哈工大機械制造技術(shù)基礎(chǔ)

1、設(shè)計題目組題二(2)設(shè)計車大端端面的可轉(zhuǎn)位車刀可轉(zhuǎn)位端面車刀設(shè)計一、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 CA6140上加工。 表面粗糙度要求 1.6 m,為精加工，但由于可轉(zhuǎn)為車刀刃傾角s通常取負值，切屑流向已加工表面從而劃傷工件，因此只能達到半精加工，按題設(shè)要求，采用上壓式的夾緊方式。二、選擇刀片結(jié)構(gòu)材料加工工件材料為 HT200,且加工工序為粗車外圓一道工序。由于加工材料為鑄鐵，因 此刀片材料可以采用 YG系列，YG8用于粗加工脆性材料，YG6用于半精加工脆性材料，本題要求達到半精加工，因此材料選擇YG6硬質(zhì)合金。三、選擇車刀合理角度根據(jù)

2、機械制造技術(shù)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：前角0 :根據(jù)參考文獻1表3.16,工件材料為HT200,半精車，因此前角可選 o 10，后角。：根據(jù)參考文獻1表3.17，工件材料為HT200,半精車，因此后角可選 °6 ，主偏角 ：L/D 1.33，工藝系統(tǒng)剛度良好，故采用正方形刀片，主偏角 75，副偏角，副后角0 :計算刀槽角度時經(jīng)校驗確定，刃傾角s :為了獲得大于0的后角0及大于0的副刃后角o'，取刃傾角s 5 ,后角o的實際數(shù)值及副刃后角o'和副偏角在計算刀槽角度時經(jīng)校驗確定。四、選擇切屑用量根據(jù)參考文獻1表3.

3、21，粗車時，背吃刀量ap4mm，進給量0.5mm / r,可以由公式Cv601 mTm XvapKvc求得速度。式中各數(shù)據(jù)由參考文獻1表3.23： Cv189.8，m 0.2，x 0.15，yv 0.2。由于可轉(zhuǎn)為車刀更換較為方便，因此在設(shè)計時將壽命設(shè)為20min，由此估計切削速度選為 140m/min。根據(jù)參考文獻1表3.22，半精車時，背吃刀量 ap 1mm，進給量f 0.3mm / r，刀尖圓弧半徑r 1.0mm。采用相同方法，估算切削速度為170m/min。五、刀片型號和尺寸1、選擇刀片有無中心孔由于刀片加固結(jié)構(gòu)已選定為上壓式，因此應(yīng)選用無中心固定孔的刀片。2、選擇刀片的形狀按選定主

4、偏角75，參照參考文獻2 2.4.4.2節(jié)刀片形狀的選擇原則，選擇正方形刀片。3、選擇刀片的精度等級參照參考文獻2 2.4.4.3節(jié)刀片精度等級的選擇原則，一般情況下選用U級。4、 選擇刀片內(nèi)切圓直徑d（或刀片邊長L）根據(jù)已確定的背吃刀量 ap 4mm，主偏角75，刃傾角s 5，將ap，s代入下式可得刀刃的實際參加工作長LseLseap44.157mmssincossin 75cos( 5)令刀片的刃口長度（即邊長）L 1.5Lse 6.235mm，保證切削工作順利進行。5、選擇刀片厚度根據(jù)已選擇的背吃刀量 ap 4mm，進給量f 0.5mm/r及參考文獻2選擇刀片厚度 的諾莫圖圖 2.3，求

5、得刀片厚度 S 4.8mm 。6、選擇刀尖圓弧半徑 r根據(jù)已選擇的背吃刀量 ap 4mm，進給量f 0.5mm/r及參考文獻2選擇刀尖圓角半徑的諾模圖 2.4，求得連續(xù)切削時 r 1.2mm 。7、選擇刀片斷屑槽型式和尺寸參照參考文獻 2 2.4.4.4 節(jié)中刀片斷屑槽類型和尺寸的選擇原則，由于工件時鑄鐵，工 件塑性較差，很難形成較長的切屑，因而在設(shè)計時不需要在刀片上設(shè)計斷屑槽。8、選擇端面車刀型號綜 上 7 個方面 的選擇結(jié)果 ，根 據(jù)參考文獻 2 表 2.10 確定選用的刀片型號 為SPUN150412 。 具 體 參 數(shù) 為 ： L d 15.875mm ， s 4.76mm ， r 1

6、.2mm ，m 2.791mm，刀片刀尖角 b 90，刀片刃傾角 sb 0法前角 nb 0 ，法后角 nb11。六、選擇硬質(zhì)合金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， 本題中選擇與刀片形狀相同的刀墊： 正方形，中心有圓孔。尺寸為：長度L 15.875mm,厚度s 4.76mm，中心孔直徑d15.4mm，材料為 YG6 硬質(zhì)合金。七、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 krg752、刀槽刃傾角sgsg s 53、刀槽前角og0 10，bn5代入下式ta nogtan 0 tan bn

7、 / cos stan 0tan 0 tan nb cos s可以求得,og 104、驗算車刀后角車刀后角 0的驗算公式為:ta n(tan nb tan °g cos s) tan nb tan °g cos s將 og 10nb11代入上式,可以求得,tan0.01875則計算得01.07而刀桿后角og 05、刀槽副偏角rg180rgrg r 90可以得到,rg180車刀刀尖角r的計算公式為cos r cos rb1 (tan og s)2 tan °g sin s cos srb90時，上式變?yōu)閏os r tan og sin s cos sog10， s5

8、代入上式得r 89.1rgr 1807589.115.9rg15.96、驗算車刀副后角車刀副后角的驗算公式為:tan(ta nnb tan og cos og )1 tan nb tan °g cos sg當(dāng)nb 0tan °tan og cos sgtan og costan ogtan og tan og sinrgtan sg sin rg將 og10，sgs5，rgr89.1代入上式可以得到，1og5.09，og 3.04再將og5.09og 3.04代入tan1 1 10tan og cos sgrg tan sg sin rg可以得到，o' 4.97滿足

9、切削要求。取刀槽副后角 og'o' 5，綜上，可以歸納出： 車刀的幾何角度：010，o6，75，r159 ，s5 ，o4.97刀槽的幾何角度：og10，og6，rg75 ，rg15.9 ，sg5 ，1og5八、計算銃制刀槽時所需的角度將 og 10，sgs 5代入下式tan ggi 22-Jta nog tan sg可以得到,gg11.14將 og 10，sg5代入下式tan ggtan ogtan sg可以得到,gg63.612、計算刀槽切深剖面前角pg和進給剖面前角fg將 og 10， sg 5 ，75代入下式tan pgta nog COSogtan sg sin rgt

10、an fgta nog sinogtan sg cos rg可以得到,pg 3.23 ，fg2.48九、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，刀桿材料一般可用中碳鋼， 采用45號鋼，熱處理硬度為 HRC38-45，發(fā)黑處理。2、選擇刀桿尺寸：選擇刀桿截面尺寸：車床中心高度為 220mm，根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補 充資料表2.37,選取截面尺寸為：20X25(mm)由于切削深度及進給量太小，故強度足 夠，不必校核。選擇刀桿長度尺寸：參照機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補充資料2.5.1.3刀桿長度選擇原則，選取刀桿長度為 150mm。十、設(shè)計上壓式結(jié)構(gòu)沉頭螺釘選擇：由刀墊孔直徑為5.4mm，定做開槽盤頭螺釘，以適應(yīng)刀墊要求，長度初定為15mm。壓緊螺釘選擇：選擇 M6 的圓頭螺釘緊固，長度初選為 25mm 。