可轉(zhuǎn)位車刀課程設(shè)計(jì)說明書

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1、可轉(zhuǎn)位車刀課程設(shè)計(jì)說明書 課題名稱： 可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)械120 姓 名： 學(xué) 號(hào)： A071201 要求 工件材料 35鋼、b/GPa0.52、HB143-178、D700.1mm、L250mm、熱處 理狀態(tài)正火處理 1 .選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 工件的直徑D為70mm,工件長(zhǎng)度L=250mm。因此可以在普通機(jī)床 CA6140 上加工。 表面粗糙度要求1.6仙叫為精加工，但由于可轉(zhuǎn)為車刀刃傾角 s通常取負(fù)值， 切屑流向已加工表面從而劃傷工件，因此只能達(dá)到半精加工。 參照《機(jī)械制造技術(shù)基石課程補(bǔ)充資料》表 2.1典型刀片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和特

2、點(diǎn)， 采用偏心式刀片加固結(jié)構(gòu)較為合適。 2 .選擇刀片結(jié)構(gòu)材料 由原始給定條件：被加工工件材料為 35鋼，正火處理，按照硬質(zhì)合金的選 擇原則，選取刀片材料為 YT15。 3 .刀具合理幾何參數(shù)的選擇和切削用量的選擇 3.1 刀具合理集合參數(shù)的選擇 根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》刀具合理幾何參數(shù)的選擇 ，并考慮可轉(zhuǎn)位車刀幾 何角度的形成特點(diǎn)，四個(gè)角度做如下選擇： 1 .前角0：根據(jù)《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》圖2.5,工件材料為35鋼（正火）, 半精車，因此前角可選0=15 ; 2 .后角0:根據(jù)《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》圖2.5,工件材料為35鋼（正火）, 半精車，因此后角可選 0=5 ;

3、 3 .主偏角：主偏角 =750 ; 4 .刃傾角s:為獲得大于0的后角及大于0的副刃后角。,刃傾角 s=6 ； 5 .后角0：后角0的實(shí)際數(shù)值及副刃后角 0和副偏角’在計(jì)算刀槽角度 時(shí)經(jīng)校驗(yàn)確定。 3.2 切削用量的選擇 根據(jù)《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》附錄II:粗車時(shí)，背吃刀量ap=3mm,進(jìn)給量 p f=0.6mm/r,切削速度 v=110m/min；半精車時(shí)，背吃刀量 ap=1mm,進(jìn)給量 f=0.3mm/r,切削速度 v=130m/min。 4 .可轉(zhuǎn)位車刀刀片型號(hào)和基本參數(shù) 4.1 選擇刀片有無中心孔 由于刀片加固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式，因此應(yīng)選用有中心固定孔的刀片。

4、 4.2 選擇刀片形狀 按選定主偏角 =75 ,參照《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》2.4.4.2節(jié)刀片形狀的 選擇原則，選用正方形刀片。 4.3 選擇刀片的精度等級(jí) 參照《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表2.4節(jié)刀片精度等級(jí)的選擇原則，一般情況 下選用U級(jí)。 4.4 選擇刀片內(nèi)切圓直徑d（或刀片邊長(zhǎng)L） 根據(jù)已確定的背吃刀量ap=3mm,主偏角 =75 ,刃傾角s=-6 ,將ap, ,s代入下式可得刀刃的實(shí)際參加工作長(zhǎng) L se為 , 3 …八 Lse 3.123mm sin cos s sin 75 cos（ 6 ） 令刀片的刃口長(zhǎng)度（即便長(zhǎng)）L=d>1.5Lse=4.685m

5、m,保證切削工作順利進(jìn)行。 4.5 選擇刀片厚度 根據(jù)已選擇白背吃刀量ap=3mm,進(jìn)給量f=0.6mm/r及《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) p 書》選擇刀片厚度的諾莫圖圖2.3,求得刀片厚度S>4.8mm0 4.6 選擇刀尖圓弧半徑r 根據(jù)已選擇白背吃刀量ap=3mm,進(jìn)給量f=0.6mm/r及《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) p 書》選擇刀尖圓角半徑的諾莫圖圖 2.4,求得連續(xù)切削時(shí)r =1.2mm。 4.7 選擇刀片斷屑梢型式和尺寸 參照《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中刀片斷屑槽類型和尺寸的選擇原則，根據(jù)已 知的已知條件，選擇A型斷屑槽。 綜上方面的選擇結(jié)果，根據(jù)《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 2.7確定選用

6、的刀片 型號(hào)為 SNUM150612。 L=d=15.875mm； s=6.35mm； d1=6.35mm； m=2.79mm； r =1.2mm； 刀片刀尖角b二90。；刀片刃傾角sb=0 ;斷屑槽寬 Wn=4mm；取法前角 bn=20。 5 .選擇硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸 硬質(zhì)合金刀墊形狀和尺寸的選擇，取決于刀片加固結(jié)構(gòu)及刀片的型號(hào)和尺 寸，選擇與刀片形狀相同的刀墊，正方形，中間有圓孔。根據(jù)《刀具課程設(shè)計(jì)指 導(dǎo)書》表2.18選擇型號(hào)為S15B型刀墊。尺寸為：長(zhǎng)度L=14.88mm,厚度s=4.76mm, 中心孔直徑d1=7.6mm,材料為高速鋼YG8。 6 .計(jì)算刀槽角度 可

7、轉(zhuǎn)為車刀幾何角度，刀片幾何角度，刀槽幾何角度之間的關(guān)系: 刀槽角度的計(jì)算： 1、刀桿主偏角1g : % = =75 2、刀槽刃傾角 sg : sg= s=-6 3、刀槽前角0g：將0=15 , bn =20 , s=-60代入下式， , tan 0 tan bn / cos s … tan og =-0.089,貝U og =-5.086 ,取 og =-5 1 tan 0 tan nb cos s 4、驗(yàn)算車刀后角a。： (tan anb tan 1 tananb tan og cos s) og cos s 車刀后角a0的驗(yàn)算公式： tana0 當(dāng)anb=0

8、時(shí)，則上式成為tana tan og cos2 s,將og=5 , s=-6。代入上式得 a0=4.95。 前面所選后角a0=5 ,與驗(yàn)算值有差距，故車刀后角a0應(yīng)選a0=5。才能與驗(yàn)算角度接 近而刀桿后角 a = a0=5 。 og …一…， 一 5、刀槽副偏角krg : krg kr 180 kr .人 K,「g 「，因此kg 180 kr ,，車刀刀尖角「的 計(jì)算公式為： cos r [cos rb\；’1 (tan og s)2 tan gsin s]cos s, 當(dāng)rb=90。時(shí)，上式變?yōu)椋? cos r tan sin _ cos q, I og s s 7

9、 將 0g =-5 , s=-6 代入上式得 r=90.52 。故 krg 180 kr r =180 -75 -90.52 ug g =14.48 ,取 krg =14.5 。 6、驗(yàn)算車刀副后角 a0 車刀副后角的驗(yàn)算公式為 tana1b tan og cos g tan a。 ； 1 tananb tan og cos sg 當(dāng) anb =0 時(shí)，tan a。 tan rOg cos2 sg,而 tan og tan g cos rg tan sg sin rg , tan og tan g sin rg tan sg cos rg , 將 0s

10、 =-5, sg = s=-6, rg = r =90.52 代入上式， ( tan og =tan(-5)sin90.52+tan (-6)sin90.52 = -0.106, ( 所以 0g =-6.04; ( tan 0g = tan( 5) sin90.52+tan (-6)sin90.52 =-0.087, ( 所以 0g =-4.95。 2 再將 0g =-6.04 0g =-4.95 代入得，tan a0 = -tan( 6.04)cos ( 4.95) =0.105,所以 a0 =5.995,可以滿足切削要求，刀槽副后角 aog = a0,故aog =5.9

11、95，取a0g =6。 綜上述計(jì)算結(jié)果，可以歸納出： 車刀的幾何角度：0 =15, 0=4.95, =75, kr=14.48, s=-6, a0=5.995, 一 刀槽的幾何角度：0g =-5 , a0g=5, krg=75 , k rg =14.5, sg =-6, a og =6 7 .計(jì)算銃制刀槽時(shí)所需的角度 7.1 計(jì)算刀梢最大副前角gg及其方位角gg 將 og =-5 , gg=-7.79,將, tan og tan gg=； tan sg = =-6 sg s D og =-5 , sg gg =0.382, 代入下式： tan gg

12、gg s=6代入下式得： gg =39.77。 2 og tan2 sg =-0.137 ,所以 7.2 計(jì)算刀梢切深剖面前角pg和進(jìn)給剖面前角fg 將 0g =-5 , sg=-6, krg=75 代入下式 tan pg = tan os sin rg+tan sg sin rg =-0.124, pg =-7.08tan fg = tan ossin rg +tan sgsin rg =-0.057 , fg =-3.28。 8 .選擇刀桿材料和尺寸 8.1 選擇刀桿材料 為保證刀桿強(qiáng)度，增加刀桿使用壽命，刀桿材料一般可用中碳鋼，采用 45號(hào)鋼，熱處理 硬度

13、為HRC38-45,發(fā)黑處理。 8.2 選擇刀桿尺寸 ⑴選擇刀桿截面尺寸.車床中心高度為 220mm，根據(jù)《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 2.37,選 2 取截面尺寸為：20X 25(mm),由于切削深度及進(jìn)給量太小 ，故強(qiáng)度足夠。 ⑵選擇刀桿長(zhǎng)度尺寸：參照《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》刀桿長(zhǎng)度選擇原則 ，選取刀桿長(zhǎng)度為 150mm. 9 .選取偏心銷機(jī)器相關(guān)尺寸 9.1 選擇偏心銷材料 偏心銷材料選用40Cr,熱處理硬度為HRC40~45,發(fā)黑處理. 9.2 選擇偏心銷直徑”和偏心量 偏心銷直徑可用下式：dc = d1-(0.2~0.4mm),由于d1 =6.35mm,取間隙最大值

14、為 0.4mm, 故可取dc=5.95mm。偏心量e經(jīng)計(jì)算可取其為 0.75mm。為使刀具夾固可靠，可選用自鎖 性能較好的螺釘偏心銷，并取螺釘偏心銷轉(zhuǎn)軸半徑 d2=M6。 9.3 計(jì)算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀梢前刀面上的位置 根據(jù)前面已選好的各尺寸 d1 =6.35mm, d=15.875mm , dc =5.95mm, e=0.75mm ,取 =30, 代入下式 m=8.14mm , n=7.19mm。 10 .繪制車刀工作圖 偏心式75硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓車刀如下圖： r—| n 10.05 001 B ? 一烹三