620推荐：V=80，αp=4—10，f=0.

2、4—0.8一刀片材料的选择硬质合金是由难熔金属碳化物（如WC、TiC℉、TaC、NbC等）和金属粘结剂经粉末冶金方法制成的。硬质合金分为三类：YT,YG,YW。YG类硬质合金主要用于加工铸铁和有色金属，YT类主要用于加工钢料，YW类抗弯强度、疲劳强度和冲击韧度高，抗氧化能力和耐磨性也比较好，可用于加工铸铁及有色金属。YT类硬质合金适于加工钢料。加工钢料时，金属塑性变形大，摩擦很剧烈，切削温度很高。YT类硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，特别是较高的耐热性，抗粘结扩散能力和抗氧化能力也很好。在加工钢料时，刀具磨损小，刀具耐用度较高，所以在加工40Mn材料工件时应选

3、择YT类硬质合金作为刀具材料。选取刀片材料为YT15。二刀具合理几何参数的选择1.主偏角主偏角kr主偏角对可转位车刀的寿命影响较大。一般来说，减小主偏角可提高刀具工作寿命。但当工艺系统或被加工工件刚性不足时，减小主偏角会增大径向力，从而加大变形挠度，引起加工振动，降低加工精度和加工表面质量，同时影响刀具寿命，因此，应针对不同的加工条件选择不同的主偏角。设计刀具时的主偏角推荐值见表1。表1可转位车刀主偏角推荐值加工条件主偏角kr推荐值粗车工艺系统刚性较好45°~75°工艺系统刚性较差75°~90°精车工艺系统刚性较好45°工艺系统刚性较差60°~75°加工细长轴

4、、薄壁件90°~95°工件中间切入、仿形加工45°~60°，90°~95°硬质合金车刀的主偏角多选用60°~75°，在这里选用75°。2.前角的选择加工塑性材料时（钢），应选用较大前角。切削钢料时，切削变形很大，切屑与前刀面的接触面积较长，刀屑之间的压力和摩擦力都很大，为了减小切屑的变形和摩擦，宜选用较大的前角。用硬质合金刀具加工一般钢料时，前角可选用10°-20°，在这里选取15°。3后角的选择后角的作用主要是减小切削过程中刀具后刀面与加工表面之间的摩擦，后角的大小还影响作用在后刀面上的力、后刀面与工件接触长度以及后刀面磨损强度，因而对刀具耐用度及加工表面质

5、量有很大影响。刀具合理后角在f≤0.25㎜/r时可选用10°-20°，在f≥0.23mm/r时取为5°-8°。所以当f＝0.4-0.8时，后角应该选用5°-8°。在这里选取5°。4刃倾角的选择再加工一般钢料和铸铁时，无冲击的粗车取刃倾角为0°—-5°，精车取0°-5°。在这里选取-5°。三切削用量的选择题目中已经给出f=0.4-0.8四刀片夹固结构的选择可转位车刀的典型刀片夹固结构有：偏心式、杠杆式、上压式、楔销式、拉垫式和杠销式等。这里选择杠销式，结构比较简单，夹紧力大，夹紧可靠，刀尖位置精度高，操作方便，不阻碍切屑流动，便于观察切削区的工作情况。缺点是夹紧

6、力与切削力的方向相反。五刀片形状和尺寸的选择1中心孔的选择因为所选的是杠销式车刀，所以有中心孔。2刀片形状的选择国家标准GB2076—87中规定的硬质合金可转位刀片有17种刀片形状，常用的是：三角形、正方形、偏8度三边形、凸三边形等。选择刀片形状时，主要依据被加工工件的工序性质、工件形状、刀具耐用度和刀片的利用率等进行。三角形刀片的加工范围较广泛，90度外圆车刀、90内孔镗刀都可以采用三角形刀片。其优点是：加工时径向切削力小，适用于在工艺系统刚性较差的条件下使用。缺点是：刀尖角小，刀尖强度差，散热面积小，刀具耐用度较低。为改进三角刀片的上述缺点，可选用偏8度三

7、边形和凸三边形刀片，这两种刀片的刀尖角都比三角形刀片的刀尖角大，这既可以提高刀尖强度又增加了散热面积，因而使刀具耐用度也有所提高。此外，用偏8度三边形刀片加工外圆时候，还可以减少已加工表面的残留面积，使表面粗糙度变小。正方形刀片适用于主偏角为45度、60度、75度的各种外圆车刀、断面车刀及镗孔刀，通用性好。有较大的刀尖角，刀尖强度高，散热面积大，可以提高刀具耐用度。因此正方形车刀适用较为普遍。因为选择的是75°主偏角，所以选择正方形刀片较为合理。3选择刀片等级精度车削用硬质合金可转为刀片的精度等级有U（普通等级）M（中等级）G（精密级）等3种。一般情况下选择U

8、级。有特殊情况时才选用M和G级。4刀片