可转位车刀设计中有关角度的计算

硬质合金可转位车刀设计文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]七、硬质合金可转位车刀设计［原始条件］加工推动架工序1中车￠50端面，工件材料HT200，铸件。

表面粗糙度要求达到Ra6.3，需采用粗车完成其端面车削，总余量为3 mm，使用机床为CA6140普通车床。

试设计一把硬质合金可转位车刀。

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，由《切削手册》表4-22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HT200，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YT15。

（3）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?o= 5°；③主偏角k r = 90°；④刃倾角λs= -6°。

后角?o的实际数值以及副后角??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=3mm，进给量f=0.5mm/r，切削速度v=122m/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选择刀片形状。

按选定的主偏角k r = 90°，根据《切削手册》表4-20刀片形状的选择原则，选用正三角形刀片。

③选择刀片精度等级。

由《切削手册》表4-17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=3mm，k r = 90°和λs= 0°，将a p、k r和λs代入《金属切削刀具课程设计指导书》公式（2.5），可求出刀刃的实际参加工作长度Lse为L se =srpkaλcossin=︒-︒6cos90sin3=3.0mm则所选用的刀片边长L应为L＞1.5 Lse=1.5×3.016=4.50mm因为是正三角形刀片，L=√3d d=2.60mm⑤选择刀片厚度s。

Harbin Institute of Technology课程大作业说明书课程名称：设计题目：院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学目录设计题目 (3)可转位端面车刀设计 (3)一、选择刀片夹固结 (3)二、选择刀片结构材料 (3)三、选择车刀合理角度 (3)四、选择切屑用量 (4)五、刀片型号和尺寸 (4)六、选择硬质合金刀垫型号和尺寸 (5)七、计算刀槽角度 (5)八、计算铣制刀槽时所需的角度 (7)九、选择刀杆材料和尺寸 (8)十、上压式结构 (8)十一、绘制车刀结构简图 (9)参考文献 (10)设计题目设计车小端端面的可转位车刀可转位端面车刀设计一、选择刀片夹固结工件的直径D为160mm，工件长度L=200mm。

因此可以在普通机床CA6140上加工。

表面粗糙度要求3.2μm，为精加工，但由于可转为车刀刃倾角通常取负值，切屑流向已s加工表面从而划伤工件，因此只能达到半精加工，按题设要求，采用上压式的夹紧方式。

二、选择刀片结构材料加工工件材料为HT200，且加工工序为粗车，半精车了两道工序。

由于加工材料为铸铁，因此刀片材料可以采用YG 系列，YG8用于粗加工脆性材料，YG6用于半精加工脆性材料，本题要求达到半精加工，因此材料选择YG6硬质合金。

三、选择车刀合理角度根据《机械制造技术基础》刀具合理几何参数的选择，并考虑可转位车刀几何角度的形成特点，四个角度做如下选择：前角0γ：根据参考文献[1]表3.16，工件材料为HT200，半精车，因此前角可选0γ8=︒， 后角o α：根据参考文献[1]表3.17，工件材料为HT200，半精车，因此后角可选0α4=︒， 主偏角γκ：/ 1.25L d =，工艺系统刚度良好，故采用正方形刀片，主偏角γκ75=︒， 负偏角'γκ：工艺系统刚度良好，为减小已加工表面的粗糙值，取负偏角'γκ5=︒， 刃倾角s λ：为了获得大于0的后角0α及大于0的副刃后角'0α，取刃倾角s λ5=-︒，后角0α的实际数值及副刃后角'0α和副偏角'γκ在计算刀槽角度时经校验确定。

硬质合金可转位（不重磨）车刀在现代机械加工中广泛应用，其刀片用机械 夹固式装夹在刀杆上，当刀片一个刀刃磨钝后，只需将刀片转过一个角度，即 可用新的切削刃进行切削，从而大大缩短了换刀和磨刀时间，提高了刀杆的利 用率，节约了成本。
二.刀具材料


1、刀具材料应具备的性能
(1)高硬度和好的耐磨性
刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属。一般刀具材料的 硬度应在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性就越好。
刀体 前刀面A 副切削刃
' 副后刀面 A
S
刀头 '
主切削刃 刀尖：
S
主后刀面
A
一尖二刃三刀面
四.车刀的安装
车削前必须把选好的车刀正确安装在方刀架上，车刀安 装的好坏，对操作顺利与加工质量都有很大关系。安装车刀 时应注意下列几点：
⑴车刀刀尖应与工件轴线等高： ⑵车刀不能伸出太长： ⑶垫刀片选择合理： ⑷车刀刀杆应与车床主轴轴线垂直。 ⑸车刀位置装正后，应交替拧紧刀架螺丝。
(a)
(b) (c) 图a～d 刃磨外圆车刀的一般步骤 a)磨前刀面 b)磨主后刀面 c)磨副后刀面 d)磨刀尖圆弧
(d)
2.磨刀注意事项
⑴磨刀时，人应站在砂轮的侧前方，双手握
稳车刀，用力要均匀。 ⑵刃磨时，将车刀左右移动着磨，否则会使 砂轮产生凹槽。 ⑶磨硬质合金车刀时，不可把刀头放入水中 ，以免刀片突然受冷收缩而碎裂。磨高速钢 车刀时，要经常冷却，以免失去硬度。
车刀不对准工件中心对角度的影响
五、车刀刃磨
无论硬质合金车刀(焊接)或高速钢 车刀，在使用之前都要根据切削条 件所选择的合理切削角度进行刃磨 ，一把用钝了的车刀，为恢复原有 的几何形状和角度，也必须重新刃 磨。

前言当前刀具结构的变革正朝着可转位、多功能、专用复合刀具和模块式工具系统的方向发展，各种精密、高效、优质的可转位刀具已应用于车削,近十年来我国工具工业有了长足进步，切削技术迅速提高，据专家分析，我国切削加工及刀具技术的水平与工业发达国家相比大致要落后15～20年。

近年来国内轿车工业引进了几条具有国际20世纪90年代水平的生产线，但所用工具的国内供给率只能达到20%的低水平。

为改变这种状况，我国工具行业需要加速进口刀具国产化的步伐，必须更新经营理念，从主要向用户“卖刀具”转到为用户“提供成套切削技术，解决具体加工问题”的经营方向上来。

要根据自身产品的专业优势，精通相应的切削工艺，不断创新开发新产品。

用户行业则应增大刀具费用的投入，充分利用刀具在提高效率、降低成本，实现最大程度的资源(如切削数据库)共享。

有关部门将产、学、研各部门的科研力量组织起来，集中优势，一方面积极引进国外先进刀具制造技术，提高刀具产品水平，加快刀具产品(尤其是数控刀具产品)的国产化步伐；另一方面应结合生产实际，系统地推广使用各种先进刀具和先进切削技术。

我们相信，通过正确的政策引导和企业的有序竞争，完全有可能使我国的切削加工与刀具技术赶上国外先进水平，并做到有所发展与创新铣削、钻削等领域，成为刀具结构发展的主流。

目录1 可转位车刀设计 (2)（1）选择刀片夹固结构 (2)（2）选择刀片材料（硬质合金牌号） (2)（3）选择车刀合理角度 (2)（4）选择切削用量 (2)（5）选择刀片型号和尺寸 (2)（6）确定刀垫型号和尺寸 (3)（7）刀槽角度计算步骤 (4)（8）选择刀杆材料和尺寸 (7)（9）选择偏心角及其相关尺寸 (7)2．图孔拉刀设计举例 (9)（1）选择拉刀材料 (9)（2）选择拉削方式 (9)（3）选择拉刀几何参数 (9)（4）确定校准齿直径（以角标x表示校准齿的参数） (9)（5）确定拉削余量 (9)（6）选取齿升量 (9)（7）设计容屑槽 (9)（8）确定分屑槽参数 (10)（9）选择拉刀前柄部形状和尺寸 (11)（10）校验拉刀强度与拉床载荷 (11)（11）确定拉刀齿数及每齿直径 (11)（12）设计拉刀其他部分 (12)（13）计算和校验拉刀总长 (12)1 可转位车刀设计设计题目已知：工件材料45钢（正火），使用机床CA6140，加工后dm=90，Ra3.2,需粗、半精车完成，加工余量自定，设计装C刀片900偏头外圆车刀1 ．选择刀片夹固结构考虑到加工是在C6140 普通车床上进行，属于连续切削，参照表1 一1 典型刀片夹固结构简图和特点，采用杠杆式刀片夹固结构。