哈工大机械制造大作业

哈工大机械制造大作业哈工大机械制造大作业哈工大机械制造大作业哈工大机械制造大作业编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:班号班号：学号：姓名：2015年春季学期“机械制造技术基础”课程大作业一作业题目：学生姓名：评阅教师：作业成绩：2015年春季学期作业任务：设计可转位车刀满足以下要求：(1)工件材料：35钢（热处理状态：正火抗拉强度硬度143-178HB）(2)加工表面：端面(3)工件尺寸及表面粗糙度如下图所示图中参数：D=260mm,d=24mm,H=30mm,A=目录选择刀片夹固结构…………1选择刀片结构材料…………1选择车刀合理角度…………1选择切屑用量………………2刀片型号和尺寸……………2选择硬质合金刀垫型号和尺寸……………3计算刀槽角度………………4计算铣制刀槽时所需的角度………………7选择刀杆材料和尺寸………7选取偏心销机器相关尺寸…………………8绘制车刀结构简图………9参考文献……………9一、选择刀片夹固结构工件的大径D=260mm，小径d=24mm，工件长度H=30mm.因此可以在普通机床CA6140上加工。表面粗糙度要求，属于半精加工，可转位车刀刃倾角通常取负值,切屑流向已加工表面，易划伤已加工表面，但能达到半精加工。根据《金属切削刀具课程设计指导书》表可转位车刀的典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片加固结构较为合适。二、选择刀片结构材料加工工件材料为35号钢，正火处理，连续切屑，且加工工序为粗车，半精车两道工序。由于加工材料为钢料，因此刀片材料可以采用YT系列，YT5宜粗加工,YT30宜精加工，本题要求达到半精加工，因此材料选择YT30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做如下选择:（1）前角：根据《机械制造技术基础》表硬质合金车刀合理前角参考值，工件材料为中碳钢35(正火)，半精车，因此前角可选=20°。（2）后角：根据《机械制造技术基础》表硬质合金车刀合理后角参考值，工件材料为中碳钢35(正火)，半精车，因此后角可选=6°。（3）主偏角：根据《机械制造技术基础》表硬质合金车刀合理主偏角与副偏角参考值，可选主偏角=45°。（4）刃倾角：为获得大于0的后角及大于0的副刃后角，刃倾角=-5°。后角的实际数值及副刃后角和副偏角在计算刀槽角度时经校验确定。四、选择切屑用量根据《机械制造技术基础》表及表粗车时，背吃刀量=4mm，进给量f=r，切削速度v=130m/min。半精车时，背吃刀量=1mm，进给量f=r，切削速度v=140m/min。五、刀片型号和尺寸（1）选择刀片有无中心孔。由于刀片夹固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。（2）选择刀片形状.按选定主偏角=45°，根据《金属切削刀具课程设计指导书》刀片形状的选择原则，选用正方形刀片。（3）选择刀片的精度等级。根据《金属切削刀具课程设计指导书》刀片精度等级的选择原则，一般情况下选用U级，有特殊要求时才选用M级和G级。（4）刀片基本尺寸的确定eq\o\ac(○,1)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=4mm,主偏角=45°，刃倾角=-5,将,,代入下式可得刀刃的实际参加工作长L为L===令刀片的刃口长度(即边长)L>L=，保证切削工作顺利进行。eq\o\ac(○,2)选择刀片厚度.根据已选择的背吃刀量=4mm，进给量f=r及《金属切削刀具课程设计指导书》选择刀片厚度的诺莫图图，求得刀片厚度S≥。eq\o\ac(○,3)选择刀尖圆弧半径.根据已选择的背吃刀量=4mm，进给量f=r及《金属切削刀具课程设计指导书》选择刀尖圆角半径的诺莫图，求得连续切削时=。eq\o\ac(○,4)选择刀片断屑槽型式和尺寸。根据《金属切削刀具课程设计指导书》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，适合中碳钢的粗加工和半精加工。根据《金属切削刀具课程设计指导书》表确定选用的刀片型号为SNUM150612-A4。有关参数：L=d=；s=；d=；m=；=刀片刀尖角=90°；刀片刃倾角=0°；断屑槽宽W=4mm；取法前角=25°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，取决于刀片夹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。根据《金属切削刀具课程设计指导书》表选择型号为S15B型刀垫。尺寸为：长度L=，厚度s=，中心孔直径d=。材料为高速钢YG8。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：（1）刀杆主偏角==45°（2）刀槽刃倾角==-5°（3）刀槽前角将=20°，=25°，=-5°代入下式tan==则=°，取=-5°（4）验算车刀后角车刀后角的验算公式为：tan=当=0时，则上式成为：tan=-将=-5°，=-5°代入上式得：=°前面所选后角=6°，与验算值有差距,故车刀后角应选=5°才能与验算角度接近。而刀杆后角≈=5°（5）刀槽副偏角k=k=180°-=k=，=因此k=180°--车刀刀尖角的计算公式为：cos=[cos]cos当=90°时，上式变为：cos=-cos将=-5°，=-5°代入上式得：=°故k≈k=180°-45°°=°取k=°（6）验算车刀副后角车刀副后角的验算公式为：tan=当=0时，tan=-而tan=-cos+tansintan=sin+tancos将=-5°，==-5°，==°代入上式tan=-tan(-5)+tan(-5)=可得：=°tan=+tan(-5)=可得：=°再将=°，=°代入得：tan=-可得：=°满足切削要求。刀槽副后角≈，故=°，取=5°综合上述计算结果，可以得出：车刀的几何角度:=20°，=5°，=45°，k=°，=-5°，=°刀槽的几何角度:=-5°，=5°，k=45°，k=°，=-5°，=5°八、计算铣制刀槽时所需的角度（1）计算刀槽最大副前角及其方位角将=-5°，==-5°代入下式得：tan=-可得：=°将=-5°，==-5°代入下式得：tan=可得：=45°（2）计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角将=-5°，=-5°，k=45°代入下式tan=-cos+tansin可得：=0tan=sin-tancos可得：=0选择刀杆材料和尺寸（1）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或合金钢，故采用45号钢，热处理硬度为HRC38-45，发黑处理。（2）选择刀杆尺寸：eq\o\ac(○,1)选择刀杆截面尺寸，车床中心高度为220mm，根据《金属切削刀具课程设计指导书》表，选取截面尺寸为:16×25(mm)。由于切削深度及进给量太小，故强度足够。eq\o\ac(○,2)选择刀杆长度尺寸。根据《金属切削刀具课程设计指导书》刀杆长度选择原则，选取刀杆长度为150mm。十、选取偏心销机器相关尺寸（1）选择偏心销材料:偏心销材料选用40Cr，热处理硬度为HRC40~45，发黑处理。（2）选择偏心销直径d和偏心量偏心销直径可用下式:d=d-~故可取d=6mm偏心量e可用：e==~则e可取。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=M6。（3）根据前面已选好的各尺寸，计算偏心销转轴孔中心在刀槽前