機械制造技術基礎大作業(yè)

2015年春季學期“機械制造技術根底”課程大作業(yè)一作業(yè)題目：可轉位車刀設計學生姓名：評閱教師：作業(yè)成績：一、選擇刀片夾固結構工件的直徑D為45mm,工件長度L=200mm.因此可以在普通機床CA6140上加工.外表粗糙度要求3.2μm,為半精加工。參照《機械制造技術根底課程補充資料》表2.1典型刀片結構簡圖和特點,采用偏心式刀片加固結構較為適宜.二、選擇刀片結構材料加工工件材料為HT200,連續(xù)切屑,且加工工序為粗車,半精車了兩道工序.由于加工材料為鑄鐵料,因此刀片材料可以采用YG系列,YG8宜粗加工,YG3宜精加工,此題第三步要求到達半精加工,因此材料選擇YG3硬質合金.三、選擇車刀合理角度根據(jù)《機械制造技術根底》刀具合理幾何參數(shù)的選擇,并考慮可轉位車刀幾何角度的形成特點,四個角度做如下選擇:前角:根據(jù)《機械制造技術根底》表3.16,工件材料為中碳鋼(正火),半精車,因此前角可選=10°,后角:根據(jù)《機械制造技術根底》表3.17,工件材料為鑄造材料,精車,因此后角可選=7°主偏角:根據(jù)《機械制造技術根底》表3.16,主偏角=75°④刃傾角:為獲得大于0的后角及大于0的副刃后角,刃傾角=-5°后角的實際數(shù)值及副刃后角和副偏角在計算刀槽角度時經校驗確定.四、選擇切屑用量根據(jù)《機械制造技術根底》表3.22:精車時,背吃刀量=1mm,進給量f=0.3mm/r,切削速度v=100m/min。五、刀片型號和尺寸①選擇刀片有無中心孔.由于刀片加固結構已選定為偏心式,因此應選用有中心固定孔的刀片.②選擇刀片形狀.按選定主偏角=75,參照《機械制造技術根底課程補充資料》2.4.4.2刀片形狀的選擇原那么,選用正方形刀片.③選擇刀片的精度等級.參照《機械制造技術根底課程補充資料》2.4.4.3節(jié)刀片精度等級的選擇原那么,一般情況下選用U級.④選擇刀片內切圓直徑d(或刀片邊長L).根據(jù)已確定的背吃刀量=3mm,主偏角=75,刃傾角=-5°,將,,代入下式可得刀刃的實際參加工作長L為L===3.118mm令刀片的刃口長度(即便長)L>1.5L=4.677mm,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=3mm,進給量f=0.6mm/r及《機械制造技術根底課程補充資料》選擇刀片厚度的諾莫圖圖2.3,求得刀片厚度S≥4.8mm.⑥選擇刀尖圓弧半徑.根據(jù)已選擇的背吃刀量=3mm,進給量f=0.6mm/r及《機械制造技術根底課程補充資料》選擇刀尖圓角半徑的諾莫圖2.4,求得連續(xù)切削時=1.2mm⑦選擇刀片斷屑槽型式和尺寸.參照《機械制造技術根底課程補充資料》2.4.4.4節(jié)中刀片斷屑槽類型和尺寸的選擇原那么,根據(jù)的條件,選擇A型斷屑槽.綜上7方面的選擇結果,根據(jù)《機械制造技術根底課程補充資料》表2.10確定選用的刀片型號為SNUM150612-A4.L=d=15.875mm;s=6.35mm;d=6.35mm;m=2.79mm;=1.2mm刀片刀尖角=90°;刀片刃傾角=0;斷屑槽寬W=4mm;取法前角=20°六、選擇硬質合金刀墊型號和尺寸硬質合金刀墊形狀和尺寸的選擇,取決于刀片加固結構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.根據(jù)《機械制造技術根底課程補充資料》表2.18選擇型號為S15B型刀墊.尺寸為:長度L=14.88mm,厚度s=4.76mm中心孔直徑d=7.6mm.材料為高速鋼YG8計算刀槽角度可轉為車刀幾何角度,刀片幾何角度,刀槽幾何角度之間的關系:刀槽角度的計算:刀桿主偏角==75°②刀槽刃傾角==-5°③刀槽前角可按以下近似公式計算°④驗算車刀后角a.車刀后角a的驗算公式為:tana=當=0時,那么上式成為:tana=-將=-5,=-5代入上式得a=5.05前面所選后角a=7°,與驗算值有差距,故車刀后角a應選a=5°才能與驗算角度接近而刀桿后角a≈a=5°⑤刀槽副偏角k=k=180--k=,=因此k=180--車刀刀尖角的計算公式為cos=[cos]cos當=90時,上式變?yōu)閏os=-cos將=-5,=-5代入上式得=90.5故k≈k=180-75-90.5=14.5取k=14.5°⑥驗算車刀副后角a車刀副后角的驗算公式為:tana=當a=0時,tana=-而tan=sin+tansintan=sin+tansin將=-5°,==-5°,==90.5代入上式tan=tan(-5)sin90.5+tan(-5)sin90.5＝＞=-4.98tan=sin90.5+tan(-5)sin90.5＝＞=-4.98再將=-4.98°=-4.98°代入得tana=-＝＞a=4.94可以滿足切削要求刀槽副后角a≈a,故a=4.94,取a=5°綜上述計算結果,可以歸納出:車刀的幾何角度:=10°,=5°,=75°,k=14.5,=-5°,a=5°刀槽的幾何角度:=-5°,a=5°,k=75°,k=14.5,=-5°,a=5°八、計算銑制刀槽時所需的角度①計算刀槽最大副前角及其方位角將=-5°,==-5°代入下式得:tan=-＝＞=-7.10°將=-5°,==-5°代入下式得:tan=＝＞=45°②計算刀槽切深剖面前角和進給剖面前角將=-5°,=-5°,k=75°代入下式tan=sin+tansin＝＞=-6.12tan=sin+tansin＝＞=-3.54九、選擇刀桿材料和尺寸選擇刀桿材料: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38-45HRC,發(fā)藍處理選擇刀桿尺寸:⑴選擇刀桿截面尺寸.車床中心高度為205mm,根據(jù)《機械制造技術根底課程補充資料》表2.37,選取截面尺寸為:25×25(mm)由于切削深度及進給量太小,故強度足夠⑵選擇刀桿長度尺寸:參照《機械制造技術根底課程補充資料》2.5.1.3刀桿長度選擇原那么,選取刀桿長度為140mm.十、選取偏心銷機器相關尺寸①選擇偏心銷材料:偏心銷材料選用40Cr,熱處理硬度為40~45HRC,發(fā)藍處理.②選擇偏心銷直徑d和偏心量偏心銷直徑可用下式:d=d-(0.2~0.4mm)故可取d=6mm偏心量e可用:e==0.3~0.428mm那么e可取0.4mm為使刀具夾固可靠,可選用自鎖性能較好的螺釘偏心銷,并取螺釘偏心銷轉軸半徑d為M6③計算偏心銷轉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=6mm,d=15.875mmd=6mm,e=0.4mm取=30,代入下式m==8.09mmn==7.68mm十一、繪制車刀結構簡圖偏心式75硬質合金可轉