可轉(zhuǎn)位車刀和圓孔拉刀課程設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　題 目：可轉(zhuǎn)位車刀和圓孔拉刀設(shè)計 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　班 級：

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱： </p><p><b>　　2013年6月</b

3、></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　一 可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計2</p><p><b>　　1.1設(shè)計題目2</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計步驟2</b></p><p>　　1.2.1選擇刀片夾固

4、結(jié)構(gòu)2</p><p>　　1.2.2選擇刀片材料2</p><p>　　1.2.3選擇車刀合理角度2</p><p>　　1.2.4選擇切削用量2</p><p>　　1.2.5選擇刀片型號和尺寸3</p><p>　　1.2.6確定刀墊型號和尺寸4</p><p>　　1.2.7

5、計算刀槽角度4</p><p>　　1.2.8計算銑制刀槽時需要的角度6</p><p>　　1.2.9選擇刀桿材料和尺寸7</p><p>　　1.2.10選擇偏心角及其相關(guān)尺寸7</p><p>　　二 圓孔拉刀設(shè)計9</p><p><b>　　2.1設(shè)計題目9</b></

6、p><p>　　2.2機床的選擇及其他參數(shù)9</p><p><b>　　2.3設(shè)計步驟9</b></p><p>　　2.3.1拉刀材料選擇9</p><p>　　2.3.2拉削方式選擇10</p><p>　　2.3.3幾何參數(shù)的確定10</p><p>　　2.

7、3.4校準齒直徑10</p><p>　　2.3.5拉削余量計算10</p><p>　　2.3.6齒升量確定11</p><p>　　2.3.7容屑槽的確定11</p><p>　　2.3.8確定分屑槽參數(shù)12</p><p>　　2.3.9前柄部形狀和尺寸設(shè)計12</p><p>

8、;　　2.3.10拉刀強度和拉床載荷校驗12</p><p>　　2.3.11齒數(shù)及每齒直徑確定13</p><p>　　2.3.12拉刀其他部分設(shè)計13</p><p>　　2.3.13計算和校驗拉刀總長確定14</p><p>　　2.3.14技術(shù)條件14</p><p><b>　　小結(jié)15

9、</b></p><p><b>　　參考文獻16</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著教育改革的不斷深入、素質(zhì)教育的全面推進，以及課程體系和教學(xué)內(nèi)容的不斷完善，金屬切削課程設(shè)計是機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容覆蓋金屬切削原理和刀具、機械加工方法及設(shè)備、互換性與測量技術(shù)

10、、機械制造工藝學(xué)及工藝裝備等，因而也是一門實踐性和綜合性很強的課程，必須通過實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)才能使我們對該課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解，也只有通過實踐才能培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的能力和獨立工作能力。能通過運用金屬切削刀具課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到實踐知識，正確的解決一個刀具在加工過程中的安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。它一方面要求學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力。另外，也為今

11、后作好畢業(yè)設(shè)計進行一次綜合訓(xùn)練和準備。學(xué)生通過金屬切削刀具課程設(shè)計，得到各方面的鍛煉。</p><p><b>　　一 可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計題目</b></p><p>　　已知：工件材料40Cr，使用機床CA6140，加工后,,需粗車完成，加工余量自定，設(shè)計裝夾刀片直頭外圓車刀。

12、</p><p><b>　　1.2設(shè)計步驟</b></p><p>　　1.2.1選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)</p><p>　　考慮到加工是在CA6140普通機床上進行，屬于連續(xù)切削，參照表2-1典型車刀夾固結(jié)構(gòu)簡圖和特點，采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　1.2.2選擇刀片材料<

13、/p><p>　　由原始條件結(jié)構(gòu)給定：被加工工件材料為40Cr，連續(xù)切削，完成粗車工序，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）為YT15。</p><p>　　1.2.3選擇車刀合理角度</p><p>　　根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀：幾何角度的形成特點，選取如下四個主要角度：(1)前角，(2)后角,(3)主偏角，(4)刃傾角。&l

14、t;/p><p>　　后角的實際數(shù)值以及副后角和副偏角在計算刀槽角度時，經(jīng)校驗后確定。</p><p>　　1.2.4選擇切削用量</p><p>　　根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定切削用量為：</p><p>　　粗車時：切削深度，進給量，切削速度。</p><p>　　1.2.5選擇刀片型號和尺寸</p>

15、<p>　　1．選擇刀片有無中心固定孔</p><p>　　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。</p><p><b>　　2．選擇刀片形狀</b></p><p>　　按選定的主偏角，選用正方形刀片。</p><p>　　3．選擇刀片精度等級</p><p&

16、gt;　　參照刀片精度等級的選擇原則（車削用硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的精度等級選用，一般情況下選用U級，有特殊要求時才選用M級和G級），選用U級。</p><p>　　4．選擇刀片邊長內(nèi)切圓直徑d（或刀片邊長L）</p><p>　　根據(jù)已選定的,k，可求出刀刃的實際參加工作長度：</p><p><b>　　因為是正方形，</b></p>

17、;<p><b>　　5．選擇刀片厚度</b></p><p>　　根據(jù)已選定的、，通過選擇刀片厚度的諾模圖，求得刀片厚度。</p><p><b>　　6．選擇刀尖圓半徑</b></p><p>　　根據(jù)已選定的,，利用選擇刀片厚度的諾模圖，求得連續(xù)切削時的。</p><p>　　7

18、．選擇刀片切屑槽型式和尺寸</p><p>　　參照刀片斷屑槽型式和尺寸的選擇原則后，根據(jù)已知的原始條件，選用A型斷屑槽，斷屑槽的尺寸型號和尺寸后，便可確定。</p><p>　　綜合以上七方面的選擇結(jié)果，確定選用的刀片型號是：SNUM120408-A3，尺寸為：</p><p><b>　?。?； ；；</b></p><p

19、><b>　　刀片參數(shù)：</b></p><p>　　粗車刀尖角，刃傾角，斷屑槽寬，取法前角。</p><p>　　1.2.6確定刀墊型號和尺寸</p><p>　　硬質(zhì)合金刀墊形狀和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)及刀片的型號和尺寸。選擇與刀片形狀相同的刀墊，正四方形，中心有圓孔。選擇S12B,其尺寸為長度；厚度；中心孔直徑；材料為YG8

20、。</p><p>　　1.2.7計算刀槽角度</p><p><b>　　刀槽角度計算步驟：</b></p><p><b>　　1．刀桿主偏角</b></p><p><b>　　2．刀槽刃傾角</b></p><p><b>　　3．刀槽

21、前角 </b></p><p>　　刀槽底面可看作前刀面，則刀槽前刀角的計算公式為：</p><p><b>　　tan=</b></p><p><b>　　將、、代入式，得：</b></p><p><b>　　求得：</b></p><p

22、><b>　　取</b></p><p><b>　　4．驗算車刀后角</b></p><p>　　車刀后角的驗算公式為：</p><p><b>　　當(dāng)時，則</b></p><p><b>　　將，代入，得:</b></p><

23、;p>　　則 </p><p>　　與所選后角值相近，可以滿足切削要求。</p><p><b>　　而刀桿后角</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　5．刀桿副偏角</b></p>&

24、lt;p>　　因為 ，</p><p>　　所以 </p><p>　　車刀刀尖角的計算公式為：</p><p>　　當(dāng)=90°時，則為：</p><p><b>　　將，代入，得：</b></p><p><b>　　則 </b

25、></p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　6．檢驗車刀副后角</b></p><p>　　車刀副后角的驗算公式為：</p><p><b>　　

26、當(dāng)時，則式為：</b></p><p>　　而 </p><p><b>　　將，，代入，得：</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>

27、;<b>　　再將，代入式，得：</b></p><p>　　所以 ，可以滿足切削要求</p><p>　　而刀桿副后角，故，取</p><p>　　綜合上述計算結(jié)果，可以歸納為：</p><p><b>　　車刀的幾何角度為：</b></p><p><b&

28、gt;　　，，，，，</b></p><p>　　刀桿與刀槽的幾何角度為：</p><p><b>　　，，，，，</b></p><p>　　1.2.8計算銑制刀槽時需要的角度</p><p>　　1．計算刀槽最大負前角及其方位角。</p><p><b>　　將、代入式，

29、得：</b></p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　將、代入式，得：</b></p><p><b>　　則 =</b></p><p>　　2．計算刀槽切深剖面前角和進給剖面前角</p><p

30、>　　將、、代入式，可得：</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　1.2.9選擇刀桿材料和尺寸</p><p><b>　　1．選擇刀桿材料</b></p><p>　　選用45號鋼為刀桿材料，熱處理硬度為HRC38-45,發(fā)黑處理。</p>&

31、lt;p><b>　　2．選擇刀桿尺寸</b></p><p>　　(1).選擇刀桿截面尺寸</p><p>　　因為加工使用CA6140普通車床，其中心高為，并考慮到為提高刀桿，選取刀桿截面尺寸。</p><p>　　由于切削深度，進給量，可以不必校驗刀桿強度。</p><p>　　(2).選擇刀桿長度尺寸<

32、;/p><p><b>　　選取刀桿長度為。</b></p><p>　　1.2.10選擇偏心角及其相關(guān)尺寸</p><p><b>　　1.選擇偏心銷材料</b></p><p>　　偏心銷材料選用40Cr，熱處理硬度為HRC40-45，發(fā)黑。</p><p>　　2.選擇偏心

33、銷偏心量e</p><p>　　前面已經(jīng)選定,括號內(nèi)取值0.4，則</p><p>　　偏心量e可用式 計算求出，即</p><p>　　為計算方便，取，，，則式成為，取。</p><p>　　為使刀片夾固可靠，選用自鎖性能較好的螺釘偏心銷，并取螺釘偏心銷轉(zhuǎn)軸直徑為M6。</p><p>　　3.計算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心

34、在刀槽前面上的位置</p><p><b>　　將m和n求出：</b></p><p>　　根據(jù)前邊已選定的各尺寸知：</p><p><b>　　，，，</b></p><p><b>　　取，代入得：</b></p><p><b>　　二

35、 圓孔拉刀設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計題目</b></p><p>　　工件外徑D:180mm，長度64mm，材料45鋼，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)，硬度在220~250HBS，孔內(nèi)徑d:。</p><p>　　2.2機床的選擇及其他參數(shù)</p><p>　　拉床為L6140型良好狀態(tài)的舊拉床，

36、</p><p>　　采用10%極壓乳化液，</p><p>　　拉削后孔的收縮為0.01mm。</p><p><b>　　2.3設(shè)計步驟</b></p><p>　　2.3.1拉刀材料選擇</p><p>　　拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，因此要求采用耐磨的刀具材料，以盡量提高刀具耐磨度。此任務(wù)可采

37、用。</p><p>　　2.3.2拉削方式選擇</p><p>　　拉刀從工件上把拉削余量切下來的順序和方式，通常都用圖形表達，稱這種圖形為“拉削圖形”。拉削圖形分為分層式、分塊式和綜合式三大類。綜合式拉削集中了成形式拉削與輪切式拉削的特點，即粗切齒制成輪切式結(jié)構(gòu)，精切齒則采用成形式結(jié)構(gòu)。這樣，既縮短了拉刀長度，保證較高的生產(chǎn)率，又能獲得較好的工件表面質(zhì)量。這里也使用綜合式設(shè)計。<

38、/p><p>　　2.3.3幾何參數(shù)的確定</p><p>　　按表4.2，取前角，精切齒和校準齒前刀面倒。</p><p>　　按表4.3，取粗切齒后角，倒棱寬，精切齒后角，，校準齒，。</p><p>　　2.3.4校準齒直徑</p><p>　　以角標x表示校準齒的參數(shù)：</p><p>　　

39、式中------收縮量，取，則。</p><p>　　2.3.5拉削余量計算</p><p>　　按表4.1計算。當(dāng)預(yù)制孔采用鉆削加工時，A的初值為：</p><p>　　采用鉆頭，最小孔徑為，拉削余量為:</p><p>　　2.3.6齒升量確定</p><p>　　按表4.4，取粗切齒齒升量為。</p>

40、<p>　　2.3.7容屑槽的確定</p><p><b>　　1.計算齒距</b></p><p>　　按表4.8，粗切齒與過渡齒齒距為</p><p>　　取精切齒與校準齒齒距（用角標j表示精切齒的參數(shù)）</p><p>　　2.容屑槽形狀及尺寸采用曲線齒背</p><p>　　

41、按表4.9深槽形，粗切齒與過渡齒取，精切齒與校準齒取， </p><p><b>　　3.容屑條件校驗</b></p><p>　　按表4.11，取容屑系數(shù),工件最大長度，齒升量，則</p><p>　　而容屑槽深,所以，校驗合格。</p><p>　　4.同時工作齒數(shù)校驗</p><p><

42、;b>　　按表4.8計算。</b></p><p><b>　　滿足的校驗條件。</b></p><p>　　2.3.8確定分屑槽參數(shù)</p><p>　　綜合式拉刀粗切齒與過渡齒用弧形分屑，精切齒用三角形分屑槽。</p><p>　　根據(jù)表4.13，當(dāng)最小直徑時，弧形分屑槽數(shù)。槽寬為</p>

43、;<p>　　根據(jù)表4.12，當(dāng)直徑為時，三角形分屑槽數(shù)為</p><p>　　槽寬，槽深。見表4.14。</p><p>　　前后齒分屑槽應(yīng)交錯排列。校準齒及最后一個精切齒不做分屑槽。</p><p>　　2.3.9前柄部形狀和尺寸設(shè)計</p><p>　　按表4.18，選用Ⅱ型-A式無周向定位面的圓柱形前柄，取，最小斷面處的

44、直徑為。</p><p>　　2.3.10拉刀強度和拉床載荷校驗</p><p>　　見表4.23,4.24，4.25計算最大拉削力。綜合式拉刀粗切齒的切削厚度為齒升量的1倍，長度刀刃上的切削力，應(yīng)按確定。</p><p>　　柄部最小斷面處危險斷面，直徑為，面積為：</p><p><b>　　拉應(yīng)力為 </b>&l

45、t;/p><p>　　按表4.26，,則，校驗合格。</p><p>　　按表4.24,4.25,拉床允許的拉力為：</p><p>　　由上述可知，拉削力，則，拉床載荷校驗合格。</p><p>　　2.3.11齒數(shù)及每齒直徑確定</p><p>　　取過渡齒與精切齒齒0.035,0.030,0.020.025,0.0

46、15,0.010,0.005mm。后四齒齒升量小于粗切齒齒升量的，為精切齒，則前三齒稱為過渡齒。</p><p>　　過渡齒與精切齒切除的余量為：</p><p>　　則粗切齒齒數(shù)為（第一個粗切齒齒升量為零）</p><p>　　粗切齒與過渡齒，精切齒共切除余量為，剩余0.035mm的余量，需增加一個精切齒，調(diào)整各精切齒齒升量。</p><p&g

47、t;　　按表4.15取校準齒齒數(shù)6個，共有粗切齒、過渡齒、精切齒、校準齒齒數(shù)為個。</p><p>　　2.3.12拉刀其他部分設(shè)計</p><p>　　根據(jù)表4.20，取前導(dǎo)部的直徑與長度為：</p><p>　　后導(dǎo)部的直徑與長度為：</p><p>　　前柄端面至第一齒的距離（表4.20中圖）</p><p>　

48、　查表4.18，，取20,查表4.24，，，前導(dǎo)部，則</p><p>　　頸部直徑 = </p><p><b>　　過渡錐長度取為。</b></p><p>　　拉刀直徑較小，不設(shè)后柄部。</p><p>　　2.3.13計算和校驗拉刀總長確定</p><p>　　粗切齒與過渡齒的

49、長度 </p><p>　　精切齒與校準齒的長度 </p><p><b>　　總長為，最后取，。</b></p><p>　　查表4.27，當(dāng)拉刀直徑為時，允許長度為，總長校驗合格。</p><p>　　2.3.14技術(shù)條件</p><p>　　1.拉刀熱處理硬度：刀齒及后導(dǎo)部HRC63～66；

50、前導(dǎo)部HRC60～66;前柄部HRC40～52，允許進行表面強化處理；</p><p>　　2.No18～24齒外圓直徑尺寸的一致性為0.005mm,且不允許有正錐度；</p><p>　　3.No1～16齒外圓表面對G-H基準線的徑向圓跳動公差0.030mm;</p><p>　　4.No17～24齒外圓表面對G-H基準線的徑向圓跳動公差0.007mm；</

51、p><p>　　5.拉刀各部分徑向跳動應(yīng)在同一方向；</p><p>　　6.拉刀表面不得有裂紋，碰傷，銹跡等影響使用性能的缺陷；</p><p>　　7.拉刀切削刃應(yīng)鋒利，不得有毛刺，崩刃和磨削燒傷；</p><p>　　8.拉刀容屑槽表面應(yīng)磨光，且不得有凹凸不平等影響卷屑效果的缺陷；</p><p>　　9.拉刀按GB

52、 3831-83標準驗收。</p><p>　　10.在拉刀頸部打?。簭S標、、、、制造年月、產(chǎn)品編號；</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　通過這一周的刀具設(shè)計與工藝規(guī)程設(shè)計，我了解到自己還有很多專業(yè)知識的欠缺，理論與實際不能完全的結(jié)合在一起，需要繼續(xù)完善自己的專業(yè)知識與技術(shù)水平。也知道了以后自己的方向，更加得知道這門

53、學(xué)科的應(yīng)用之廣泛。</p><p>　　這次的刀具課設(shè)讓我學(xué)會了很多知識，例如如何選取刀具的角度、進給量、切削速度；如何擬定工藝路線，如何選取基準面，如何應(yīng)用機械設(shè)計制造手冊。兩周的課程設(shè)計，對我而言，是知識與經(jīng)驗的收獲與積累，是人生中的一次經(jīng)歷，讓我知道了自己現(xiàn)在的知識水平的不足，需要不斷的汲取知識與經(jīng)驗，才能使自己不斷的提高。在以后畢業(yè)之后，使自己更好的適應(yīng)自己所在的崗位。讓自己以后學(xué)有所成。</p&g

54、t;<p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?）陸劍中、孫家寧主編. 金屬切削原理與刀具. 北京：機械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　（2）王娜君主編. 金屬切削刀具課程設(shè)計指導(dǎo)書. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2011</p><p>　?。?）陳于萍，周兆元編. 互換性與測量技術(shù)