三角形刀片可转位车刀设计

阶梯轴工艺规程编织机可转位车刀的设计

1. 硬质合金可转位车刀的设计 1、刀片结构的确定 1）选择刀片夹固结构

考虑到加工在C620—1普通车床上进行，且属于连续切削，参照表2.1[2]典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。 2）选择刀片材料（硬质合金牌号）

有原始条件给定：被加工材料为45钢（正火），连续切削，完成粗车一道工序，按照硬质合金的选择原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YT15。 3）选择车到合理角度

根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度：1.前角γo=15°，2后角α

o

=5°，3主偏角κr=90°，4刃倾角λs=-6°。

后角αo的实际数值以及副后角α1o和副偏角κ1r在计算刀槽角

度时，经校验后确定。 4）选择切削用量

根据切削用量的选择原则，查表5.2[2]确定切削用量。

粗车时：背吃刀量： ap=3mm; 进 给 量： f=0.4mm/r; 切削速度： vc=70m/min;

精车时：背吃刀量： ap=1.0mm；进 给 量： f=0.2mm/r; 切削速度： vc=85m/min; 2、刀片型号和尺寸

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选用有中心固定孔的刀片，按选定的主偏角κr=90°，参照2.4.4.2[2]刀片形状的选择原则，选用三角形刀片。参照2.4.4.3[2]刀片精度等级的选择原则，选用U级。 1）选择刀片内切圆直径d（或刀片边长L）。

根据已确定的ap=3mm，κr=90°和λs=-6°，将ap、κr和λs代入

Lse?apsin?rcos?s，可求出刀刃的实际参加工作长度Lse为：

Lse?apsin?rcos?s?3?3.124mm；

sin90?cos(?6?)则选用刀片长度L>1.5Lse=1.5×3.124=4.686mm，因为是三角形刀片，所以L?3d?3.124mm。 2）选择刀片厚度s。

根据已选定的ap=3mm、f=0.4mm/r及通过图2.3[2]（选择刀片厚度的诺普图），求得刀片厚度s?3.0mm。 3、选择刀尖圆弧半径r?。

根据已选定的ap=3mm、f=0.4mm/r，利用图2.4[2]（选择刀尖圆角半径的诺普图），求得连续切削时的r??1.2mm； 4、选择刀片断削槽形式和尺寸

参照2.4.4.4[2]中刀片断削槽形式和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件，选用A型断削槽，断削槽的尺寸在选定刀片型号和尺寸后，便可确定。

综合以上七方面的选择结果，确定选用好的刀片型号是：TNUM220412（表2.11[2]），其具体尺寸为：L?

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s?4.76mm,3d?38.105mm，

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d1?5.19mm, m?17.859mm,r??1.2mm;

刀片刀尖角?b?60?；刀片刃倾角?sb?0?；断削槽宽Wn?3mm；取法前角?nb?20?。

5、选择硬质合金刀垫型号和尺寸

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，正三角形，中心有孔。查表2.15[2]三角形双面沉头刀片，其型号为：T22A，其尺寸为：d=11.70mm，m=16.750mm，长度L=20.26mm，厚度S=3.18mm，中心孔直径d1=6.3mm。材料为YG8。 1）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 刀槽角度计算步骤：

刀杆主偏角 ?rg：?rg??r?90?；刀槽刃倾角 ?sg：?sg??s??6?；刀槽前角?og。

将γo=15°、γnb=20°、λs=-6°代入下式得：

tan?og?tan?o?tan?nb/cos?s??0.089；则?og??5.086?；取?og??5?。

1?tan?otan?nbcos?s2）验算车刀后角αo。

车刀后角αo的验算公式：tan?o?当?nb?0?时，则上式可变为

tan?o??tan?ogcos2?s； ……………………………①

tan?nb?tan?ogcos?s1?tan?nbtan?ogcos?s；

将γo=15°，λs=-6°代入①式得tan?o??tan?ogcos2?s?0.87，则

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?o?4.946?，与所选角度很近似，可以满足切削要求。而刀杆后角

?og??o，故?og?5?。

? 3）刀槽主偏角?rg???r??180???r??r ?rg??180???rg??rg?180???r??r。 因为?rg??r，?rg??r，所以?rg车刀尖叫εr的计算公式为

cos?r?[cos?rb1?(tan?ogcos?s)2?tan?ogsin?s]cos?s

当?r?90?时，上式变为

cos?r??tan?ogsin?scos?s ………②

将?og??5?，?s??6?代入②式，得

cos?r??tan?ogsin?scos?s??0.0091， 则?r?90.52? ???r??180??75??90.52??14.48?，取?rg??14.5? 故?rg? 4）验算车刀副后角?o?的验算公式 tan?o??车刀副后角?o??tan?og?cos?og?tan?nb

?tan?og?cos?sg?1?tan?nb将?nb?0?，代入上式，得：

???tan?og?cos2?sg? ……③ tan?o???tan?og?cos?rg?tan?og?sin?rg ………④ 而tan?og??tan?og?sin?rg?tan?og?cos?rg ………⑤ tan?sg将?og??5?，?sg????6?，?rg??r?90.52?代入④、⑤中，得

???tan?og?cos?rg?tan?og?sin?rg??0.106，所以?og???6.04? tan?og??tan?og?sin?rg?tan?og?cos?rg??0.087， 所以?sg???4.95? tan?sg???4.95?代入③，得： ???6.04?，?sg再将?og

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???tan?og?cos2?sg??0.105， tan?o??5.995?，可以满足切削要求。 所以?o???o?，故?og??5.995?,取?og??6?。 刀槽副后角?og综合上述计算结果，可以归纳出：

车刀的几何角度：

??5.995? ?o?15?,?o?4.946?,?r?90?,?r??14.48?,?s??6?,?o刀槽的几何角度：

??14.5?,?sg??6?,?og??6? ?og??5?,?og?5?,?rg?90?,?rg5、计算铣制刀槽时需要的角度

参照2.4.4.4[2]中刀片断削槽形式和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件，选用A型断削槽，断削槽的尺寸在选定刀片型号和尺寸后，便可确定。

综合以上七方面的选择结果，确定选用好的刀片型号是：TNUM220412（表2.11②），其具体尺寸为：L?d1?5.19mm, m?17.859mm,r??1.2mm;

s?4.76mm,3d?38.105mm，

刀片刀尖角?b?60?；刀片刃倾角?sb?0?；断削槽宽Wn?3mm；取法前角?nb?20?。

6、计算刀槽最大负前角?gg及方位角?gg

将?og??5?、?sg??s??6?代入tan?gg??tan2(?og)?tan2(?sg)，得：

tan?gg??tan2(?og)?tan2(?sg)??0.137，则?gg??7.79?

将?og??5?、?sg??s??6?代入tan?gg?tan(?og)/tan(?sg)，得：

tan?gg?tan(?og)/tan(?sg)?0.382，则?gg?39.77?

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