机械制造技术基础可转位车刀设计大作业..docxVIP

Harbin Institute of Technology可转位车刀设计姓名：班级：1108103班学号：指导老师：郭永丰日期：2014.05.09目录一.题目要求- 1 -二.刀具设计- 1 -2.1选择切削用量- 1 -2.2选择刀片夹紧结构- 1 -2.3选择刀片材料- 2 -2.4选择车刀合理几何参数- 2 -2.5确定刀片型号及基本尺寸- 3 -2.6选择硬质合金刀垫型号及尺寸- 4 -2.7计算刀槽角度- 4 -2.8计算铣制刀槽时所需的角度- 6 -2.9选择刀杆材料和尺寸- 8 -2.10选择偏心销及其相关尺寸- 8 -2.11绘制车刀结构简图- 9 -三.参考文献- 9 -设计说明书一.题目要求设计一款专用的可转位车刀，加工如图1所示的工件，工件材料、尺寸及加工要求具体如下：工件尺寸：D=50mm，L=300mm。工件材料：TC4钛合金。表面粗糙度要求：Ra3.2。图1二.刀具设计根据工件直径D=50mm，长度L=300mm，因此可以选择在机床CA6140上加工。又要求其端面加工的表面粗糙度值达到Ra3.2，由于可转为车刀刃倾角通常取负值，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.。2.1选择切削用量根据工件材料和加工精度要求，根据《机械制造技术基础》表3.22硬质合金车刀半精车外圆时的进给量及相关资料有关切削用量的推荐值，选择切削用量如下：粗车时：背吃刀量；进给量；切削速度。半精车时：背吃刀量；进给量；切削速度。2.2选择刀片夹紧结构由于加工工件材料为TC4钛合金，考虑到该材料硬度、强度较高，切削加工过程中的切削力较大，根据《机械制造技术基础》有关可转位车刀刀片加紧结构的介绍，选择偏心式的加紧结构，如图2所示。偏心式夹紧方式具有结构简单，使用方便等优点，采用螺钉偏心夹紧结构时，由于螺钉的自锁性，刀片的夹紧更为可靠。 图22.3选择刀片材料加工工件材料为TC4钛合金,连续切削,且加工工序为粗车、半精车两道加工工序，参考《机械制造技术基础》第二章内容，刀片材料可以采用YG或YGA系列。考虑到待加工工件含有钛元素，因此选用YGA系列更为合适，在此选择刀片材料为：YG3A。2.4选择车刀合理几何参数根据《机械制造技术基础》刀具合理几何参数的选择,并考虑可转位车刀的几何角度的形成特点,四个角度分别做如下的选择:（1）前角：根据《机械制造技术基础》，表3.16,工件材料为TC4钛合金 ,半精车,因此前角可选。（2）后角:根据《机械制造技术基础》，表3.17,工件材料为TC4钛合金,半精车,因此后角可选。（3）主偏角:考虑到待加工工件材料较硬，且需用该可转位车刀完成工件外圆、端面和倒角的加工，因此根据《机械制造技术基础》宜选用主偏角。（4）刃倾角:为获得大于0的后角及大于0的副刃后角，选择刃倾角。后角、副刃后角及副偏角的实际数值在计算刀槽角度时经校验确定。2.5确定刀片型号及基本尺寸（1）选择刀片有无中心孔：由于刀片夹紧结构已选定为偏心式,因此应选用有中心固定孔的刀片。（2）选择刀片形状：参考《金属切削刀具设计简明手册》，在选定刀片主偏角的前提下,应选用正方形刀片为宜。（3）选择刀片的精度等级：根据《金属切削刀具设计简明手册》，在一般情况下，选用U级即可。（4）选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L)：根据已确定粗加工的背吃刀量， 主偏角,刃倾角，将、、代入下式可得刀刃的实际参加工作长为：令刀片的刃口长度(即便长),便能保证切削工作顺利进行。（5）选择刀片厚度：根据已选择的背吃刀量，进给量，根据《金属切削刀具设计简明手册》图1.1-刀片厚度选择诺莫图，求得刀片厚度。（6）选择刀尖圆弧半径的确定：根据已选择的背吃刀量,进给量，参照《金属切削刀具设计简明手册》图1.2-刀尖圆角半径选择诺莫图,可求得连续切削时。（7）选择刀片断屑槽型式和尺寸：参照《金属切削刀具设计简明手册》有关断屑槽类型和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件,选择A型断屑槽。断屑槽的尺寸是在选定刀片的型号和尺寸后确定的。综合上面七个方面的内容，根据《金属切削刀具设计简明手册》有关可转位车刀型号表示方法及相关表格，确定选用的刀片型号为。刀片具体尺寸如下：，，中心孔直径，，刀片刀尖角，刀片刃倾角，法后角，断屑槽宽，取法前角。2.6选择硬质合金刀垫型号及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《机械制造技术基础课程补充资料》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d=7.6mm.材料为高速钢YG8刀垫形状和尺寸则取决于刀片夹紧固定结构及刀片的型号和尺寸。在此选择与刀片形状相同的正方形刀垫,中间带有圆孔。根据刀垫边长应略