75°可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)刀

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1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 75°可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)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(chē)完成，加工余量3.0mm，設(shè)計(jì)裝C刀片75°直頭外圓車(chē)刀。 設(shè)計(jì)步驟： 1.選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 考慮到加工是在CA6140普通機(jī)床上進(jìn)行，屬于連續(xù)切削，參照表2-1典型車(chē)刀夾固結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和特點(diǎn)，采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)。 2．選擇刀片材料 由原始條件結(jié)構(gòu)給定：被加工工件材料為灰鑄鐵，連續(xù)切削，完成粗車(chē)、半精車(chē)兩道工序，按照硬質(zhì)合金的選用原則，選取刀片材料（硬質(zhì)合金牌號(hào)）為YG6。 3.選擇車(chē)刀合理角度 根據(jù)刀具合理幾何

2、參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車(chē)刀：幾何角度的形成特點(diǎn)，選取如下四個(gè)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(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)后確定。 4.選擇切削用量 根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定切削用量為： 粗車(chē)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(chē)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 由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式式，因此應(yīng)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(jí) 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)際參加工作長(zhǎng)度Lse。為； Lse===3.123mm L﹥1.5Lse=4.685 因?yàn)槭抢庑?，d?4.525 (5)選擇刀片厚度S 根據(jù)ap,f，利用諾模圖，得S≧4.8 （6）選擇刀尖圓半徑rε：根據(jù)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(jù)條件，選擇V型。當(dāng)?shù)镀吞?hào)和尺寸確定后，斷屑槽尺寸便可確定。 確定

4、刀片型號(hào)：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(shù)：P32前角1-7，P34 1-8后角P35標(biāo)1-9 P36粗車(chē)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(hào)和尺寸 硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀片型號(hào)和尺寸： 適合于偏心式夾固結(jié)構(gòu)的需要，并于刀片型號(hào)CNUM160608-V2相對(duì)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.

5、18 mm,d1=6.1, =1.2mm，D=8.5，C=2.0 7.計(jì)算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車(chē)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(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(chē)刀后角α0 車(chē)刀后角α0

6、的驗(yàn)算公式為 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(chē)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

8、 K′rg=24.5° （6）檢驗(yàn)車(chē)刀副后角α′g 車(chē)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°

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(jì)算結(jié)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(hào)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?yàn)榧庸な褂肅A6140普通車(chē)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(jìn)給量f=0.5mm/r

11、，可以不必校驗(yàn)刀桿強(qiáng)度。 2.選擇刀桿長(zhǎng)度尺寸 選取刀桿長(zhǎng)度為150mm 9.選擇偏心角及其相關(guān)尺寸 （1）選擇偏心銷(xiāo)材料 偏心銷(xiāo)材料選用40Cr，熱處理硬度為HRC40-45，發(fā)黑。 （2）選擇偏心銷(xiāo)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(xiāo)，并取螺釘偏心銷(xiāo)轉(zhuǎn)軸直徑d2為M6. (3)計(jì)算偏心銷(xiāo)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(jiàn)圖2-4）,即；m==8.452mm =7.5mm 10.繪制

12、工作圖 （1）偏心式75°硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)刀見(jiàn)圖2-9. (2) 偏心式 75°硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)刀刀桿見(jiàn)圖2-10 2工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)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的孔用于與其它零件的連接。 2.1.2零件的結(jié)構(gòu)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(shù)資料） 2.2.1生產(chǎn)綱領(lǐng) 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

13、高的經(jīng)濟(jì)效益， 2.2.2技術(shù)資料 參考文獻(xiàn)《機(jī)械加工余量手冊(cè)》、《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(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(lèi) 2.3.1確定毛胚的種類(lèi)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(jīng)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(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件（零件或毛坯）的工藝過(guò)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。基面選擇得正確合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，

14、就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(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，即以選擇要求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)選擇原則選取以孔Φ40的上端面為粗基準(zhǔn)，加工底面，使底面達(dá)到加工要求。 2.4.2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(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)該使零件的集合形狀、尺寸

15、精度與位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)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)該考慮經(jīng)濟(jì)效率，以便使生產(chǎn)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(shí)效處理 工序3 利用銑床加工A平面，以B平面為粗基準(zhǔn) 工序4利用鏜車(chē)對(duì)孔進(jìn)行加工,以A、B平面為精基準(zhǔn) 工序5利用鉆床加工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 經(jīng)過(guò)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(shí)效處理 工序

16、3 利用銑床加工表面，依此定位銑各個(gè)表面，達(dá)到粗糙度要求 工序4 利用鏜床按要求鏜各個(gè)孔并達(dá)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(jī)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(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(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，其余量值規(guī)定為2.5-

17、5mm，現(xiàn)取3.0mm. 1． 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(shí)只是名義上的加工余量。實(shí)際上，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)該采用調(diào)整法加工，因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)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(shí)定額的確定 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(參考《切削手冊(cè)》) 切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),確定 采用雙銑刀, , 現(xiàn)采用X62臥式銑床,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū),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)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工加工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片中。