1.S刀片63°直头外圆车刀设计
已知:工件材料50钢,使用机床CA6140,加工后dm=50,Ra=3.2,需
粗,半精车完成,加工余量自定,设计装S刀片63°偏头外圆车刀。
设计步骤:
1.1选择刀片夹固结构
考虑到加工是在CA6140一般机床上进行,属于连续切削,参考表2-1经典
车刀夹固结构简图和特点,采取杠杆式刀片夹固结构。
1.2选择刀片材料
YT15。
1.3选择车刀合理角度
依据刀具合理几何参数选择标准,并考虑到可转位车刀:几何角度形成特点,
选择以下四个关键角度
(1)前角=14°,(2)后角=6°,(3)主偏角=63°,(4)刃倾角=-6°
后角0实际数值和副后角和副偏角在计算刀槽角度时,经校验后确定。
1.4 选择切削用量
依据切削用量选择标准,查表确定切削用量为:
粗车时:切削深度a=3 mm, 进给量f=0.6mm/r,切削速度v=110m/minp
半精车时a=1 mm, f=0.3mm/r,v=130mm/min p
1.5选择刀片型号和尺寸
1.5.1选择刀片有没有中心固定孔
因为刀片夹固结构已选定为杠杆式,所以应选择有中心固定孔刀片。
1.5.2选择刀片形状
按选定主偏角=45°,选择正方形刀片。
选择U级
1.5.4选择刀片边长内切圆直径d（或刀片边长L）
依据已选定 | a | p | ,k | r | s | , 可求出刀刃实际参与工作长度 | L | se | 。为; | ||||
L | | = | a | p | |||||||||
| se | sin | k | r | cos | s | | | | ||||
=4.267mm
L>1.5L | | = | | | a | p | | =6.401mm |
|
| se | | sin | k | r | cos | s | | |
|
因为是菱形,L>d>6.401
1.5.5选择刀片厚度S
依据a ,f, 利用诺模图, 得S p | | 4.8 |
1.5.6选择刀尖圆半径r
依据a,f, 利用诺模图,得连续切削r=1.2 p
1.5.7选择刀片切屑槽型式和尺寸
依据条件,选择A型。当刀片型号和尺寸确定后,断屑槽尺寸便可确定。
L=d=19.05mm,S=6.35mm,d1=7.93mm,m=3.452,r=1.2mm确定刀片型号:SNUM190612-A5, 尺寸为
=20°,断屑槽宽W=4mm n
1.6确定刀垫型号和尺寸
硬质合金刀垫型号和尺寸选择,取决于刀片夹固结构需要及刀片型号和尺
寸:
适合于杠杆式夹固结构需要,并于刀片型号SNUM190612-A5相对应硬质合
金刀垫型号为:S15B,其具体尺寸为:
L=,d=18.05mm,S=6.35mm,d1=8.7mm,r =1.6,D=10.3mm C=2.0mm
1.7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关系
1.7.1刀杆主偏角
K | rg | =K =45°r |
1.7.2刀槽刃倾角sg
sg | = | s | =-6 | |||||||
1.7.3 刀槽前角og刀槽底面可看作前刀面, 则刀槽前刀角og计算公式为: tanog = 1
| ||||||||||
将 | o | =14°, | nb | =20°, | s | =-6°代入式 | ||||
得: | tan | og | =-0.107 | |||||||
则 | og | =-6.107° |
取 | =-6° | |
og |
1.7.4 验算车刀后角0
车刀后角0 | 验算公式为 | s | ) | cos | s | ||||||||||||
tan0 | = | (tan | nb | | tan | og | cos | ||||||||||
1 | | tan | nb | tan | og | cos | s | | |||||||||
当nb | =0°时, 将 | og | =1°, | s | =-6°代入 | ||||||||||||
则
tan0=-=0..104
则 0=5.937o
和所选后角值相近,能够满足切削要求。
而刀杆后角og=0
故
1.7.5刀杆副偏角Krg′
∵ K′rg=K′r
而 K ′=180°-K -r r | r | r |
| |||||||||||
又∵ | rg | = | r | , K | rg | =K | r | |||||||
∴K | rg | ′=180°-K | rg | - | rg | =180°-K -r | ||||||||
车刀刀尖角 | r | 计算公式为 | ||||||||||||
将 | rb | cot | r | =[cot | rb | 1 | | (tan | og | cos | s | ) | 2 | tan | og | sin | s | ] | cos | s | s | |||||||||||||||||
=90°, | og | =14°, | s | =-6°代入 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
得 | cot | r | =[cot | rb | 1 | | (tan | og | cos | s | ) | 2 | tan | og | sin | s | ] | cos | ||||||||||||||||||||
则 | r | =90.63° | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
故 | K | rg | ′= K ′=180°－45°－90.63°r | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
=44.37
取 | K | rg | ′=44.5° | ||||||||||||||||||||||
1.7.6 检验车刀副后角o | ′ |
| |||||||||||||||||||||||
(tannbtanog cos rg ) cos rg 1tannb tano g cosrg | |||||||||||||||||||||||||
当nb | =0°时, 则式为 | ||||||||||||||||||||||||
tanα =-tan ' o | og | cos | 2 | rg | |||||||||||||||||||||
而 | tanγ | og | ′=-tan | og | cos | rg | +tan | rg | sin | rg | |||||||||||||||
tan | ' rg | =tan | og | sin | rg | +tan | rg | cos | rg | ||||||||||||||||
将 | og | =-6°, | rg | = | r | =-6°, | rg | = | r | =90.63°代入得: |
| ||||||||||||||
tan'og=-tan（-6°）cos90.63°+tan（-6°）sin90.63°=-0.106
则 'og=-6.05°
tan'rg=tan（-6°）sin90.63°+tan（-6°）cos90.63°
=-0.104
则 | 再将 | ' og | ' rg | =-5.94° | =-5.94°代入式 | |
=-6.05°, | og | |||||
得: tano=-tan(-6.05)°cos(-5.94)°=0.105
则
而刀杆副后角og=o
故og=5.99°,取og=6°
综合上述计算结果,能够归纳为:
车刀几何角度为:
o | =14°, | o | =5.94°, K =45°, K =14.37°, r ' r | s | =-6°, | o | =5.99° |
刀杆于刀槽几何角度为;
og | =-6°, | og | =6°, K | rg | =45°, K | ' | =14.5°, | rg | =-6°, | og | =6° |
rg |
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