C刀片75°偏頭外圓車刀與圓孔拉刀課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、前言本課程是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有

2、特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來(lái)，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。目錄1.已知條件 52.車刀具材料的選擇 63.車刀幾何參數(shù)的確定 64.車刀具體設(shè)計(jì) 85.拉刀已知條件106.拉刀幾何參數(shù)的確定137.拉刀的具體設(shè)計(jì)148.小

3、結(jié)159.參考文獻(xiàn) 161.c刀片75偏頭外圓車刀設(shè)計(jì)已知: 工件材料cr18ni9ti，使用機(jī)床ca6140，加工后dm=26,ra3.2,需粗、半精車完成，加工余量自定為單邊4mm，設(shè)計(jì)裝c刀片75偏頭外圓車刀。設(shè)計(jì)步驟：1.1選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)考慮到加工是在ca6140普通機(jī)床上進(jìn)行，屬于連續(xù)切削，參照典型刀片夾固結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和特點(diǎn)，采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)。 1.2選擇刀片材料由原始條件給定：被加工工件材料為1cr18ni9ti，連續(xù)切削，完成粗車、半精車兩道工序，按照硬質(zhì)合金的選用原則，選取刀片材料（硬質(zhì)合金牌號(hào)）為yg8n。1.3選擇車刀合理角度根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)

4、位車刀幾何角度的形成特點(diǎn)，選取如下四個(gè)主要角度:(1)前角0=15，(2)后角0=7, (3)主偏角r=75，(4)刃傾角s= -5后角的實(shí)際數(shù)值以及副后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí)，經(jīng)校驗(yàn)后確定。1.4選擇切削用量根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定切削用量為：粗車時(shí):ap=3mm，f=0.4mm/r，vc=65m/min。半精車時(shí):ap=1mm，f=0.1mm/r，vc=75m/min。1.5選擇刀片型號(hào)和尺寸1.5.1選擇刀片有無(wú)中心固定孔由于刀片夾固結(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。1.5.2選擇刀片形狀按選定的主偏角75，選用刀尖角為80菱形刀片。1.5.3選擇刀片精度等級(jí)

5、選用u級(jí)1.5.4選擇刀片邊長(zhǎng)內(nèi)切圓直徑d（或刀片邊長(zhǎng)l）根據(jù)已選定的ap、s、r，可求出刀刃的實(shí)際參加工作長(zhǎng)度lse為:lse=apcosssinr = 3cos(-5)sin75 =3.118mml1.5lse=4.677mm因?yàn)槭橇庑危詃=sin80l4.605mm。1.5.5選擇刀片厚度s根據(jù)ap,f，利用諾模圖，得s3.0mm。1.5.6選擇刀尖圓半徑r根據(jù)ap,f, 利用諾模圖，得連續(xù)切削r=0.8mm。1.5.7選擇刀片切屑槽型式和尺寸根據(jù)條件，選擇y型。當(dāng)?shù)镀吞?hào)和尺寸確定后，斷屑槽尺寸便可確定。確定刀片型號(hào)：ccum150308-y4，尺寸為l15mm，d=14.772m

6、m,s=6.35mm,dl=5.16mm, r=0.8mm。刀片參數(shù)：車尖角nt=80，刃傾角st=0，法后角nt=0，法前角nt=20斷屑槽寬wn=4mm。1.6確定刀墊型號(hào)和尺寸硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀片型號(hào)和尺寸：適合于偏心式夾固結(jié)構(gòu)的需要，并與刀片型號(hào)ccum1506a2相對(duì)應(yīng)的硬質(zhì)合金刀墊得型號(hào)為：c15b,其具體尺寸為：l=14.88mm,s=4.76 mm,dl=7.1mm, r=1.2mm，d=9mm，c=2.0mm1.7計(jì)算刀槽據(jù)可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關(guān)系有：1.7.1刀桿主偏角rg=r=751.7.2刀槽刃傾角

7、sgsg=s= -51.7.3刀槽前角og 刀槽底面可看作前刀面，則刀槽前刀角的計(jì)算公式為：tan=將=15，=20，=-5代入式子得： tan=-0.089則=-5.07取=-51.7.4驗(yàn)算車刀后角車刀后角的驗(yàn)算公式為 tan=當(dāng)=0時(shí)，則 tan=-tancos2將=-5，=-5代入得: tan=-tan（-5）cos（-5）=0.087則 =4.96與所選后角值相差不大，可以滿足切削要求。而刀桿后角=故=4.96，取=51.7.5刀桿副偏角k k=kr而 k=180-k-又=，k=kk=180-k-=180-k-車刀刀尖角的計(jì)算公式為 cot=cot當(dāng)=90時(shí)，則為 cot=-tans

8、incos將=-5，=-5代入得 cot=-tan（-5）sin（-5）cos（-5）=-0.0075則 =90.43故 k= k=180-75-90.43 =14.57取 k=14.51.7.6檢驗(yàn)車刀副后角車刀副后角的驗(yàn)算公式為 tan=當(dāng)=0時(shí)，則式為 tan=-tancos而 tan=-tancos+tansin tan=tansin+tancos將=-5，=-5，=90.43代入式得: tan=-tan（-5）cos90.43+tan（-5）sin90.43=-0.088=-5.04tan=tan（-5）sin90.43+tan（-5）cos90.43=-0.059則 =-3.38

9、再將=-5.04，=-3.38代入式得: tan=-tan（-5.04）cos（-3.38）=0.086則 =4.94可以滿足切削要求而刀桿副后角=故=4.94，取=5綜合上述計(jì)算結(jié)果，可以歸納為：車刀的幾何角度為:=15，=4.94，k =75，k=14.57，=-5，=4.94刀桿與刀槽的幾何角度為；=-5，=5，k=75，k=14.5，=-5，=51.8選擇刀桿材料和尺寸1.8.1選擇刀桿材料選用45號(hào)鋼為刀桿材料，熱處理硬度為hrc38-45，發(fā)黑。1.8.2選擇刀桿尺寸1.選擇刀桿截面尺寸因?yàn)榧庸な褂胏a6140普通車床，其中心高400mm,考慮到為提高刀桿強(qiáng)度，選取刀桿截面尺寸bh

10、=2025mm由于切削深度a=3mm，進(jìn)給量f=0.4mm/r，可以不必校驗(yàn)刀桿強(qiáng)度。2.選擇刀桿長(zhǎng)度尺寸選取刀桿長(zhǎng)度為150mm1.9選擇偏心銷及其相關(guān)尺寸1.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。2.選擇偏心銷直徑dc和偏心量edcd1-（0.20.4 ） mm 前面已經(jīng)選定dl = 5.16mm,括號(hào)內(nèi)取最大值0.4則dc5.16-0.4= 4.76mm偏心量e得e1dc2+2d221+12取1=2=0.13，dc=d2，1+12=1，則e0.13dc=0.6188mm,取e=0.60mm為使刀片加固可靠，選用自鎖性能較好的螺釘偏心銷，并取螺釘偏心銷

11、轉(zhuǎn)軸直徑d2為m5。2.圓孔拉刀的設(shè)計(jì)被加工孔直徑d=29+0.021 0mm,拉前直徑d0=28+0.13 0mm,工件拉削孔長(zhǎng)度l=45mm，拉削表面粗糙度不得大于ra1.6。工件材料：45鋼，硬度hbs170229,抗拉強(qiáng)度b=637mpa。拉床型號(hào):l6110型。采用10%極壓乳化液。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮:預(yù)制空加工方式;標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆削;拉削變形量：拉削后孔收縮，收縮量（在直徑上）為0.01mm。設(shè)計(jì)步驟：2.1選擇拉刀材料拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，因此要求采用耐磨的刀具材料，以盡量提高刀具耐用度。本例采用w18cr4v 。2.2確定拉削方式綜合式拉刀較短，適用拉削碳鋼和低合金鋼，拉削精度和表面

12、質(zhì)量并不低于其它拉削方式，且拉削耐用度較高。因此，本例選擇綜合式拉削。2.3選擇刀齒幾何參數(shù)按表3-2 ，取拉刀前角15精切齒與校準(zhǔn)齒前刀面采用倒棱，br1 =0.51 mm ;粗切齒后角0=3, 倒棱寬ba1=0.2mm,精切齒:后角0=2,ba1=0.3mm; 校準(zhǔn)齒: 后角0=1,ba1=0.6mm2.4確定校準(zhǔn)齒直徑（以角標(biāo)x表示校準(zhǔn)齒的參數(shù)）dox=dmmax+式中 收縮量，= 0.01mm ,則dox = 29.031mm 2.5確定拉削余量當(dāng)預(yù)制孔采用鉆削加工時(shí)計(jì)算余量按表3-1為：=0.005dm（0.10.2）l=(0.00529+0.15)mm=1.151mm,按gb143

13、978錐柄長(zhǎng)麻花鉆第系列取28mm的鉆頭，則實(shí)際拉削余量為：dox-dwmin=(29.031-28.0)mm=1.031mm2.6選取齒升量按表3-4，選取粗切齒齒升量ap=0.03mm。2.7設(shè)計(jì)容屑槽2.7.1計(jì)算齒距按表3-7，粗切齒與過(guò)渡齒齒距為（1.31.6）l=（1.31.6）=8.710.7mm取p=9mm精切齒和校準(zhǔn)齒齒距為pj=px=（0.60.8）p=6mm2.7.2選取拉刀容屑槽 查表3-8，選曲線齒背型，粗切齒和過(guò)渡齒取深槽，h=4mm，g=3mm，r=1.8mm,r=5mm；精切齒和校準(zhǔn)齒取基本槽，h=3.5mm，g=3mm,r=1.3,r=5mm2.7.3校驗(yàn)容屑

14、條件 查表3-10得容屑系數(shù)k3.0，則 h=1.13kl2ap=1.13mm=3.22mm顯然，hh，容屑條件校驗(yàn)合格。2.74校驗(yàn)同時(shí)工作齒數(shù)照表3-7計(jì)算zemin=lp=45/9=5zemax=lp+1=45/9+1=6ze滿足3ze8的校驗(yàn)條件，校驗(yàn)合格。2.8確定分屑槽參數(shù)拉刀粗切齒與過(guò)度齒采用弧形分屑槽，精切齒（最后一個(gè)精切齒除外）采用三角形分屑槽。弧形槽按表3-12設(shè)計(jì):當(dāng)domin=28mm，槽數(shù)nk=8，槽寬a=domin sin(90o/nk)-（0.30.7）mm =28sin(90o/8)-（0.30.7）mm=5.0mm據(jù)表6-11，當(dāng)拉刀直徑為domax=29mm

15、時(shí)，三角形分屑槽數(shù)可取為:nk=（1/71/6）d。=14槽寬b=1.01.2mm,深h=0.5mm,槽形角90o前后刀齒的分屑槽應(yīng)在圓周方向錯(cuò)開(kāi)半個(gè)槽距，交錯(cuò)排列。2.9選擇拉刀前柄 按表3-17，選用型a無(wú)周向定位面的圓柱形前柄，取d1=25mm,卡爪處底徑d2=19mm。拉刀無(wú)需設(shè)后柄。2.10校驗(yàn)拉刀強(qiáng)度與拉床載荷按表3-24、表3-23和表3-22計(jì)算最大刀削力。根據(jù)綜合式拉削特點(diǎn)，切削厚度ac=2af。fmax=fzawzemaxk0 k1 k2 k3 k4103 =16130/241.271.151.131110-3kn=50.06kn拉刀最小斷面為前柄卡爪底部，其面積為 rmi

16、n=d22/4=x212/4mm2=346.19mm2危險(xiǎn)截面部位的拉應(yīng)力為 =fmax/armin=50.06/346.19gpa=0.145gpa按表4-25，高速鋼圓拉刀許用應(yīng)力=0.35gpa,顯然，,拉刀強(qiáng)度校驗(yàn)合格。按表3-23、表3-24和已知l6110型良好狀態(tài)舊拉床，可算出拉床允許拉力frk=200x0.8kn=160kn顯然，fmaxfrk，拉床載荷校驗(yàn)合格。2.11確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑尺寸按本章一、3.齒升量中所述，取過(guò)度齒與精切齒齒升量遞減為：0.03、0.025、0.020、0.015、0.01、0.01mm,共切除余量;ag+aj=2（0.03+0.025+0.0

17、20+0.015+0.01+0.01）mm=0.22mm其中，前2齒齒升量大于1/2af,可屬過(guò)渡齒；后4齒齒升量較小，屬精切齒。粗切齒齒數(shù)按下式計(jì)算后取整為:ze=a-(ag+af)/2af+1=(1.031-0.22)/2x0.04+1=10粗切齒、過(guò)渡齒、精切齒共切除余量（10-1）20.04+0.22mm=1.02mm剩下（1.031-1.02）mm=0.011mm的余量未切除，需增設(shè)一個(gè)精切齒切到要求的尺寸。2.12設(shè)計(jì)拉刀其他部分 按表3-19：前柄 l=100mm d=28mm頸部 l=m+bo+a-l3110mm d2=d1-0.5mm=27.5mm過(guò)渡錐l3=15mm前導(dǎo)部

18、l4=40mm d4=dwmin=30mm 后導(dǎo)部 l7=20mm d7=dmmin=31.021mm拉刀前柄端面至第1刀齒的距離 l1=l1+m+bs+a+l4=(110+100+15+40)mm=265mm2.13計(jì)算和效驗(yàn)拉刀總長(zhǎng)粗切齒與過(guò)度齒長(zhǎng) l5=8(10+2)=96mm精切齒與效準(zhǔn)齒長(zhǎng) lo=5.5(5+7)=66mm拉刀總長(zhǎng) l=l+l5+l6+l7=447mm按表3-26允許拉刀總長(zhǎng)為28do=2830mm=840mm,顯然,拉刀短得多,所以長(zhǎng)度合格。2.14制定拉刀技術(shù)條件 根據(jù)本章二,主要內(nèi)容應(yīng)列入拉刀工作圖中。2.15繪制拉刀工作圖。小 結(jié)通過(guò)這周的刀具設(shè)計(jì)與工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，我了解到自己還有很多專業(yè)知識(shí)的欠缺，理論與實(shí)際不能完全的結(jié)合在一起，需要繼續(xù)完善自己的專業(yè)知識(shí)與技術(shù)水平。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì),使我們能綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)