可轉(zhuǎn)位車刀的設(shè)計(jì)方案

一: 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 工件的直徑D為 50mm,工件長度L=360mm.因此可以在普通機(jī)床CA6140上加工. 表面粗糙度要求1.6m,為精加工,但由于可轉(zhuǎn)為車刀刃傾角通常取負(fù)值,切屑流向已加工表面從而劃傷工件,因此只能達(dá)到半精加工.參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料表2.1典型刀片結(jié)構(gòu)簡圖和特點(diǎn),采用偏心式刀片加固結(jié)構(gòu)較為合適.二: 選擇刀片結(jié)構(gòu)材料. 加工工件材料為45號鋼,正火處理,連續(xù)切屑,且加工工序?yàn)榇周?半精車了兩道工序.由于加工材料為鋼料,因此刀片材料可以采用YT系列,YT15宜粗加工,YT30宜精加工,本題要求達(dá)到半精加工,因此材料選擇YT30硬質(zhì)合金.三: 選擇車刀合理角度 根據(jù)機(jī)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(diǎn),四個(gè)角度做如下選擇: 前角:根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)表3.16,工件材料為中碳鋼(正火),半精車,因此前角可選=20, 后角:根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)表3.17,工件材料為中碳鋼(正火),半精車,因此后角可選=6 主偏角:根據(jù)題目要求,主偏角=75 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(shí)際數(shù)值及副刃后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí)經(jīng)校驗(yàn)確定.四: 選擇切屑用量 根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)表3.22:粗車時(shí),背吃刀量=3mm,進(jìn)給量f=0.6mm/r,切削速度v=110m/min半精車時(shí), 背吃刀量=1mm,進(jìn)給量f=0.3mm/r,切削速度v=130m/min五: 刀片型號和尺寸 選擇刀片有無中心孔.由于刀片加固結(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. 選擇刀片形狀.按選定主偏角=75,參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料2.4.4.2刀片形狀的選擇原則,選用正方形刀片. 選擇刀片的精度等級.參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料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. 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=3mm, 主偏角=75,刃傾角=-5,將,代入下式可得刀刃的實(shí)際參加工作長L為L=3.118mm令刀片的刃口長度(即便長)L>1.5 L=4.677mm,保證切削工作順利進(jìn)行. 選擇刀片厚度.根據(jù)已選擇的背吃刀量=3mm,進(jìn)給量f=0.6mm/r及機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料選擇刀片厚度的諾莫圖圖2.3,求得刀片厚度S4.8mm. 選擇刀尖圓弧半徑.根據(jù)已選擇的背吃刀量=3mm,進(jìn)給量f=0.6mm/r及機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)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(shí)=1.2mm 選擇刀片斷屑槽型式和尺寸.參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料2.4.4.4節(jié)中刀片斷屑槽類型和尺寸的選擇原則,根據(jù)已知的已知條件,選擇A型斷屑槽.綜上7方面的選擇結(jié)果,根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料表2.10確定選用的刀片型號為SNUM150612-A4.L=d=14.88mm;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=25六: 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,選擇與刀片形狀相同的刀墊,正方形,中間有圓孔.根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)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YG8七: 計(jì)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(jì)算: 刀桿主偏角 =75 刀槽刃傾角 =-5 刀槽前角 將=20, =25, =-5代入下式 tan =-0.089 則=-5.089,取=-5 驗(yàn)算車刀后角a.車刀后角a的驗(yàn)算公式為:tan a=當(dāng)=0時(shí),則上式成為:tan a=-將=-5, =-5代入上式得a=5.05前面所選后角a=6,與驗(yàn)算值有差距,故車刀后角a應(yīng)選a=5才能與驗(yàn)算角度接近而刀桿后角aa=5 刀槽副偏角 k=k=180-= k=,= 因此k=180- 車刀刀尖角的計(jì)算公式為 cos=coscos 當(dāng)=90時(shí),上式變?yōu)閏os= - cos 將=-5, =-5代入上式得=90.4 故kk=180-75-90.4=14.6 取k=14.6 驗(yàn)算車刀副后角a 車刀副后角的驗(yàn)算公式為: tan a= 當(dāng)a=0時(shí), tan a= - 而tan=sin+tan sintan=sin+tan sin 將=-5, =-5,=90.4代入上式 tan=tan(-5)sin90.4+tan (-5)sin90.4 =-4.97tan=sin90.4+tan (-5)sin90.4 =-4.97 再將=-4.97 =-4.97代入得 tan a= - a=4.93可以滿足切削要求 刀槽副后角aa,故a=4.93,取a=5 綜上述計(jì)算結(jié)果,可以歸納出: 車刀的幾何角度: =20, =6, =75, k=14.6,=-5, a=4.93 刀槽的幾何角度: =-5 , a=5, k=75 , k=14.6, =-5, a=5八: 計(jì)算銑制刀槽時(shí)所需的角度 計(jì)算刀槽最大副前角及其方位角 將=-5 , =-5代入下式得: tan=- =-7.05 將=-5 , =-5代入下式得: tan= =45 計(jì)算刀槽切深剖面前角和進(jìn)給剖面前角 將=-5 , =-5, k=75代入下式tan=sin+tan sin =-6.12tan=sin+tan sin =-3.54九: 選擇刀桿材料和尺寸 選擇刀桿材料:為保證刀桿強(qiáng)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 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(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料表2.37,選取截面尺寸為:2025(mm)由于切削深度及進(jìn)給量太小,故強(qiáng)度足夠選擇刀桿長度尺寸:參照機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充資料2.5.1.3刀桿長度選擇原則,選取刀桿長度為160mm. 十: 選取偏心銷機(jī)器相關(guān)尺寸. 選擇偏心銷材料:偏心銷材料選用40Cr,熱處理硬度為HRC4045,發(fā)黑處理. 選擇偏心銷直徑d和偏心量 偏心銷直徑可用下式: d=d-(0.20.4mm) 故可取d=6mm偏心量e可用: e=0.30.428mm則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(zhuǎn)軸半徑d=M6計(jì)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=6mm, d=15.875mm d=6mm, e=0.4mm 取=30,代入下式 m=8.31mm n=8.59mm十一: 繪制車刀工作圖 偏心式75硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓車刀如下圖 參考文獻(xiàn): 1 李旦,韓榮第,鞏亞東,陳明君.機(jī)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(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程補(bǔ)充材料.2010.3 3 袁長良.機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)手冊.中國計(jì)量出版社;1992.14 陸劍中,孫家寧.金屬切削原理與刀具.機(jī)械工業(yè)出版社;2005.3Harbin Institute of Technology設(shè)計(jì)說明書（論文）課程名稱： 設(shè)計(jì)題目： 院 系： 班 級： 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間：