可轉位車刀大作業(yè)

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1、目錄 第1章 題目要求 2 第2章設計計算過程 . 2.1選擇刀片夾固結構 ??…...2. 22選擇刀片結構材料 ......2 2.3 選擇車刀合理角度 …………………………………………………… 2 2.4 選擇切削用量 ………………………………………………………… 3 2.5 選擇刀片型號和尺寸 ………………………………………………… .3 2.6 選擇硬質合計刀墊型號和尺寸 ……………………………………… 4 2.7 計算刀槽角度 ………………………………………………………… .4 2.8 選擇刀桿材料和尺寸 ………………………………………………… 6 2

2、.9 選取偏心銷機器相關尺寸 6 第3章 繪制車刀結構簡圖 ………………………………………… 7 結語 …………………………………………………………………… 8 參考文獻 8 機械制造技術基礎課程設計 第1章題目要求 第11頁共8頁 ① 車直徑150外圓及大端倒角 ② 工件材料：Q235. ③ Ra=3.2. ④ 工件形狀如下圖所示。 3.2 二 053- 兩端倒角1 X 45 100 200 第2章設計計算過程 2.1選擇刀片夾固結構 工件的直徑 D為150mm ,工件長度L = 200mm ,因此可以在普通機床

3、 CA6140上加工。 表面粗糙度 3.2um,半精加工可以達到，選用偏心式刀片加工結構較為合適。 (如附圖一) 忠稱 結構簡圖 堵構筒單、緊夾固耳件少,占據拉 ■小，制遣容JS.咸本AL不陰砰切屑祗 動■適合于在中、小眾車床上進ft連響 切創(chuàng)。鈦點堪刀片拄柱只能有-牛制 面靠躍刀糟的櫥毎也面,若錢用掾釘價 心曹酎,只能柱下心構夾園 刀片 附圖一 2.2選擇刀片結構材料 被加工材料為 Q235,連續(xù)切屑，且加工工序分為粗車、半精車兩道工序，因此刀片材 料可以采用 YT系列，丫T15宜粗加工，丫T30宜精加工，本題要求達到半精加工，因此材料選擇 (硬質合金牌號)YT30 2.3擇車刀

4、合理角度 根據《機械制造設計基礎》刀具合理幾何參數的選擇，并考慮可轉位車刀幾何角度的形 成特點，四個角度做如下選擇： (1) 前角丫 0:由《機械制造設計基礎》表 3.16查得丫 0=25 (2) 后角a 0：由《機械制造設計基礎》表 3.16查得a 0=10° (3) 主偏角Kr :根據題目要求選擇 Kr = 45° (4) 刃傾角入s：因題目要求 Ra = 3.2,即使入s選擇負值，切屑流向已加工表面也 能用半精車達到要求，故獲得大于 0的副后角a o'和后角a 0，選擇入s= -5 后角a 0的實際數值和副后角 a o',副偏角Kr'在計算刀槽角度時經校驗后確定。 2.4

5、選擇切削用量 根據切削用量的選擇原則，查《機械制造設計基礎》表 3.21和表3.22確定切削用量。 毛坯選擇D = 160mm 粗車時，切削深度 ap=3mm,進給量f=0.6mm/r,切削深度v=80m/min 半精車時，切削深度 ap=1mm,進給量f=0.3mm/r,切削深度v=140m/min 2.5選擇刀片型號和尺寸 (1) 選擇刀片有無中心固定孔 由于刀片夾固結構已選定為偏心式，因此應選用有中心固定孔的刀片 (2) 選擇刀片形狀，刀片精度等級和刀片斷屑槽情況 按選定的主偏角 Kr=45。，選用正方形刀片，刀片的后角為 0。，刀片精度等級 U 級，有斷屑槽的單面刀

6、片，根據《機械制造設計基礎課程設計補充資料》中可轉位車刀 表6-18選擇的編號為 SNUM ) (3 )選擇刀片斷屑槽的類型和尺寸，參照《機械制造設計基礎課程設計補充資料》中可 轉位車刀，刀片斷屑槽的類型和尺寸的選擇原則選擇 A型 (4)選擇刀片邊長內切圓直徑 d(或刀片邊長)和刀片厚度 根據已選定的 ap=3mm K-45° 入s=-5 °，可求出刀刃的實際參加工作長度 Lse為： Lse = ap sin kr cos ■ s =4.259mm sin 45 cos(-5) 校核計算數據，由附圖二中的表，通過已知的 ap=3mm Kr=45可以查得，切削刃

7、有效 長度=4.3mm,按附圖中所示，計算出刀片的切削刃長度(即邊長) L>=1.5L se=1.5x4.259=6.388mm. 衰業(yè) 打片育強悵屋 rum ■ 2 ； 4 5 6 1 S ￥ 1 ■: Ji 4 § 萍 7 K IF 7? 1" 2 1 亂1 4 1 5 2 Ci.3 7.J H,> 11 hiei I.J 3 H 3鼻 4 7 5 H bZ W,A iz i ]M 1.4 2 ￥ 57 m la ? 15 ■JT

8、 1)劃 2 J 古 A J4 12 ij it IS 20 uv 1孫 15 4 1^ J<1 2U 24 2? U J5 3H L 百最切曲氐［F f-新網測怯直 Ifl I川片酷狀號有規(guī)長度 附圖二 按已選的刀片斷屑槽類型 A型，選擇L=d=14.88mm,編號為12 （5）根據已選定的ap=3mm參照山地微克中切深與刀片尺寸的大致對應關系 （附圖2）, S=14.88*0.7 ?6.35 mm，編號為 06 切削刃低度的選擇方注與切深有關.即便卑片成本稿高.快切削刃的刀片可以避免參次切削.綜合成本低」

9、穩(wěn)定期工找態(tài)來看，切深的大致墓準：9.&25mm刀片的切泱為37%, 12.7mm刀片的切深^50%, l5.80mr 片的切深為57%5 19.05mm刀片的切深為67%.簡而育之*切深的推薦值分別為40%. 50%. 50腿和7的匕 一般來說，切深完全接近切削刃長的切削星十分施臉的.切深高于前迷百分比的切剛.必狐具體情況具體對 刀片的甘度根據斗刃佞已由標準確定”斷膚樓的選擇參照肓續(xù)內容. （6）選擇刀尖圓弧半經 re ,根據已選擇的粗加工 ap=3mm , f=0.6mm/r ;及《機械制 造技術基礎課程補充資料》 選擇刀尖圓角半徑的諾莫圖 2.4,求得連續(xù)切削時r=1.2mm V

10、 及《機械制造設計基礎課程設計補充資料》選擇刀尖圓弧半經 re = 1.2mm。編號為12 寫 一 「亠 確定選用刀片的型號：SNUMER -\3 L=d=14.88mm S=6.35mm d仁6.35mm刀片刀尖角 e b=90° 刀片刃傾角 入sb=0 斷屑槽寬=3mm 倒圓刀刃，切削方向為R 刀片角度 rnb=20° , a nb=0° ,入 nb=0° . 2.6選擇硬質合計刀墊型號和尺寸 硬質合金刀墊形狀和尺寸的選擇，取決于刀片加固結構及刀片的型號和尺寸，選擇 與刀片形狀相同的刀墊，正方形，中間有圓孔，選擇型號為 S13B型刀墊，長度為長度 L=12.7mm

11、 S=4.76mm 中心孔直徑 d1=7.6mm 材料 YG8 2.7計算刀槽角度 可轉為車刀幾何角度，刀片幾何角度，刀槽幾何角度之間的關系： 刀槽角度的計算： ①、刀桿主偏角 Krg=Kr=45 ° ②、刃傾角 入sg=入s =-5 ③、刀槽前角丫 og ； Y Y■行. n nb ng 7 ng -nb tan n =tan 0 cos ’s tan ng =tan ogcos's 將Y o=25 , 丫 nb=20 ,入s=-5 代入下式: tan °-也 , 斗 cos 扎 tan 25-ta n20/cos5 tan og - 1 + tan

12、70 tan Ynb cos hs 1 + tan 25 tan 20cos5 =0.0866 貝V y og=4.95 取 y og=5 ④、刀槽最大傾斜角與方位角計算 tan gg - - tan2 og tan2 'sg - - tan2(5 ) tan2( —5 ) - -0.124 丄 tan?og ta n(5°) ‘ tan .gg 1 tan% tan(-5°) 則■ gg =-45 gg =-7 ⑤ 、驗算車刀后角 車刀后角a0的驗算公式為 (tan anb — tan ；°g cos?%) tan a 0 = 1 tan anb tan og cos

13、■ s 』 2 當 a*b =0 時，則上式成為：tan a ° =- tan og cos' x’s 將丫 og=-5 ° ,入 s =-5 ° 代入上式 tan a 0 =- tan og cos2 \ = tan(-5 )cos2(-5 )= 0.0868 則a 0= 4.96°前面所選后角a0=10 ，與驗算值有差距，故車刀后角 a°應選a°=5才能與驗算 角度接近，則刀桿后角 aog疋a 0=5 ⑥ 、計算刀尖角和刀槽副偏角 Krg ' =Kr ' =180- K r- ￡ r ；COS ￡ r =-tan og S“ 入 sCOS 入 s 將 og =-5

14、° ,入 s =-5 ° 代入 得 cos ￡ r=- tan(-5 ° )sin(-5 ° )cos(-5 ° )=-0.00759 ￡ r=89.56 ° 故;Krg' =Kr' =180° - 45 ° -89.56 ° =45.44 °，取 Krg '= 45° ⑦ 、驗算刀槽副后角：01 車刀副后角的驗算公式為： ' tan anb — tan ?og coshog tan a0= ; ' 廠 1 tan anb tan og cos ' sg 將丫 og=-5 ° , ' sg = 1 s =-5° , ；rg = ；r =89.56° 代入下式: ' ' 2 '

15、 當 anb' =° 時，tan a° = -tan og cos ■ sg I I 而 tan og = tan os sin ；rg +tan ■ sg sin ；rg =tan(「5o)sin (89.56o)+ttan(-5o)sin(89.56o) => og =-9.92 ° I I tan ■ og =tan os sin ；rg +tan ■ sg sin 飛 =tan(-5o)sin (89.56 o)+ttan(-5o)sin (89.56 o) => og =-9.92 ° 再將 og =-9.92 .. og =-9.92 代入得 ' 2 ' tan

16、a0 = - tan(—9.92 )cos (一9.92 ) => a0=9.96 ° 可以滿足切削要求 刀槽副后角aog & a o,故a og =9.96 取aog =10 綜上述計算結果，可以歸納出： 車刀：丫 o=25 °,鳥0 =5 ° , Kr=45 ° , Kr' =45 °,入 s =-5 °,二0 =10 ° ; 刀槽：;/og =-5 °, a 0g =5 ° ,Krg=45 , Krg =45 ,入 sg =--5 ° ,C(0g" =10 ° 2.8選擇刀桿材料和尺寸 ① 、選擇刀桿材料::為保證刀桿強度,增加刀桿使用壽命,刀桿材料選擇45鋼 HRC38~

17、45 ，發(fā)黑處理 ； ② 、選擇刀桿尺寸： ⑴選擇刀桿截面尺寸：B x H=20 x 25mm2 ⑵選擇刀桿長度尺寸：刀桿長度選150mm 2.9選取偏心銷機器相關尺寸 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. ② 選擇偏心銷直徑d c和偏心量 d1=6.35mm,代入偏心銷直徑公式式 ：dc=d 1-(0.2~0.4mm) =6.35-(0.2~0.4mm)=6.15~5.95mm 故可取d c=6mm 偏心量 e可用:e= 1 dc (7 ~ 10) 2 mm =0.3~0.428mm 則e可取0.4mm 為使刀具

18、夾固可靠，可選用自鎖性能較好的螺釘偏心銷，并取螺釘偏心銷轉軸半徑 d2 =M6 ③ 計算偏心銷轉軸孔中心在刀槽前刀面上的位置 ，根據前面已選好的各尺寸 d 1=6mm, d=12.7mm, d c=6mm, e=0.4mm, 取一：=30，代入下式 127 m 0.75si n30 = 6.725 2 12.7 n 0.75cos30 = 5.70 2 第3章繪制車刀結構簡圖 (1)偏心式45°硬質合金可轉位外圓車刀刀桿 A4 - A、 (2)安裝刀片和刀墊后，二維圖

19、 結語 很感謝王老師給予的指導，通過對機夾可轉位車刀的結構、幾何參數和切削性能的分 析可知，刀片及刀體自身的結構參數對整個車刀的切削性能有著至關重要的影響。 在實際生 產中，刀體的結構參數基本上是不變的， 只有通過改變刀片的幾何參數來改善機夾可轉位車 刀的切削性能，從而使刀具在生產加固中達到最佳的切削狀態(tài)。 參考文獻 [1] 李旦,韓榮第，鞏亞東，陳明君?機械制造技術基礎?哈爾濱工業(yè)大學出版社.2009.2 [2] 王娜君.機械制造技術基礎課程補充材料 .2010.3 [3] ,機械工人（冷加工）2003年第6期，《車削可轉位刀片的選擇》，