1、1Harbin Institute of Technology设计说明书设计说明书2一、选择刀片夹固结构工件的直径 D 为 142mm,工件长度 L=100mm.因此可以在普通机床 CA6140 上加工. 表面粗糙度要求 1.6m,为精加工 ,但由于可转为车刀刃倾角 通常取负值,切屑流s向已加工表面从而划伤工件,因此只能达到半精加工.参照机械制造技术基础课程补充资料表 2.1 典型刀片结构简图和特点,采用偏心式刀片加固结构较为合适.二、选择刀片结构材料3加工工件材料为 HT200,正火处理,连续切屑,且加工工序为粗车,半精车了两道工序.由于加工材料为铸铁料,因此刀片材料可以采用 YG 系列,Y
2、G8 宜粗加工,YG3 宜精加工,本题第三步要求达到半精加工,因此材料选择 YG3 硬质合金 .三、选择车刀合理角度根据机械制造技术基础刀具合理几何参数的选择,并考虑可转位车刀几何角度的形成特点,四个角度做如下选择: 前角 :根据机械制造技术基础 表 3.16,工件材料为中碳钢(正火),半精车,0因此前角可选 =10,0 后角 :根据机械制造技术基础 表 3.17,工件材料为铸造材料,精车,因此后角可选 =70 主偏角 :根据机械制造技术基础 表 3.16,主偏角 =75 刃倾角 :为获得大于 0 的后角 及大于 0 的副刃后角 ,刃倾角 =-5s00s后角 的实际数值及副刃后角 和副偏角 在
3、计算刀槽角度时经校验确定.00四、选择切屑用量根据机械制造技术基础表 3.22:精车时, 背吃刀量 =1mm,进给量 f=0.3mm/r,切削速度 v=130m/min。pa五、刀片型号和尺寸 选择刀片有无中心孔.由于刀片加固结构已选定为偏心式,因此应选用有中心固定孔的刀片. 选择刀片形状.按选定主偏角 =75,参照机械制造技术基础课程补充资料2.4.4.2 刀片形状的选择原则,选用正方形刀片. 选择刀片的精度等级.参照机械制造技术基础课程补充资料2.4.4.3 节刀片4精度等级的选择原则,一般情况下选用 U 级. 选择刀片内切圆直径 d(或刀片边长 L).根据已确定的背吃刀量 =3mm, 主
4、偏pa角 =75,刃倾角 =-5,将 , , 代入下式可得刀刃的实际参加工作长 Lspas为seL = = =3.118mmsescoincos(-5)7in3令刀片的刃口长度(即便长)L1.5 L =4.677mm,保证切削工作顺利进行.se 选择刀片厚度.根据已选择的背吃刀量 =3mm,进给量 f=0.6mm/r 及机械制pa造技术基础课程补充资料选择刀片厚度的诺莫图图 2.3,求得刀片厚度S4.8mm. 选择刀尖圆弧半径 .根据已选择的背吃刀量 =3mm,进给量 f=0.6mm/r 及rpa机械制造技术基础课程补充资料选择刀尖圆角半径的诺莫图 2.4,求得连续切削时 =1.2mmr 选择
5、刀片断屑槽型式和尺寸.参照机械制造技术基础课程补充资料2.4.4.4节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则,根据已知的已知条件,选择 A 型断屑槽.综上 7 方面的选择结果,根据机械制造技术基础课程补充资料表 2.10 确定选用的刀片型号为 SNUM150612-A4.L=d=14.88mm;s=6.35mm;d =6.35mm;m=2.79mm; =1.2mm1r刀片刀尖角 =90;刀片刃倾角 =0;断屑槽宽 W =4mm;取法前角 =25bsbnbn六、选择硬质合金刀垫型号和尺寸硬质合金刀垫形状和尺寸的选择,取决于刀片加固结构及刀片的型号和尺寸,选择与刀片形状相同的刀垫,正方形,中间有圆孔.根
6、据机械制造技术基础课程补充资料表2.18 选择型号为 S15B 型刀垫.尺寸为: 长度 L=14.88mm,厚度 s=4.76mm 中心孔直径5d =7.6mm.材料为高速钢 YG81七、计算刀槽角度可转为车刀几何角度,刀片几何角度,刀槽几何角度之间的关系:刀槽角度的计算: 刀杆主偏角 rgk= =75rg 刀槽刃倾角 sg= =-5sg 刀槽前角 ogr将 =20, =25, =-5 代入下式0bnstan = =-0.089og snbcota1/t0则 =-5.089,取 =-5ogog 验算车刀后角 a .0车刀后角 a 的验算公式为:0tan a =0 sognbcta1)(t当 =
7、0 时,则上式成为:nb6tan a =-0sog2ctn将 =-5, =-5 代入上式得 a =5.05ogs0前面所选后角 a =6,与验算值有差距,故车刀后角 a 应选 a =5 才能与验算角度0 0接近而刀杆后角 a a =5og0 刀槽副偏角k =k =180- =rgrk = , =rgrg因此 k =180- -rgr车刀刀尖角 的计算公式为rcos =cos cosrrb sogsoginta)(tan12s当 =90 时,上式变为 cos = - cosrbrsogits将 =-5, =-5 代入上式得 =90.4ogsr故 k k =180-75-90.4=14.6rg取
8、k =14.6rg 验算车刀副后角 a 0车刀副后角的验算公式为:7tan a =0 costan1tgb当 a =0 时, tan a = -nb02tsgog而 tan = sin +tan sinogostrgsgrtan = sin +tan sinogostanrgsgr将 =-5, = =-5, = =90.4 代入上式ossgrgtan =tan(-5)sin90.4+tan (-5)sin90.4 =-4.97og ogtan = sin90.4+tan (-5)sin90.4 =-4.97og)5tan(og再将 =-4.97 =-4.97 代入得ogogtan a = -
9、a =4.93 可以满足切削要求0 )97.4(cs).tn(20刀槽副后角 a a ,故 a =4.93,取 a =5og0ogog综上述计算结果,可以归纳出:车刀的几何角度: =20, =6, =75, k =14.6, =-5, a =4.930rs0刀槽的几何角度: =-5 , a =5, k =75 , k =14.6, =-5, a =5ogogrrgsgo八、计算铣制刀槽时所需的角度 计算刀槽最大副前角 及其方位角gg将 =-5 , = =-5 代入下式得:ogsg8tan =- =-7.05gsgog22tantg将 =-5 , = =-5 代入下式得:ogsgtan = =4
10、5gsgotang 计算刀槽切深剖面前角 和进给剖面前角pgfg将 =-5 , =-5, k =75 代入下式ogsgrtan = sin +tan sin =-6.12pgostanrgsgrpgtan = sin +tan sin =-3.54fgostrgsgrfg九、选择刀杆材料和尺寸 选择刀杆材料:为保证刀杆强度 ,增加刀杆使用寿命,刀杆材料一般可用中碳钢,采用 45 号钢,热处理硬度为 HRC38-45,发黑处理 选择刀杆尺寸:选择刀杆截面尺寸.车床中心高度为 220mm,根据机械制造技术基础课程补充资料表 2.37,选取截面尺寸为:20 25(mm )2由于切削深度及进给量太小,
11、故强度足够选择刀杆长度尺寸:参照 机械制造技术基础课程补充资料2.5.1.3 刀杆长度选择原则,选取刀杆长度为 160mm.十、选取偏心销机器相关尺寸 选择偏心销材料:偏心销材料选用 40Cr,热处理硬度为 HRC4045,发黑处理. 选择偏心销直径 d 和偏心量c偏心销直径可用下式: d =d -(0.20.4mm)c19故可取 d =6mmc偏心量 e 可用: e= =0.30.428mmmdc2)107(则 e 可取 0.4mm为使刀具夹固可靠,可选用自锁性能较好的螺钉偏心销,并取螺钉偏心销转轴半径 d =M62计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上的位置,根据前面已选好的各尺寸d =6mm, d=15.875mm1d =6mm, e=0.4mmc取 =30,代入下式m= =8.31mm30sin75.28.1n= =8.59mmco.十一、绘制车刀结构简图偏心式 75 硬质合金可转位外圆车刀如下图10
