T刀片93°偏头外圆车刀设计

机械制造技术基础课程设计说明书1T刀片93°偏头外圆车刀设计1.刀具部分已知:工件材料18CrMnTi，使用机床CA6140，加工后dm=100,Ra=3.2,需粗、半精车完成，加工余量自定义，设计装T刀片93°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典型车刀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结构给定：被加工工件材料为18CMnTir，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YT15。1.3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：几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度(1)前角=13°，(2)后角=6.95°,(3)主偏角=93°，(4)刃倾角=-5°后角0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。1.4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=0.6mm/r，切削速度v=60m/min机械制造技术基础课程设计说明书21.5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杠杆式，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=93°，选用三角形刀片。1.5.3选择刀片精度等级选用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pa,krs，可求出刀刃的实际参加工作长度seL。为；Lse=srpkacossin=5cos93sin3=3.021mmL1.5Lse=4.531mm因为是三角形，L=d4.5311.5.5选择刀片厚度S根据ap,f，利用诺模图，得S4.81.5.6选择刀尖圆半径r根据ap,f,利用诺模图，得连续切削r=1.2机械制造技术基础课程设计说明书31.5.7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：TNUM270612，尺寸为L=27.5mm,d=15.875mm,S=6.35mm,d1=6.35mm,m=22.612mm,r=1.2刀片参数：粗车刀尖角r=60o，刃倾角λsn=0°，法后角sn=0°，法前角sn=20°，断屑槽宽Wn=4mm1.6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，并于刀片型号TNUM270612相对应的硬质合金刀垫得型号为：T27A,其具体尺寸为：L=25.77mm，d=14.88mm,S=4.76mm,d1=7.1mm,r=1.2mm,D=8.5mm,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Krg=Kr=93°1.7.2刀槽刃倾角sgsg5°1.7.3刀槽前角og刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角og的计算公式为：tantancos1tantancosnbosonbs机械制造技术基础课程设计说明书4tanog=将o=13°，nb=6.95°，s=-5°代入式得：tanog==-0.106则og=-6.107°取og=-6°1.7.4验算车刀后角0车刀后角0的验算公式为tan0=sognbssognbcostantan1cos)costan(tan当nb=0°时，则tan0=-tanogcos2s将og=-6°，s=-5°代入得:tan0=-tan（-6）ocos2（-5）o=0.104则0=5.937°与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角og=0故og=5.937°，取og=6°1.7.5刀杆副偏角Krg′∵K′rg=K′r而Kr′=180°-Kr-r又∵rg=r，Krg=Kr机械制造技术基础课程设计说明书5∴Krg′=180°-Krg-rg=180°-Kr-r车刀刀尖角r的计算公式为cotr=[cotrbssogsogcos]sintan)cos(tan12将rb=90°，og=-6°，s=-5°代入得cotr=[cotrbssogsogcos]sintan)cos(tan12cotr=0.187则r=79.66°故Krg′=Kr′=180°-93°-79.66°=26.46°取Krg′=26.5°1.7.6检验车刀副后角o′车刀副后角o′的验算公式为tano′='''''costantan1cos)costan(tanrgonbrgrgognb当nb=0°时，则式为tanα'o=-tanogcos'2rg而tanγog′=-tanogcosrg+tanrgsinrgtan'rg=tanogsinrg+tanrgcosrg将og=-7°，rg=r=-5°，rg=r=60.5°代入得:tan'og=-tan（-5°）cos60.5°+tan（-5°）sin60.5°=-0.136608机械制造技术基础课程设计说明书6则'og=-7.778°tan'rg=tan（-5°）sin60.5°+tan（-5°）cos60.5°=-0.1498则'rg=-8.51955°再将'og=-7.778°，'og=-8.51955°代入式得:tan'o=-tan（-7.778°）cos2（-8.51955°）=-0.134则'o=7.63°可以满足切削要求而刀杆副后角'og='o故'og=7.63°，取'og=7°综合上述计算结果，可以归纳为：车刀的几何角度为:o=13°，o=6.95°，Kr=93°，K'r=26.46°，s=-5°，'o=7.63°刀杆于刀槽的几何角度为；og=-7°，og=7°，Krg=93°，K'rg=26.5°，rg=-5°，'og=7°1.8选择刀杆材料和尺寸1.8.1．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．选择刀杆尺寸机械制造技术基础课程设计说明书71.选择刀杆截面尺寸因为加工使用CA6140普通车床，其中心高为200mm，并考虑到为提高刀杆，选取刀杆截面尺寸BH=2025mm由于切削深度ap=3mm，进给量f=0.6mm/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150mm1.9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HRC40-45，发蓝。（2）.选择偏心销直径cd=1d-（0.2-0.4）mm前面已经选定1d=6.35，括号内取最大值0.35则cd=6.35-0.35=6偏心值e即212201122ududue2.18为使计算方便，取13021.uu，2ddc，1121u，则公式2.18成为mmde78.0613.013.00取750.e为使刀片夹固可靠，选用自锁性较好的螺钉偏心销，并取螺钉偏心销转轴直径2d为M6.机械制造技术基础课程设计说明书8（3）计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置用公式2.192.20将m和n求出sinedm2β-cosdd221β2.19cosedn2β-sindd221β2.20根据前边已选定的各尺寸知：,75.0,2.670.11,6.61emmdmmdmmdc取β=30°则3075027011sin..m°-3022666cos..°=5.85+0.375-0.173=6.052（mm）3075027011cos..n°-3022666sin..°=5.85-0.65-0.1=5.1（mm）1.10.绘制工作图机械制造技术基础课程设计说明书9减速器箱体的工艺规程设计2工艺部分2.1有关零件的结构分析和功用2.1.1零件的功用减速器箱体是减速器的重要组成部分。减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。减速器箱体是减速器的外壳部分，在它里面存放齿轮轴等核心零件，对齿轮和轴的正常运行有着支撑作用。2.1.2零件的结构分析减速箱体共有两组主要的加工方面，它们相互间有一定的关联和要求。主要加工表面有底面，侧面，顶面，结合面，孔，槽。1．长230的底面，需要粗铣，半精铣。2．粗铣、半精铣侧面，顶面，结合面达到精度要求3．2-φ4孔，表面粗糙度Ra0.8，需要钻，绞。4．槽φ55，表面粗糙度Ra1.6，需要粗镗，半精镗。槽φ70，表面粗糙度Ra1.6，需要粗镗，半精镗。5．孔φ47，公差等级K7，需要粗镗，半精镗。孔φ62，公差等级K7，需要粗镗，半精镗。6．孔4-φ9，粗糙度Ra12.5，需要钻，扩。孔2-φ9，粗糙度Ra12.5，需要钻，扩。2.2课题（提供的技术资料）零件如图所示机械制造技术基础课程设计说明书102.2.1生产纲领依设计题目知：生产纲领为：3000-10000件，生产类型为:批量生产2.2.2技术资料[1]赵艳红，张景耀.机械制造技术基础.北京：人民邮电出版社，2011.7[2]《机械加工工艺手册》（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编）[3]四川大学CAD/CAM研究所.机床夹具设计手册.北京：机械工业出版社，2001.2.3毛坯的种类2.3.1确定毛坯的种类零件材料为HT200，零件为外壳零件。主要是用来支撑轴和保护机构的正常运行。HT200只适用于承受中等载荷的零件，如卧式机车上的支柱，底座，工作台，带轮等。它的抗压强度明显高于抗拉强度，具有优良的铸造性能，比较好的切削加工性能和耐磨及减振性，所以作为外壳零件非常合理。由于轴在工作中比较平稳，所以箱体所受的其它应力较小，由于零件产量为10000件，属于大批量生产，零件结构又比较简单，故选择铸造毛坯。2.4定位基准的选择原则2.4.1粗基准的选择原则1、保证相互位置要求原则2、余量均匀分配原则3、便于工件装夹原则机械制造技术基础课程设计说明书114、粗基准在一个定位方向上只允许使用一次当零件有不加工表面时，则应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准，底面作粗基准，底面以三个支承钉为主要定位面以消除zyx、、三个自由度，再用一块条形支承板定位以消除zy、两个自由度，最后用一个卡紧装置以消除x自由度达到完全定位。2.4.2精基准的选择原则“基准重合”原则，“基准统一”原则，“互为基准”原则，“自为基准”原则，便于装夹的原则精基准的选则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。2.5工艺规程的拟定制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用外能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应该考虑经济效果，以便降低生产成本。2.5.1制定工艺规程的原则（1）保证零件的加工质量，可靠地达到产品图纸所提供出的全部技术条件，并尽量提高生产率和降低消耗；（2）尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件；（3）在充分利用现有生产条件的基础上，采用国内外先进工艺技术；（4）工艺规程应正确、完整、统一、清晰；（5）工艺规程应规范、标准，其幅面、格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准的规定；（6）工艺规程中的计量单位应全部使用法定计量单位。2.5.2拟定工艺路线方案一工序1.以顶面为基准加工底面。工序2以底面为基准加工顶面，侧面及结合面。工序3以底面和侧面定位。钻2-φ3.8的孔，绞2-φ4的锥销孔。工序4合箱以后，以绞后的锥销孔及侧面定位，粗镗φ45，φ60的孔。机械制造技术基础课程设计说明书12工序5以