75°可轉位外圓車刀

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1、機械制造技術基礎課程設計說明書 1 75°可轉位外圓車刀 已知:工件材料Cr18NiTi，使用機床CA6140，加工后dm=26,Ra=3.2,需粗、半精車完成，加工余量3.0mm，設計裝C刀片75°直頭外圓車刀。 設計步驟： 1.選擇刀片夾固結構 考慮到加工是在CA6140普通機床上進行，屬于連續(xù)切削，參照表2-1典型車刀夾固結構簡圖和特點，采用偏心式刀片夾固結構。 2．選擇刀片材料 由原始條件結構給定：被加工工件材料為灰鑄鐵，連續(xù)切削，完成粗車、半精車兩道工序，按照硬質合金的選用原則，選取刀片材料（硬質合金牌號）為YG6。 3.選擇車刀合理角度 根據刀具合理幾何

2、參數的選擇原則，并考慮到可轉位車刀：幾何角度的形成特點，選取如下四個主要角度 （1） 前角=14°，（2）后角=6° （3）主偏角=75°，（4）刃傾角=-6° 后角的實際數值以及副后角和副偏角在計算刀槽角度時，經校驗后確定。 4.選擇切削用量 根據切削用量的選擇原則，查表確定切削用量為： 粗車時：切削深度ap=3mm，進給量f=0.5mm/r，切削速度v=90m/min 半精車時:ap=1mm，f=0.4mm/r，v=130m/min 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式，因此應選用有中心固定孔的刀片。 （2）

3、選擇刀片形狀 按選定的主偏角=75°，選用棱形80°刀片。 （3）選擇刀片精度等級 選用U級 (4)選擇刀片邊長內切圓直徑d（或刀片邊長L） 根據已選定的ap,Kr,λs，可求出刀刃的實際參加工作長度Lse。為； Lse===3.123mm L﹥1.5Lse=4.685 因為是棱形 ，d?4.525 (5)選擇刀片厚度S 根據ap,f，利用諾模圖，得S≧4.8 （6）選擇刀尖圓半徑rε：根據ap,f, 利用諾模圖，得連續(xù)切削=0.8 （7）選擇刀片斷屑槽型式和尺寸 根據條件，選擇V型。當刀片型號和尺寸確定后，斷屑槽尺寸便可確定。 確定

4、刀片型號：CNUM160608-V1，尺寸為 L=16.1mm,d=15.875,S=6.35mm,d1=6.35mm,m=3.97mm, =0.8mm 刀片參數：P32前角1-7，P34 1-8后角P35標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.確定刀墊型號和尺寸 硬質合金刀墊型號和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結構的需要及刀片型號和尺寸： 適合于偏心式夾固結構的需要，并于刀片型號CNUM160608-V2相對應的硬質合金 刀墊得型號為：C16B,其具體尺寸為： L=14.77 mm,S=3.

5、18 mm,d1=6.1, =1.2mm，D=8.5，C=2.0 7.計算刀槽角度可轉位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關系 刀槽角度計算步驟： （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） 驗算車刀后角α0 車刀后角α0

6、的驗算公式為 tgα0= 當αab=0°時，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，可以滿足切削要求。 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°

7、-Krg-rg=180°-Kg-g 車刀刀尖角r的計算公式為 ctgr=[ctgrg√1+（tgγrgcosλs）2-tgγrgsinλs]cosλs 當rg=80°時，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

8、 K′rg=24.5° （6）檢驗車刀副后角α′g 車刀副后角α′g的驗算公式為 tgα′r= 當αrg=0°時，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°

9、 =-0.087 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° 綜合上述計算結果

10、，可以歸納為； 刀具的幾何角度為； 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號鋼為刀桿材料，熱處理硬度為HRC38-45，發(fā)黑。 （2）選擇刀桿尺寸 1選擇刀桿截面尺寸 因為加工使用CA6140普通車床，其中心高為200cm，并考慮到為提高刀桿，選取刀桿截面尺寸BxH=25x25mm 由于切削深度ap=3，進給量f=0.5mm/r

11、，可以不必校驗刀桿強度。 2.選擇刀桿長度尺寸 選取刀桿長度為150mm 9.選擇偏心角及其相關尺寸 （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。 （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，并取螺釘偏心銷轉軸直徑d2為M6. (3)計算偏心銷轉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

12、工作圖 （1）偏心式75°硬質合金可轉位外圓車刀見圖2-9. (2) 偏心式 75°硬質合金可轉位外圓車刀刀桿見圖2-10 2工藝規(guī)程設計 2.1有關零件的結構分析和功用 2.1.1零件的功用 題目所給定的零件是連接套,在生產中起到連接作用，零件上有兩個ψ40mm的孔用于與其它零件的連接。 2.1.2零件的結構分析 連接板有一組通孔，他們的相互之間有一定的位置要求。 2.2.課題（提供的技術資料） 2.2.1生產綱領 由于本項目是大批量生產，所需工序分散型生產，由此以合理的工藝布置達到最

13、高的經濟效益， 2.2.2技術資料 參考文獻《機械加工余量手冊》、《機械制造工藝設計簡明手冊》、《金屬切削手冊[第三版]》、《實用機械加工工藝手冊》 2.3毛坯的種類 2.3.1確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經常承受交變載荷及沖擊載荷以鑄造的形式制造毛坯. 鑄造將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進鑄型里，經冷卻凝固、清整處理后得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件（零件或毛坯）的工藝過程。 2.4定位基準的選擇原則 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確合理，可以保證加工質量，提高生產效率。否則，

14、就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。 2.4.1粗基準的選擇 分析該零件，該零件符合粗基準選擇原則，即以選擇要求加工余量小而均勻的重要表面為粗基準，以保證該表面有足夠而均勻的加工余量，因此根據粗基準選擇原則選取以孔Φ40的上端面為粗基準，加工底面，使底面達到加工要求。 2.4.2精基準的選擇 精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 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，應該使零件的集合形狀、尺寸

15、精度與位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序分散來提高生產力。除此之外，還應該考慮經濟效率，以便使生產成本盡量降低。 2.5.2擬訂工藝路線 工藝路線1. 工序1 鑄造毛坯 工序2 時效處理 工序3 利用銑床加工A平面，以B平面為粗基準 工序4利用鏜車對孔進行加工,以A、B平面為精基準 工序5利用鉆床加工4個Φ12的孔，以A、B為精基準 工序5 鉗工剔毛刺 工序6 終檢 經過工藝方案的比較和分析確定工藝路線確定如下： 工藝路線2 工序1 鑄造毛坯 工序2 時效處理 工序

16、3 利用銑床加工表面，依此定位銑各個表面，達到粗糙度要求 工序4 利用鏜床按要求鏜各個孔并達到粗糙度要求 工序5 利用鉆床加工孔，絲錐攻螺紋 工序6 鉗工剔毛刺 工序7 終檢 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “連接板”零件材料為RT200，，生產類型為大批生產，可以采用鑄造毛坯。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、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》可知，鑄件輪廓尺寸235x35x60mm。 長度方向的余量查《工藝手冊》表2.2-25，其余量值規(guī)定為2.5-

17、5mm，現取3.0mm. 1． 鉆2個Φ20孔 2 銑削余量:銑削的余量(單邊)為: Z=3 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大及最小之分。 由于本設計規(guī)定的零件為大批生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 2.7．確定切削用量 工序3：利用銑床 粗銑 精銑 工序7：利用鏜床 粗鏜 精鏜 工序8：利用立式鉆床 2.8工時定額的確定 2.8.1計算工時定額 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(參考《切削手冊》) 切削速度:參考有關手冊,確定 采用雙銑刀, , 現采用X62臥式銑床,根據機床使用說明書,取,故實際切削速度為 工作臺每分鐘進給量為： 根據X62型銑床工作進給量（表4.2-40），選擇 ， 切削工時： 精銑可得： 綜上所述： 最后將各工序切削余量、工時定額的計算結果，連同其他加工數據，一并填入機械加工加工藝過程卡片和機械加工工序卡片中。