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1、机械制造技术基础课程设计说明书1 75可转位外圆车刀已知:工件材料Cr18NiTi，使用机床CA6140，加工后dm=26,Ra=3.2,需粗、半精车完成，加工余量3.0mm，设计装C刀片75直头外圆车刀。设计步骤：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典型车刀夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。2选择刀片材料由原始条件结构给定：被加工工件材料为灰铸铁，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YG6。3.选择车刀合理角度根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成特
2、点，选取如下四个主要角度（1） 前角=14，（2）后角=6（3）主偏角=75，（4）刃倾角=-6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。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：粗车时：切削深度ap=3mm，进给量f=0.5mm/r，切削速度v=90m/min半精车时:ap=1mm，f=0.4mm/r，v=130m/min5,选择刀片型号和尺寸（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的主偏角=75，选用棱形80刀片。（3）选择刀片精度等级选用U级(4)选择刀片边长内切圆直径d
3、（或刀片边长L）根据已选定的ap,Kr,s，可求出刀刃的实际参加工作长度Lse。为； Lse=3.123mm L1.5Lse=4.685因为是棱形 ，d4.525(5)选择刀片厚度S根据ap,f，利用诺模图，得S4.8（6）选择刀尖圆半径r：根据ap,f, 利用诺模图，得连续切削=0.8（7）选择刀片断屑槽型式和尺寸根据条件，选择V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：CNUM160608-V1，尺寸为L=16.1mm,d=15.875,S=6.35mm,d1=6.35mm,m=3.97mm, =0.8mm刀片参数：P32前角1-7，P34 1-8后角P35标1-9 P
4、36粗车刀尖角=80刃倾角sn=0，法后角sn=0，法前角rsn=20，断屑槽宽度Wn=4mm6.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，并于刀片型号CNUM160608-V2相对应的硬质合金刀垫得型号为：C16B,其具体尺寸为：L=14.77 mm,S=3.18 mm,d1=6.1, =1.2mm，D=8.5，C=2.07.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刀槽角度计算步骤：（1） 刀杆主偏角Krg=Kr=75（2）刀槽刃倾角sg sg=s=-6（3） 刀槽前角og刀槽底面可看作前
5、刀面，则刀槽前刀角og的计算公式为： Tgog=将o=14，ab=20，s=-6代入式得： =-0.107则og=-6.107取og=-6（4） 验算车刀后角0车刀后角0的验算公式为 tg0=当ab=0时，则 Tgo=-tgogcoss将og=-6，s=-6代入得； tgo=-tg（-6）cos（-6）=0.104则 o=5.937与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角ab=a故ab=5.937，取ab=6（5） 刀杆副偏角Krg Krg=Kr而 Kr=180-Kr-r又rg=r，Krg=Kr Krg=180-Krg-rg=180-Kg-g车刀刀尖角r的计算公式为ctgr=ctgrg1
6、+（tgrgcoss）-tgrgsinscoss 当rg=80时，则为 ctgr=ctg80-tg sincos将rg=-6，s=-6代入得 ctgr=ctg80-tg(-6) sin(-6)cos(-6)=-9.516则 r=80.63故 Krg= Kr=180-75-80.63 =24.37取 Krg=24.5（6）检验车刀副后角g车刀副后角g的验算公式为 tgr=当rg=0时，则式为 tgr=-tgrgcosrg而 tgrg=-tgrgcosrg+tgrgsinrg tgrg=tgrgsinrg+tgrgcosrg将rg=-6，rg=r=-6，rg=r=80.63代入得； tgrg=-t
7、g（-6）cos90.63+tg（-6）sin80.63 =-0.087则 rg=-4.97 tgrg=tg（-6）sin90.63+tg（-6）cos80.63 =-0.121则 rg=-6.9 再将rg=-6.05，rg=-5.94代入式得； tgr=-tg（-6。05）cos（-5。94）=0.105则 r=4.92可以满足切削条件而刀杆副后角rg=r故rg=4.92，取rg=5综合上述计算结果，可以归纳为；刀具的几何角度为；o=14，o=6.9，Kr =75，Kr=24.37，s=-6，r=4.92刀杆于刀槽的几何角度为；1og=-6，og=6，Krg=75，Krg=24.5，sg=-
8、6，rg=58.选择刀杆材料和尺寸（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，发黑。（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，其中心高为200cm，并考虑到为提高刀杆，选取刀杆截面尺寸BxH=25x25mm由于切削深度ap=3，进给量f=0.5mm/r，可以不必校验刀杆强度。2.选择刀杆长度尺寸选取刀杆长度为150mm9.选择偏心角及其相关尺寸（1）选择偏心销材料偏心销材料选用40Cr，热处理硬度为HRC40-45，发黑。（2）选择偏心销直径dc和偏心量edc=d1-（0.2-0.4）mm前面已经选定d1=6.35-0.4=5.95mm偏
9、心最e即为使刀片夹固可靠，选用自锁性能较好得=的螺钉偏心销，并取螺钉偏心销转轴直径d2为M6.(3)计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置用公式（2-6）和（2-7）将m和n求出（见图2-4）,即；m=8.452mm=7.5mm10.绘制工作图（1）偏心式75硬质合金可转位外圆车刀见图2-9.(2) 偏心式75硬质合金可转位外圆车刀刀杆见图2-102工艺规程设计2.1有关零件的结构分析和功用2.1.1零件的功用题目所给定的零件是连接套,在生产中起到连接作用，零件上有两个40mm的孔用于与其它零件的连接。2.1.2零件的结构分析连接板有一组通孔，他们的相互之间有一定的位置要求。2.2.课题（提供
10、的技术资料）2.2.1生产纲领 由于本项目是大批量生产，所需工序分散型生产，由此以合理的工艺布置达到最高的经济效益，2.2.2技术资料 参考文献机械加工余量手册、机械制造工艺设计简明手册、金属切削手册第三版、实用机械加工工艺手册2.3毛坯的种类2.3.1确定毛胚的种类及制造形式零件材料是HT200灰铸铁，由于零件在工作中不受经常承受交变载荷及冲击载荷以铸造的形式制造毛坯. 铸造将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件（零件或毛坯）的工艺过程。2.4定位基准的选择原则基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确合理，
11、可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.4.1粗基准的选择 分析该零件，该零件符合粗基准选择原则，即以选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证该表面有足够而均匀的加工余量，因此根据粗基准选择原则选取以孔40的上端面为粗基准，加工底面，使底面达到加工要求。2.4.2精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。下图示为工件的毛坯图2.5工艺规程的拟定2.5.1制定工艺规程的原则制定工艺路线的出发点，应该使零件的集合形状、尺寸精度与位置精度等技术要求能得到合理
12、的保证。在生产纲领确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序分散来提高生产力。除此之外，还应该考虑经济效率，以便使生产成本尽量降低。2.5.2拟订工艺路线工艺路线1. 工序1 铸造毛坯工序2 时效处理工序3 利用铣床加工A平面，以B平面为粗基准工序4利用镗车对孔进行加工,以A、B平面为精基准工序5利用钻床加工4个12的孔，以A、B为精基准工序5 钳工剔毛刺工序6 终检经过工艺方案的比较和分析确定工艺路线确定如下：工艺路线2 工序1 铸造毛坯工序2 时效处理工序3 利用铣床加工表面，依此定位铣各个表面，达到粗糙度要求工序4 利用镗床按要求镗各个孔并达到粗糙度要求
13、工序5 利用钻床加工孔，丝锥攻螺纹 工序6 钳工剔毛刺工序7 终检2.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “连接板”零件材料为RT200，生产类型为大批生产，可以采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：2.6.1外表面轮廓的加工余量及公差及毛坯尺寸查工艺手册可知，铸件轮廓尺寸235x35x60mm。长度方向的余量查工艺手册表2.2-25，其余量值规定为2.5-5mm，现取3.0mm.1 钻2个20孔2 铣削余量:铣削的余量(单边)为: Z=3 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大及最小之分。 由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。2.7确定切削用量工序
