可轉位車刀和圓孔拉刀課程設計

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

2、 </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　職 稱： </p><p><b>　　2013年6月</b

3、></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　一 可轉位車刀設計2</p><p><b>　　1.1設計題目2</b></p><p><b>　　1.2設計步驟2</b></p><p>　　1.2.1選擇刀片夾固

4、結構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尺寸7</p><p>　　二 圓孔拉刀設計9</p><p><b>　　2.1設計題目9</b></

6、p><p>　　2.2機床的選擇及其他參數9</p><p><b>　　2.3設計步驟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12</p><p>　　2.3.9前柄部形狀和尺寸設計12</p><p>

8、;　　2.3.10拉刀強度和拉床載荷校驗12</p><p>　　2.3.11齒數及每齒直徑確定13</p><p>　　2.3.12拉刀其他部分設計13</p><p>　　2.3.13計算和校驗拉刀總長確定14</p><p>　　2.3.14技術條件14</p><p><b>　　小結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、素質教育的全面推進，以及課程體系和教學內容的不斷完善，金屬切削課程設計是機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，內容覆蓋金屬切削原理和刀具、機械加工方法及設備、互換性與測量技術

10、、機械制造工藝學及工藝裝備等，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環(huán)節(jié)才能使我們對該課程的基礎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實習中學到實踐知識，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，保證零件的加工質量。它一方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力。另外，也為今

11、后作好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。學生通過金屬切削刀具課程設計，得到各方面的鍛煉。</p><p><b>　　一 可轉位車刀設計</b></p><p><b>　　1.1設計題目</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，設計裝夾刀片直頭外圓車刀。

12、</p><p><b>　　1.2設計步驟</b></p><p>　　1.2.1選擇刀片夾固結構</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典型車刀夾固結構簡圖和特點，采用偏心式刀片夾固結構。 </p><p>　　1.2.2選擇刀片材料<

13、/p><p>　　由原始條件結構給定：被加工工件材料為40Cr，連續(xù)切削，完成粗車工序，按照硬質合金的選用原則，選取刀片材料（硬質合金牌號）為YT15。</p><p>　　1.2.3選擇車刀合理角度</p><p>　　根據刀具合理幾何參數的選擇原則，并考慮到可轉位車刀：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>　　后角的實際數值以及副后角和副偏角在計算刀槽角度時，經校驗后確定。</p><p>　　1.2.4選擇切削用量</p><p>　　根據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>　　由于刀片夾固結構已選定為偏心式，因此應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（車削用硬質合金可轉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．選擇刀片邊長內切圓直徑d（或刀片邊長L）</p><p>　　根據已選定的,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：</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>　　硬質合金刀墊形狀和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結構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=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>　　前面已經選定,括號內取值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，并取螺釘偏心銷轉軸直徑為M6。</p><p>　　3.計算偏心銷轉軸孔中心

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、 圓孔拉刀設計</b></p><p><b>　　2.1設計題目</b></p><p>　　工件外徑D:180mm，長度64mm，材料45鋼，熱處理狀態(tài)：調質，硬度在220~250HBS，孔內徑d:。</p><p>　　2.2機床的選擇及其他參數</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設計步驟</b></p><p>　　2.3.1拉刀材料選擇</p><p>　　拉刀結構復雜，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構，精切齒則采用成形式結構。這樣，既縮短了拉刀長度，保證較高的生產率，又能獲得較好的工件表面質量。這里也使用綜合式設計。<

38、/p><p>　　2.3.3幾何參數的確定</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：</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。當預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）</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,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</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>　　根據表4.13，當最小直徑時，弧形分屑槽數。槽寬為</p>

43、;<p>　　根據表4.12，當直徑為時，三角形分屑槽數為</p><p>　　槽寬，槽深。見表4.14。</p><p>　　前后齒分屑槽應交錯排列。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，調整各精切齒齒升量。</p><p&g

47、t;　　按表4.15取校準齒齒數6個，共有粗切齒、過渡齒、精切齒、校準齒齒數為個。</p><p>　　2.3.12拉刀其他部分設計</p><p>　　根據表4.20，取前導部的直徑與長度為：</p><p>　　后導部的直徑與長度為：</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，當拉刀直徑為時，允許長度為，總長校驗合格。</p><p>　　2.3.14技術條件</p><p>　　1.拉刀熱處理硬度：刀齒及后導部HRC63～66；

50、前導部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、產品編號；</p><p><b>　　小結</b></p><p>　　通過這一周的刀具設計與工藝規(guī)程設計，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合在一起，需要繼續(xù)完善自己的專業(yè)知識與技術水平。也知道了以后自己的方向，更加得知道這門

53、學科的應用之廣泛。</p><p>　　這次的刀具課設讓我學會了很多知識，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，如何應用機械設計制造手冊。兩周的課程設計，對我而言，是知識與經驗的收獲與積累，是人生中的一次經歷，讓我知道了自己現在的知識水平的不足，需要不斷的汲取知識與經驗，才能使自己不斷的提高。在以后畢業(yè)之后，使自己更好的適應自己所在的崗位。讓自己以后學有所成。</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>　?。?）王娜君主編. 金屬切削刀具課程設計指導書. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2011</p><p>　?。?）陳于萍，周兆元編. 互換性與測量技術