楔块式90强力车刀综述.docx
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楔块式90强力车刀综述
楔块式90º强力车刀
课程设计
专业:
机械设计制造及其自动化
班级:
10级二班
学号:
1008014212
姓名:
李刚
第一章原始参数及设计要求
1.原始参数
2.设计要求
第二章刀具设计
1.夹固方式的选择
2.刀具材料的选择
3.切削用量的选择
4.刀具角度的选择
5.刀片型号和尺寸的选择
6.到垫型号和尺寸的选择
7.刀槽角度的计算
第三章车刀工作图和零件图的绘制
1.楔块式90º强力车刀
2.楔块式90º强力车刀车杆
第一章原始数据及设计要求
一、原始参数
1.刀具名称:
楔块式90º强力车刀
2.工件材料:
2Cr13Ra12.5
3.机床:
C620
4.推荐数据:
vc=140~200m/min,
Ap=4~8mm,f=0.5~0.7mm/r
推荐:
vc=135m/min,f=0.54mm/r,ap=2mm,Ra3.2
二、设计要求
1.根据原始数据,设计合适的刀具型号及尺寸
2.根据尺寸标准和使用情况,选择合理的刀具材料和夹固方式
3.设计并计算刀具的合理几何参数
4.绘制刀具装配图和零件图
第二章刀具设计
一、夹固方式的选择
根据原始设计要求知道,此刀具选用楔销式夹固方式,这种夹固方式结构比较可靠,夹紧力大,刀尖精度较高,操作方便,不阻碍切削流动,便于观察切削区工作情况。
缺点是夹紧力与切削力方向相反。
二、刀具材料的选择
原始条件给出,刀具材料选用2Cr13,即马氏体不锈钢,为钢料,所以刀具材料选用YT类硬质合金,综合考虑,选择YT5即可。
三、切削用量的选择
根据切削用量的选用原则和设计要求及Ra12.5可知,刀具对工件进行粗加工,所以可从推荐数据中选取vc=140mm/min,f=0.6mm/r,ap=5mm。
四、刀具角度的选择
根据刀具几何参数的选用原则,并考虑到可转位车刀的几何角度特点,再结合设计要求给出的90º车刀,选取角度如下:
1.前角γ0=15º
2.后角α0=5º
3.主偏角κr=90º
4.刃倾角λs=﹣6º
后角α0的实际数值及副后角α
和副偏角κ
在计算刀槽角度时,经过校验确定。
五、刀片型号和尺寸的选择
1.因为刀片夹固方式为楔销式,因此选用有中心孔的刀片。
2.因为主偏角κr=90º,参照刀片形状的选用原则,采用三角形刀片。
3.参照刀片精度等级选用原则,粗加工中选用U级。
4.选择刀片内切圆直径,根据已选定的ap=5mm,κr=90º和λs=﹣6º,将ap,κr,λs,代入下式,求出刀刃的实际参加工作长度为:
Lse=α/sinκcosλs=5/sin90ºcos(﹣6º)=5.028mm
所以,选用的刀片边长为L>1.5Lse=1.5×5.028=7.541mm
因为是三角形刀片,L=
d>7.541mm。
5.根据刀片厚度选择原则,由已选定的ap=5mm,f=0.6mm/r,通过选择刀片厚度的诺莫图,求得在切削塑性材料(连续切削)时,刀具厚度s≥4.8mm。
6.根据刀尖半径选定原则,ap=5mm,f=0.6mm/r,通过选择刀尖圆弧半径的诺莫图,可以求得在连续切削时,刀尖圆弧半径rε=1.2mm。
7.参照刀片切削槽形式和尺寸的选用原则,我们加工的是马氏体不锈钢,并且为粗加工,根据这些条件,我们选用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。
综合以上选定结果,确定选择的刀片的型号为:
TBUM1307
TN-A2
具体参数为:
L=13.06,s=4.8mm,d1=3.81mm,m=12.7mm,rε=1.2mm,刀片刀尖角εb=90º,刀片刃倾角λsb=0º,法后角αnb=5º,断屑槽宽ωn=12.7mm,法前角γnb=20º。
六、刀垫型号和尺寸的选择
根据刀垫的选用原则,我们选择的刀垫的材料为YT5类硬质合金,形状与刀片一致,边长略小,每侧小0.5mm,厚度比刀片略小一些,有中心孔,尺寸为:
L=12.56mm,厚度s=3.5mm,中心孔直径d1=3.81mm。
七、刀槽角度的计算
根据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,刀槽角度计算步骤如下:
1.刀槽主偏角κrg=κr=90º
2.刀槽刃倾角λsg=λs=﹣6º
3.刀槽前角γog因为可转位车刀的刃倾角较小,所以γog可用近似公式计算:
γog=﹣α0=﹣5º
4.验算车刀后角α0
tgα0=
当αnb=0º时,则:
tgα0=-tgγ0gcos²λs
将λ0g=-5º,λs=﹣6º代入式子,得
tgα0=0.087
α0=4.946º
与所选值近似,可以满足切削要求,而刀杆后角α0g=α0,故取α0g=5º
5.刀槽副偏角κ’rg
因为κ’rg=κ’r=180º-κr-εr,而κrg=κr,εrg=εr,εr为车刀尖角
车刀尖角的计算公式为:
ctgεr=[
-tgλ0gsinλs]cosλs
将εb=90º、λ0g=-5º,λs=﹣6º代入式子,得:
ctgεr=-tg(-5º)(-6º)(-6º)=-0.0091
则εr=90.52º,所以,
κ’rg=κ’r=180º-90º-90.52º=-0.52º
所以取κ’rg=0º
6.验算车刀副后角α’0
验算公式为:
tgα’0=
当αnb=0º时,
验算公式为:
tgα’0=-tgγ’0gcos²λ’sg
tgγ’0g=-tgγ0gcosεrg+tgλsgsinεrg
tgλ’sg=tgγ0gsinεrg+tgλsgcosεrg
将γog=-5º,λsg=λs=-6º,εrg=εr=90.52º代入上式得:
γ’0g=-6.04º,λ’sg=-4.95º
将γ’0g=-6.04º,λ’sg=-4.95º代入式子
tgα’0=-tgγ’0gcos²λ’sg得:
α’0=5.955º满足切削要求。
刀槽副后角α’og=α’0=5.955º,所以取α’og=6º,
综上所述,归纳车刀的几何角度为:
γo=15º,αo=5º,κr=90º,κ’rg=0º,λs=-6º,α’o=5.995º
刀槽的几何角度为:
γog=-5º,αog=5º,κrg=90º,κ’rg=0º,λsg=-6º,
α’og=6º
八、刀杆材料和尺寸的选择
1.刀杆材料的选择选用45号钢为刀杆材料,热处理硬度为38~45HRC,法兰处理。
2.刀杆尺寸的选择
①选择刀杆截面尺寸,因为加工使用C620机床,其中心高为200mm,考虑到提高刀杆强度,选取刀杆截面尺寸为B×H=16×25mm²。
由于背吃刀量aP
=5mm,进给量f=0.6mm/r,可以不必校验刀杆强度。
②选择刀杆长度尺寸参照刀杆长度选用原则,选取刀杆长度为140mm。
九、楔块、销轴、楔块螺母及相关尺寸的选择
1.选择销轴销轴材料选择40Cr,热处理硬度为40~45HRC,法兰处理。
销轴直径dc=d1=3.81mm。
2.选择楔块楔块材料选用40Cr,热处理硬度为40~45HRC,法兰处理。
楔块厚度一般略小于刀片与垫片厚度之和,尺寸大约为刀片尺寸,所以楔块厚度为:
hi=s+sd-(0.3~0.5mm),我们取0.5mm,所以hi=7.8mm,所以楔块尺寸为Li×mi×hi=12.5×12.5×7.8。
根据螺母选用原则,楔块螺母公称直径dD=di=5.6mm。
根据楔块夹固方式,销轴与螺母轴线偏角Ψ=5º。
第三章车刀工作图和零件图的绘制
1.楔块式90º强力车刀
2.楔块式90º强力车刀车杆
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