硬质合金可转位车刀设计(待修改)

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1、四、硬质合金可转位车刀设计［原始条件］加工连杆体工序7中车大头孔，工件材料为QT450-10，铸件。表面粗糙度要求达到Ra6.3，需采用粗车，使用机床为CA6140普通车床。试设计一把硬质合金可转位外圆车刀。设计步骤为：（1）选择刀片夹固结构。考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，参照表2.1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）。由原始条件给定：被加工工件材料为QT450-10，连续切削，完成粗车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YG8。（3）

2、选择车刀合理角度。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ao=5°；③主偏角kr=75°；④刃倾角λs=-6°。后角ao的实际数值以及副后角a¢o和副偏角k¢rg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，查表确定切削用量。粗车时：切削深度ap=2mm，进给量f=0.5mm/r，切削速度v=128m/min；（5）选择刀片型号和尺寸：①选择刀片有无中心固定孔。由于刀片夹具结构已选定为偏心式，因此应选用中心有固定孔的刀片。②选择

3、刀片形状。按选定的主偏角kr=75°，参照文献5中2.4.4.2节刀片形状的选择原则，选用正方形刀片。③选择刀片精度等级。参照文献5中2.4.4.3节刀片精度等级的选择原则，选用U级。④选择刀片内切圆直径d（或刀片边长L）。根据已确定的ap=2.0mm，kr=75°和λs=-6°，将ap、kr和λs代入文献5公式（2.5），可求出刀刃的实际参加工作长度Lse为Lse===2.082mm则所选用的刀片边长L应为L＞1.5Lse=1.5×2.082=3.123mm因为是正方形刀片，所以L=d＞3.123mm⑤选择刀片厚度s。根据已选定的ap

4、=2.0mm、f=0.5mm/r及通过文献5图2.3（选择刀片厚度的诺模图），求得刀片厚度s≥3.0mm。⑥选择刀尖圆弧半径rε。根据已选定的ap=2.0mm、f=0.5mm/r及通过文献5图2.4选择刀片厚度的诺模图，求得连续切削时的rε=0.8mm。⑦选择刀片断屑槽型式和尺寸，参照文献5中2.4.4.4节中刀片断屑槽型式和尺寸的选择原则，根据已知的原始条件，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。综合以上七方面的选择结果，确定选用的刀片型号是：SNUM120408R-A4（见文献5表2.10），其具体尺寸为L=

5、d=12.70mm；s=4.76mm；d1=5.16mm；m=2.301mm；rε=0.8mm刀片刀尖角εb=90°；刀片刃倾角λsb=0°；断屑槽宽Wn=4mm；取法前角γnb=20°。(6)选择硬质合金刀垫型号和尺寸。硬质合金刀垫形状和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。本题选择与刀片形状相同的刀垫，正四方形，中心有圆孔。其尺寸为：L=11.70mm；厚度s=3.18mm；中心孔直径d1=4.4mm。材料为YG8。型号为S12N。(7)计算刀槽角度。可转位车刀几何角度、刀片几何角度、刀槽几何角度之间的关系，如文献5图2

6、.5所示。刀槽角度计算步骤是；①刀杆主偏角krgkrg=kr=75°②刀槽刃倾角λsgλsg=λs=-6°③刀槽前角γog将γo=15°、γnb=20°、λs=-6°代入式（2.8），得tanγog==-0.089则γog=-5.086°(5°5′9″)，取γog=-5°。④验算车刀后角ao。车刀后角ao的验算公式为tanao=(1)当anb=0°时，则式（1）成为tanao=-tanγogcosλs(2)将γog=-5°、λs=-6°代入式（2），得tanao=-tan（-5°）cos2（-6°）=0.87，则ao=4.946°(4°

7、56′44″)与所选角度值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角aog≈ao，故aog=5°。⑤刀槽副偏角k¢rg=kr=180°-kr-εr因为εrg=εr，krg=kr所以k¢rg=180°-krg-εrg=180°-kr-εr(3)车刀刀尖角εr的计算公式为：cosεr=[cosεrb-tangogsinls]cosls(4)当εrb=90°时，式（4）成为cosεr=-tangogsinlscosls(5)将gog=-5°、ls=-6°代入式(5)，得cosεr=-tan（-5°）sin（-6°）cos（-6°）=-0.0091εr

8、=90.52°(90°31′16″)故k¢rg≈k¢r=180°-75°-90.52°=14.48°(14°28′48″)取k¢rg=14.5°⑥验算车刀副后角a¢o。车刀副后角a¢o的验算公式为tana¢