75°可轉(zhuǎn)位外圓車刀

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1、1 75°可轉(zhuǎn)位外圓車刀 已知:工件材料Cr18NiTi，使用機(jī)床CA6140，加工后dm=26,Ra=3.2,需粗、半精車完畢，加工余量3.0mm，設(shè)計(jì)裝C刀片75°直頭外圓車刀。 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)： 1.選擇刀片夾固構(gòu)造 考慮到加工是在CA6140一般機(jī)床上進(jìn)行，屬于持續(xù)切削，參照表2-1典型車刀夾固構(gòu)造簡(jiǎn)圖和特點(diǎn)，采用偏心式刀片夾固構(gòu)造。 2．選擇刀片材料 由原始條件構(gòu)造給定：被加工工件材料為灰鑄鐵，持續(xù)切削，完畢粗車、半精車兩道工序，按照硬質(zhì)合金的選用原則，選用刀片材料（硬質(zhì)合金牌號(hào)）為YG6。 3.選擇車刀合理角度 根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀

2、：幾何角度的形成特點(diǎn)，選用如下四個(gè)重要角度 （1） 前角=14°，（2）后角=6° （3）主偏角=75°，（4）刃傾角=-6° 后角的實(shí)際數(shù)值以及副后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí)，經(jīng)校驗(yàn)后擬定。 4.選擇切削用量 根據(jù)切削用量的選擇原則，查表擬定切削用量為： 粗車時(shí)：切削深度ap=3mm，進(jìn)給量f=0.5mm/r，切削速度v=90m/min 半精車時(shí):ap=1mm，f=0.4mm/r，v=130m/min 5,選擇刀片型號(hào)和尺寸 （1）選擇刀片有無(wú)中心固定孔 由于刀片夾固構(gòu)造已選定為偏心式式，因此應(yīng)選用有中心固定孔的刀片。 （2） 選擇刀片形狀 按選定的主偏角=7

3、5°，選用棱形80°刀片。 （3）選擇刀片精度級(jí)別 選用U級(jí) (4)選擇刀片邊長(zhǎng)內(nèi)切圓直徑d（或刀片邊長(zhǎng)L） 根據(jù)已選定的ap,Kr,λs，可求出刀刃的實(shí)際參與工作長(zhǎng)度Lse。為； Lse===3.123mm L﹥1.5Lse=4.685 由于是棱形 ，d?4.525 (5)選擇刀片厚度S 根據(jù)ap,f，運(yùn)用諾模圖，得S≧4.8 （6）選擇刀尖圓半徑rε：根據(jù)ap,f, 運(yùn)用諾模圖，得持續(xù)切削=0.8 （7）選擇刀片斷屑槽型式和尺寸 根據(jù)條件，選擇V型。當(dāng)?shù)镀吞?hào)和尺寸擬定后，斷屑槽尺寸便可擬定。 擬定刀片型號(hào)：CNUM160608-V

4、1，尺寸為 L=16.1mm,d=15.875,S=6.35mm,d1=6.35mm,m=3.97mm, =0.8mm 刀片參數(shù)：P32前角1-7，P34 1-8后角P35標(biāo)1-9 P36粗車刀尖角=80° 刃傾角λsn=0°，法后角αsn=0°，法前角rsn=20°，斷屑槽寬度Wn=4mm 6.擬定刀墊型號(hào)和尺寸 硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸的選擇，取決于刀片夾固構(gòu)造的需要及刀片型號(hào)和尺寸： 適合于偏心式夾固構(gòu)造的需要，并于刀片型號(hào)CNUM160608-V2相相應(yīng)的硬質(zhì)合金 刀墊得型號(hào)為：C16B,其具體尺寸為： L=14.77 mm,S=3.18 mm,d1=6.1, =1.

5、2mm，D=8.5，C=2.0 7.計(jì)算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關(guān)系 刀槽角度計(jì)算環(huán)節(jié)： （1） 刀桿主偏角 Krg=Kr=75° （2）刀槽刃傾角λsg sg=s=-6° （3） 刀槽前角γog刀槽底面可看作前刀面，則刀槽前刀角γog的計(jì)算公式為： Tgγog= 將γo=14°，γab=20°，λs=-6°代入式 得： ==-0.107 則γog=-6.107° 取γog=-6° （4） 驗(yàn)算車刀后角α0 車刀后角α0的驗(yàn)算公式為

6、tgα0= 當(dāng)αab=0°時(shí)，則 Tgαo=-tgγogcos2λs 將γog=-6°，λs=-6°代入 得； tgαo=-tg（-6°）cos2（-6°）=0.104 則 αo=5.937 與所選后角值相近，可以滿足切削規(guī)定。 而刀桿后角αab=αa 故αab=5.937°，取αab=6° （5） 刀桿副偏角K′rg ∵ K′rg=K′r 而 K′r=180°-Kr-r 又∵rg=r，Krg=Kr ∴K′rg=180°-Krg-rg=180°-Kg-g

7、 車刀刀尖角r的計(jì)算公式為 ctgr=[ctgrg√1+（tgγrgcosλs）2-tgγrgsinλs]cosλs 當(dāng)rg=80°時(shí)，則為 ctgr=[ctg80-tg sin]cos 將γrg=-6°，λs=-6°代入 得 ctgr=[ctg80-tg(-6) sin(-6)]cos(-6)=-9.516 則 r=80.63° 故 K′rg= K′r=180°-75°-80.63° =24.37° 取 K′rg=2

8、4.5° （6）檢查車刀副后角α′g 車刀副后角α′g的驗(yàn)算公式為 tgα′r= 當(dāng)αrg=0°時(shí)，則式為 tgα′r=-tgγ′rgcos2λ′rg 而 tgγ′rg=--tgγrgcosrg+tgλrgsinrg tgγ′rg=tgγrgsinrg+tgλrgcosrg 將γrg=-6°，λrg=λr=-6°，rg=r=80.63°代入 得； tgγ′rg=-tg（-6°）cos90.63°+tg（-6°）sin80.63° =-0.087

9、 則 γ′rg=-4.97° tgγ′rg=tg（-6°）sin90.63°+tg（-6°）cos80.63° =-0.121 則 λ′rg=-6.9° 再將γ′rg=-6.05°，λ′rg=-5.94°代入式 得； tgα′r=-tg（-6。05°）cos2（-5。94°）=0.105 則 α′r=4.92° 可以滿足切削條件 而刀桿副后角α′rg=α′r 故α′rg=4.92°，取α′rg=5° 綜合上述計(jì)算成果，可以歸納為； 刀具的幾何角度為

10、； γo=14°，αo=6.9°，Kr =75°，K′r=24.37°，λs=-6°，α′r=4.92° 刀桿于刀槽的幾何角度為； 1γog=-6°，αog=6°，Krg=75°，K′rg=24.5°，λsg=-6°，α′rg=5° 8.選擇刀桿材料和尺寸 （1）選擇刀桿材料 選用45號(hào)鋼為刀桿材料，熱解決硬度為HRC38-45，發(fā)黑。 （2）選擇刀桿尺寸 1選擇刀桿截面尺寸 由于加工使用CA6140一般車床，其中心高為200cm，并考慮到為提高刀桿，選用刀桿截面尺寸BxH=25x25mm 由于切削深度ap=3，進(jìn)給量f=0.5mm/r，可以不必校驗(yàn)刀桿強(qiáng)度。 2.選

11、擇刀桿長(zhǎng)度尺寸 選用刀桿長(zhǎng)度為150mm 9.選擇偏心角及其有關(guān)尺寸 （1）選擇偏心銷材料 偏心銷材料選用40Cr，熱解決硬度為HRC40-45，發(fā)黑。 （2）選擇偏心銷直徑dc和偏心量e dc=d1-（0.2-0.4）mm 前面已經(jīng)選定d1=6.35-0.4=5.95mm 偏心最e即 為使刀片夾固可靠，選用自鎖性能較好得=的螺釘偏心銷，并取螺釘偏心銷轉(zhuǎn)軸直徑d2為M6. (3)計(jì)算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前面上的位置 用公式（2-6）和（2-7）將m和n求出（見圖2-4）,即；m==8.452mm =7.5mm 10.繪制工作圖 （1）偏心式75°硬質(zhì)合

12、金可轉(zhuǎn)位外圓車刀見圖2-9. (2) 偏心式 75°硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓車刀刀桿見圖2-10 2工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1有關(guān)零件的構(gòu)造分析和功用 2.1.1零件的功用 題目所給定的零件是連接套,在生產(chǎn)中起到連接作用，零件上有兩個(gè)ψ40mm的孔用于與其他零件的連接。 2.1.2零件的構(gòu)造分析 連接板有一組通孔，她們的互相之間有一定的位置規(guī)定。 2.2.課題（提供的技術(shù)資料） 2.2.1生產(chǎn)大綱 由于本項(xiàng)目是大批量生產(chǎn)，所需工序分散型生產(chǎn)，由此以合理的工藝布置達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)效益， 2.2.2技術(shù)資

13、料 參照文獻(xiàn)《機(jī)械加工余量手冊(cè)》、《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要手冊(cè)》、《金屬切削手冊(cè)[第三版]》、《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 2.3毛坯的種類 2.3.1擬定毛胚的種類及制造形式 零件材料是HT200灰鑄鐵，由于零件在工作中不受常常承受交變載荷及沖擊載荷以鍛造的形式制造毛坯. 鍛造將金屬熔煉成符合一定規(guī)定的液體并澆進(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整解決后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件（零件或毛坯）的工藝過程。 2.4定位基準(zhǔn)的選擇原則 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得對(duì)的合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的

14、還會(huì)導(dǎo)致零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 分析該零件，該零件符合粗基準(zhǔn)選擇原則，即以選擇規(guī)定加工余量小而均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量，因此根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇原則選用以孔Φ40的上端面為粗基準(zhǔn)，加工底面，使底面達(dá)到加工規(guī)定。 2.4.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇重要應(yīng)當(dāng)考慮基準(zhǔn)重疊的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重疊時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。 下圖示為工件的毛坯圖 2.5工藝規(guī)程的擬定 2.5.1制定工藝規(guī)程的原則 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使零件的集合形狀、尺寸精度與位置精度等技術(shù)規(guī)定能得到合理

15、的保證。在生產(chǎn)大綱擬定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工夾具，并盡量使工序分散來(lái)提高生產(chǎn)力。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)成本盡量減少。 2.5.2擬訂工藝路線 工藝路線1. 工序1 鍛造毛坯 工序2 時(shí)效解決 工序3 運(yùn)用銑床加工A平面，以B平面為粗基準(zhǔn) 工序4運(yùn)用鏜車對(duì)孔進(jìn)行加工,以A、B平面為精基準(zhǔn) 工序5運(yùn)用鉆床加工4個(gè)Φ12的孔，以A、B為精基準(zhǔn) 工序5 鉗工剔毛刺 工序6 終檢 通過工藝方案的比較和分析擬定工藝路線擬定如下： 工藝路線2 工序1 鍛造毛坯 工序2 時(shí)效解決 工序3 運(yùn)用銑床加工表面，依此定位銑各

16、個(gè)表面，達(dá)到粗糙度規(guī)定 工序4 運(yùn)用鏜床按規(guī)定鏜各個(gè)孔并達(dá)到粗糙度規(guī)定 工序5 運(yùn)用鉆床加工孔，絲錐攻螺紋 工序6 鉗工剔毛刺 工序7 終檢 2.6機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的擬定 “連接板”零件材料為RT200，，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用鍛造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別擬定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 2.6.1外表面輪廓的加工余量及公差及毛坯尺寸 查《工藝手冊(cè)》可知，鑄件輪廓尺寸235x35x60mm。 長(zhǎng)度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2-25，其他量值規(guī)定為2.5-5mm，現(xiàn)取3.0mm. 1．

17、鉆2個(gè)Φ20孔 2 銑削余量:銑削的余量(單邊)為: Z=3 由于毛坯及后來(lái)各道工序（或工步）的加工均有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量。事實(shí)上，加工余量有最大及最小之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)采用調(diào)節(jié)法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)節(jié)法加工方式予以擬定。 2.7．?dāng)M定切削用量 工序3：運(yùn)用銑床 粗銑 精銑 工序7：運(yùn)用鏜床 粗鏜 精鏜 工序8：運(yùn)用立式鉆床 2.8工時(shí)定額的擬定 2.8.1計(jì)算工時(shí)定額 工序4．加工毛坯尺寸為126x106的外廓表面 （1）粗銑 工序尺寸為122x102 齒(參照《切削手冊(cè)》) 切削速度:參照有關(guān)手冊(cè),擬定 采用雙銑刀, , 現(xiàn)采用X62臥式銑床,根據(jù)機(jī)床使用闡明書,取,故實(shí)際切削速度為 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： 根據(jù)X62型銑床工作進(jìn)給量（表4.2-40），選擇 ， 切削工時(shí)： 精銑可得： 綜上所述： 最后將各工序切削余量、工時(shí)定額的計(jì)算成果，連同其她加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工加工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片中。