1、金属切削刀具课程设计说明书班 级 XX 级机制 X 班 姓 名 XXX 学 号 XXXXXXXXX 二一四年五月机械工程学院目录工作任务书 1一、材料分析 2二、选择刀具参数 2三、选择切削用量 3四、机床选择 3五、刀具更换周期 3六、功率校核 4七、刚度校核 4八、选择切削液 5刀具简图 5参考文献 6- 0 -工作任务书加工如下零件（外圆部分） ，材料 40Cr，毛坯为出厂 30 圆钢，单件生产，试确定加工方案。技术要求：（1）表面无接痕；（2）表面硬化程度不超过 20%；（3）表面无残余应力和微裂纹。任务参考：（1）选择（设计）刀具（2）确定切削用量（3）机床选择和功率校核（4）确定刀
2、具更换周期- 1 -一、 材料分析40Cr：属于合金结构钢，塑性韧性良好，中碳钢，调质后切削加工型好。成分：碳 0.370.45，硅 0.170.37，锰 0.50.8，铬 0.81.1 调质处理：850淬火加热油淬，520回火后，抗拉强度为 980Mpa，屈服强度为 800Mpa，断面收缩率 45%，伸长率 18%，冲击韧性为 588.3KJ/ ，热导率 33.6w/(m.k).由表 4-3 查出 40Cr 各项性能的加工性等级为：4-5-2-3-6，所以 40Cr 是较难切削的金属材料。二、 选择刀具参数1、刀具材料由表 4-11 查出应使用 YW 系列刀具材料由表 2-3 查出应选用 Y
3、W1 刀具材料2、 选择车刀合理角度参照表 4-5、4-7 及图 4-14、4-17 等选取如下五个主要角度。粗加工前角 o=13 硬质合金刀具的抗弯强度较低，故前角选择小，为了增大刀的强度使刀更加锋利，减小切屑变形和摩擦。后角 o=8 后角主要影响刀具后面与切削表面间摩擦，为了提高刀具的强度。大的后角可以减小摩擦，提高已加工表面质量，延长刀的寿命主副偏角 Kr=75 Kr=15 增大主偏角，使背向力 Fp 减小，让切屑平稳，切屑厚度增加，切屑性能变好。刃倾角 s=-3 选用负的刃倾角可以增大刀头强度，提高切削刃的抗冲击能力。精加工前角 o=15 精加工切削量小，大的前角可以使刀更加锋利，减少
4、摩擦降低切屑力与热后角 o=10 为了提高刀具的强度。大的后角可以减小摩擦，提高已加工表面质量，延长刀的寿命主副偏角 Kr=75 Kr=15 减小表面粗糙度刃倾角 s=3 防止切屑划伤已加工表面。综上得角 o o o Kr Kr s粗加工 13 8 8 75 15 -3- 2 -精加工 16 10 10 75 15 33、精加工时刀尖圆弧半径 r 及断屑槽增大刀尖圆弧半径 r，能明显减小表面粗糙度，并增加刀尖强度和改善散热条件。由图 4-14 得出刀尖圆弧半径 r=3 mm采用外倾式断屑槽，切屑易折小段，并流向加工表面。由表 4-2 查出断屑槽宽度 LBn=3.0 mm 外倾式角为 r=3三、
5、选择切削用量有题可知总切削量 ap=（30-28）/2=1mm取粗加工 ap=0.6mm f=0.2mm/r精加工 ap=0.4mm f=0.1mm/r四、机床选择选用机床 CA6140 普通车床车床主要性能：床身最大回转直径 400mm，刀架上最大回转直径 210mm，主电机功率：7.5k该机床为普通精度级，机床能达到的加工精度；精车外圆为 0.01mm，精车外圆的圆柱度为 0.01mm/100mm，精车螺纹的螺距精度为 0.06mm/300mm，精车的表面粗糙度为 1.252.5m。0.8 的精度，一般车床是达不到的。图纸上一般如果标注的 0.8 的粗糙度精度，就是说是需要进行磨床加工的。
6、五、刀具更换周期由表 3-3 确定刀具寿命 T 为 60 min查表 3-4 得，Cv=291 m=0.2 Xv=0.15 Yv=0.20 KMV=0.87 KKrV=0.86 KSV=1 KtV=1Kv=KtVKKrVKSVKMV=0.75粗加工=100 m/minn =1000Vc / D=1061 r/min - 3 -实际转 速按车床转速相近值取 1000r/minVc= Dn/1000=94.2m/min精加工=140 m/minn =1000Vc / D=1486 r/min 实际转速按车床转速相近值取 1500r/minVc= Dn/1000=141.3m/min粗加工 =3.4
7、6 T=500minKfavCTvpcVmyxvtm=20s N=T/tm=1500 个所以粗加工 1500 个左右工件需要更换刀片精加工 =3.2 T=335.5minfvpcVmyxvtm=10s N=T/tm=2000 个所以精加工 2000 个左右工件需要更换刀片六、功率校核查表 3-1、3-2 得Kc=3777，nFc =-0.15，KroFc =0.95，KrrFc =0.92Fc=Kcapfvc-nFcKroFcKrrFc =1985NPc=FcVc/(60x103)=3.31kwPe= Pc / c=3.31/0.75=4.4kw 7.5kw所以机床功率满足，适合切削。七、刚度校核- 4 -已知 FP=38N 跨度 150mm 许用应力 800Mpa许可用挠度【W】=0.02E=210GPa I=2370cm4W= EILFP483=0.166990.2所以刚度满足。八、切削液的选择切削液的主要作用有两个：冷却和润滑。切削液的冷却作用是通过切削热的传导等带走大量切削热，从而降低切削温度，减小工件变形，提高刀具的耐用度和加工质量。所以切削液选用一般的乳化液粗加工刀具简图- 5 -参考文献:陆剑中孙家宁金属切削原理与刀具第 5 版机械工业出版社
