机械制造技术基础大作业

2015年春季学期“机械制造技术根底”课程大作业一作业题目：可转位车刀设计学生姓名：评阅教师：作业成绩：一、选择刀片夹固结构工件的直径D为45mm,工件长度L=200mm.因此可以在普通机床CA6140上加工.外表粗糙度要求3.2μm,为半精加工。参照《机械制造技术根底课程补充资料》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适宜.二、选择刀片结构材料加工工件材料为HT200,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,YG8宜粗加工,YG3宜精加工,此题第三步要求到达半精加工,因此材料选择YG3硬质合金.三、选择车刀合理角度根据《机械制造技术根底》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《机械制造技术根底》表3.16,工件材料为中碳钢(正火),半精车,因此前角可选=10°,后角:根据《机械制造技术根底》表3.17,工件材料为铸造材料,精车,因此后角可选=7°主偏角:根据《机械制造技术根底》表3.16,主偏角=75°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《机械制造技术根底》表3.22:精车时,背吃刀量=1mm,进给量f=0.3mm/r,切削速度v=100m/min。五、刀片型号和尺寸①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.②选择刀片形状.按选定主偏角=75,参照《机械制造技术根底课程补充资料》2.4.4.2刀片形状的选择原那么,选用正方形刀片.③选择刀片的精度等级.参照《机械制造技术根底课程补充资料》2.4.4.3节刀片精度等级的选择原那么,一般情况下选用U级.④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,主偏角=75,刃倾角=-5°,将,,代入下式可得刀刃的实际参加工作长L为L===3.118mm令刀片的刃口长度(即便长)L>1.5L=4.677mm,保证切削工作顺利进行.⑤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《机械制造技术根底课程补充资料》选择刀片厚度的诺莫图图2.3,求得刀片厚度S≥4.8mm.⑥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《机械制造技术根底课程补充资料》选择刀尖圆角半径的诺莫图2.4,求得连续切削时=1.2mm⑦选择刀片断屑槽型式和尺寸.参照《机械制造技术根底课程补充资料》2.4.4.4节中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原那么,根据的条件,选择A型断屑槽.综上7方面的选择结果,根据《机械制造技术根底课程补充资料》表2.10确定选用的刀片型号为SNUM150612-A4.L=d=15.875mm;s=6.35mm;d=6.35mm;m=2.79mm;=1.2mm刀片刀尖角=90°;刀片刃倾角=0;断屑槽宽W=4mm;取法前角=20°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.根据《机械制造技术根底课程补充资料》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d=7.6mm.材料为高速钢YG8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==75°②刀槽刃倾角==-5°③刀槽前角可按以下近似公式计算°④验算车刀后角a.车刀后角a的验算公式为:tana=当=0时,那么上式成为:tana=-将=-5,=-5代入上式得a=5.05前面所选后角a=7°,与验算值有差距,故车刀后角a应选a=5°才能与验算角度接近而刀杆后角a≈a=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=90.5故k≈k=180-75-90.5=14.5取k=14.5°⑥验算车刀副后角a车刀副后角的验算公式为:tana=当a=0时,tana=-而tan=sin+tansintan=sin+tansin将=-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再将=-4.98°=-4.98°代入得tana=-＝＞a=4.94可以满足切削要求刀槽副后角a≈a,故a=4.94,取a=5°综上述计算结果,可以归纳出:车刀的几何角度:=10°,=5°,=75°,k=14.5,=-5°,a=5°刀槽的几何角度:=-5°,a=5°,k=75°,k=14.5,=-5°,a=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=-＝＞=-7.10°将=-5°,==-5°代入下式得:tan=＝＞=45°②计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角将=-5°,=-5°,k=75°代入下式tan=sin+tansin＝＞=-6.12tan=sin+tansin＝＞=-3.54九、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38-45HRC,发蓝处理选择刀杆尺寸:⑴选择刀杆截面尺寸.车床中心高度为205mm,根据《机械制造技术根底课程补充资料》表2.37,选取截面尺寸为:25×25(mm)由于切削深度及进给量太小,故强度足够⑵选择刀杆长度尺寸:参照《机械制造技术根底课程补充资料》2.5.1.3刀杆长度选择原那么,选取刀杆长度为140mm.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40~45HRC,发蓝处理.②选择偏心销直径d和偏心量偏心销直径可用下式:d=d-(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为M6③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=15.875mmd=6mm,e=0.4mm取=30,代入下式m==8.09mmn==7.68mm十一、绘制车刀结构简图偏心式75硬质合金可转