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1、1前言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材
2、料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段2目 录1已知条件52车刀具材料的选择63车刀几何参数的确定64车刀具体设计85.拉刀已知条件106.拉刀几何参数的确定137 拉刀的具体设
3、计148.小 结 159.参考文献1631.C 刀片 95偏头外圆车刀设计已知: 工件材料 HT200，使用机床 CA6140，加工后 dm=95,Ra=3.2,需粗、半精车完成，加工余量自定，设计装 C 刀片 95偏头外圆车刀。 设计步骤：1.1 选择刀片夹固结构考虑到加工是在 CA6140 普通机床上进行，属于连续切削，参照表 2-1 典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。 1.2 选择刀片材料由原始条件给定：被加工工件材料为 HT200，连续切削，完成粗车、半精车两道工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YG3。1.3 选择车刀合理角度根据刀具合理几何
4、参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度(1)前角=8，(2) 后角=7, (3)副后角=7, (4)主偏角=95 ，(5)副偏角=12(6) 刃倾角= -2 后角 的实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验后确定。01.4 选择切削用量根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为：4粗车时:a =3mm，f=0.6mm/r，v=80m/minp1.5 选择刀片型号和尺寸1.5.1 选择刀片有无中心固定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。1.5.2 选择刀片形状按选定的主偏角=95，选用菱形刀片。1.5.3 选择刀片精度等
5、级选用 U 级1.5.4 选择刀片边长内切圆直径 d（或刀片边长 L）根据已选定的 ,k ，可求出刀刃的实际参加工作长度 。为；parsseLL = =sesrpkcoin)2cos(95in3=3.01mm L1.5L =4.52mmse因为是菱形，所以 L=d4.521.5.5 选择刀片厚度 S根据 a ,f，利用诺模图，得 S 4.8。p 1.5.6 选择刀尖圆半径 r 5根据 a ,f, 利用诺模图，得连续切削 r =4.8。p 1.5.7 选择刀片切屑槽型式和尺寸根据条件，选择 A 型。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便可确定。确定刀片型号：CCUM1506A2 ，尺寸为L=d=1
6、5.875mm,S=6.35mm,d1=6.35mm, r =1.2刀片参数： 车尖角 =90 ，刃倾角 =0，法后角 =0，法前角 =20rosnsnsn断屑槽宽 Wn=41.6 确定刀垫型号和尺寸硬质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构的需要及刀片型号和尺寸：适合于偏心式夹固结构的需要，并与刀片型号 CCUM1506A2 相对应的硬质合金刀垫得型号为：S15B,其具体尺寸为：L=d=14.88mm, S=4.76 mm, d1=7.6, r =1.2mm，D=9，C=2.01.7 计算刀槽角度可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系1.7.1 刀杆主偏角K =K =
7、95rg1.7.2 刀槽刃倾角 s（-2）02sgs1.7.3 刀槽前角 刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角 的计算公式为：og og6tan = ogsnbocta1将 =8， =0， = -2代入式子onbs得： tan = =0.1405og)2cos(0tan81t)2cos(则 =8og取 =81.7.4 验算车刀后角 0车刀后角 的验算公式为tan =0 sognbcta1)(ta当 =0时，则nbtan =tan cos20ogs将 =8， =2代入ogs得: tan =tan（8 ）cos （2 ）=0.1310oo则 =7与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角 =og
8、0故 =7，取 =7og1.7.5 刀杆副偏角 K rg Krg=Kr7而 K =180-K -rr又 = ，K =KrgrgK =180-K - =180-K -rrr车刀刀尖角 的计算公式为rcot =cotrrb ssogsog cinta)c(tan12当 =90时，则为rbcot =-tan sin cosrogss将 =8， = -2代入ogs得 cot =-tan（8 ）sin（2 ）cos（2）=0.1814r则 =79.72r故 K = K =180-95-79.72rgr=5.28取 K =5.28rg1.7.6 检验车刀副后角 o车刀副后角 的验算公式为tan =o co
9、stan1)(tanrgbg当 =0时，则式为nbtan =-tan cosoog2rg而 tan =-tan cos +tan singrrr8tan =tan sin +tan cosogogrrgr将 =8， = = -2， = =79.72代入式ogrr得: tan =-tan（8）cos79.72+tan（2）sin79.72=0.094og则 =5.37tan =tan（8 ）sin79.72+tan（2）cos79.72og=0.144则 =8.21rg再将 =5.37， =8.21代入式oog得: tan =-tan（5.37）cos （8.21）=0.10952则 =6.25
10、o可以满足切削要求而刀杆副后角 =og故 =6.25，取 =6.25og综合上述计算结果，可以归纳为：车刀的几何角度为:=8， =7，K =95，K =12， = -2， =7oorrso刀杆与刀槽的几何角度为；=8， =7，K =95，K =5.28， = -2， =6.25ogogrgrgrgog1.8 选择刀杆材料和尺寸91.8.1选择刀杆材料选用 45 号钢为刀杆材料，热处理硬度为 HRC38-45。1.8.2选择刀杆尺寸1.选择刀杆截面尺寸因为加工使用 CA6140 普通车床，其中心高 400mm,考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆截面尺寸 B H=20 25mm由于切削深度 a =3m
11、m，进给量 f=0.6mm/r，可以不必校验刀杆强度。p2.选择刀杆长度尺寸选取刀杆长度为 150mm3.选择偏心销及其相关尺寸( 1 )选择偏心销材料偏心销材料选用 40Cr ，热处理硬度为 HRC40 一 45 ，发黑。( 2 )选择偏心销直径 dc 和偏心量 ed cd1-（0.20.4 ） mm 前面已经选定 dl = 6 . 35 括号内取最大值 0.4则 d c6 . 35 0.4=5.95mm10圆孔拉刀的设计被加工孔直径 D=31 +0.021 0mm,拉前直径 D0=30 +0.16 0mm 工件拉削孔长度 L=45mm，拉削表面粗糙度不得大于Ra1.6m。 。工件材料：45
12、 钢，调质处理,硬度 HBS220-250,抗拉强度b=750MPa。拉床型号:L6110 型。采用 10%极压乳化液。要求设计圆拉刀。设计时应考虑:预制空加工方式;标准麻花钻钻削;拉削变形量：拉削后孔收缩，收缩量（在直径上）为0.01mm。设计步骤（1） 选择拉刀材料 拉刀结构复杂，价格昂贵，因此要求采用耐磨的刀具材料，以尽量提高刀具耐用度。本例采用W18Cr4V . （2） 确定拉削方式综合式拉刀较短，适用拉削碳钢和低合金钢，拉削精度和表面质量并不低于其它拉削方式，且拉削耐用度较高。因此，本例选择综合式拉削。（3） 选择刀齿几何参数按表 3 一 2 ，取拉刀前角 15精11切齿与校准齿前刀
13、面采用倒棱，br1 =0.5- 1 mm ;粗切齿后角 3, 倒棱宽 ba1 小于 0.2,精切齿:后角 2,ba1=0.3; 校准齿: 后角 1,ba1=0.6确定校准齿直径（以角标 x 表示校准齿的参数）dox=dmmax+（1） 式中 收缩量，= 0.01 ,dox = 31. 031mm 确定拉削余量计算余量（按表 4-1）为=0.005dm（0.10.2） =(0.005X31+0.15X )mm=0.97mml 31按 GB143978锥柄长麻花钻第系列取 30.0mm 的钻头。这样，实际拉削余量为dox-dwmin=(31.031-30.0)mm=1.031mm（2） 选取齿升量
14、按表 3-4，选取粗切齿齿升量 ap=0.04mm。（3） 设计容屑槽1） 计算齿距按表 3-7，粗切齿与过渡齿齿距为（1.31.5） =（1.21.5） =6.68.2mml31取 P=8mm精切齿和校准齿齿距为 Pj=Px=（0.60.8）P=5.5mm2）选取拉刀容屑槽 查表 3-8，选曲线齿背型，粗切齿和过渡齿取深槽，h=3mm：精切齿和校准齿取基本槽，h=2mm。3）校验容屑条件 查表 3-10 得容屑系数 k3.0，则 h=1.13 =1.13X mm=2.68mmlafk)2( 304.20.3X12显然，hh，容屑条件校验合格。4）校验同时工作齿数 照表 3-7 计算 e=（l/p）=31/8=4, 满足 3z e8 的校验条件，校验合格。（8）确定分屑槽参数 拉刀粗切齿与过度齿采用弧形分屑槽，精切齿（最后一个精切齿除外）采用三角形分屑槽。弧形槽按表 3-12设计，当 domin=30mm，槽数 nk=10，槽宽a=domin sin90o/nk-（0.30.7）mm =30Xsin90 o/8-（0.30.
