可轉(zhuǎn)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(shè)計計算過程 . 2.1選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) ??…...2. 22選擇刀片結(jié)構(gòu)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(zhì)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(guān)尺寸 6 第3章 繪制車刀結(jié)構(gòu)簡圖 ………………………………………… 7 結(jié)語 …………………………………………………………………… 8 參考文獻 8 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)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(shè)計計算過程 2.1選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)較為合適。 (如附圖一) 忠稱 結(jié)構(gòu)簡圖 堵構(gòu)筒單、緊夾固耳件少,占據(jù)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(gòu)夾園 刀片 附圖一 2.2選擇刀片結(jié)構(gòu)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(zhì)合金牌號)YT30 2.3擇車刀

4、合理角度 根據(jù)《機械制造設(shè)計基礎(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，四個角度做如下選擇： (1) 前角丫 0:由《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)》表 3.16查得丫 0=25 (2) 后角a 0：由《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)》表 3.16查得a 0=10° (3) 主偏角Kr :根據(jù)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(fù)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(shù)值和副后角 a o',副偏角Kr'在計算刀槽角度時經(jīng)校驗后確定。 2.4

5、選擇切削用量 根據(jù)切削用量的選擇原則，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)》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(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 (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(jù)《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計補充資料》中可轉(zhuǎn)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(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計補充資料》中可 轉(zhuǎn)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(nèi)切圓直徑 d(或刀片邊長)和刀片厚度 根據(jù)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(shù)據(jù)，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(wǎng)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(jù)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(yīng)關(guān)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(guān).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(zhǔn)：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(jù)斗刃佞已由標(biāo)準(zhǔn)確定”斷膚樓的選擇參照肓續(xù)內(nèi)容. （6）選擇刀尖圓弧半經(jīng) re ,根據(jù)已選擇的粗加工 ap=3mm , f=0.6mm/r ;及《機械制 造技術(shù)基礎(chǔ)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(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計補充資料》選擇刀尖圓弧半經(jīng) 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(zhì)合計刀墊型號和尺寸 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(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(dāng) 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(yīng)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(dāng) 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(jié)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(guān)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(zhuǎn)軸半徑 d2 =M6 ③ 計算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前刀面上的位置 ，根據(jù)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(jié)構(gòu)簡圖 (1)偏心式45°硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓車刀刀桿 A4 - A、 (2)安裝刀片和刀墊后，二維圖

19、 結(jié)語 很感謝王老師給予的指導(dǎo)，通過對機夾可轉(zhuǎn)位車刀的結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)和切削性能的分 析可知，刀片及刀體自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)對整個車刀的切削性能有著至關(guān)重要的影響。 在實際生 產(chǎn)中，刀體的結(jié)構(gòu)參數(shù)基本上是不變的， 只有通過改變刀片的幾何參數(shù)來改善機夾可轉(zhuǎn)位車 刀的切削性能，從而使刀具在生產(chǎn)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(shù)基礎(chǔ)?哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2009.2 [2] 王娜君.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)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(zhuǎn)位刀片的選擇》，