可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì) HT200 (1~5題)(刀具課程設(shè)計(jì))
喜歡就充值下載吧,,資源目錄下展示的全都有,,下載后全都有,dwg格式的為CAD圖紙,有疑問咨詢QQ:414951605 或1304139763=================
喜歡就充值下載吧,,資源目錄下展示的全都有,,下載后全都有,dwg格式的為CAD圖紙,有疑問咨詢QQ:414951605 或1304139763=================
一、 原始條件及設(shè)計(jì)要求
工件材料
σb/GPa
HB
L/mm
D/mm
A
熱處理狀態(tài)
HT200
0.18
170~248
200
HT200
6.3
------
研究?jī)?nèi)容:
對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀的功能原理分析,對(duì)整體機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案選取及分析設(shè)計(jì),對(duì)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分及機(jī)械傳動(dòng)等部分進(jìn)行選型設(shè)計(jì),對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。
通過(guò)搜集的相關(guān)資料對(duì)數(shù)控控制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步掌握,對(duì)本課題可轉(zhuǎn)位車刀進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。
通過(guò)前期的資料收集,查閱相關(guān)的書籍和文獻(xiàn)資料 ,對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
研究路線:
1.搜集市面上的現(xiàn)有可轉(zhuǎn)位車刀結(jié)構(gòu)原理及功能,分析各種可轉(zhuǎn)位車刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比;
2.可轉(zhuǎn)位車刀機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
2.可轉(zhuǎn)位車刀鑄鐵結(jié)構(gòu)部分受力分析校核;
3.可轉(zhuǎn)位車刀的驅(qū)動(dòng)數(shù)控設(shè)計(jì);
4.可轉(zhuǎn)位車刀外形設(shè)計(jì)、受力部件的設(shè)計(jì);
5.輔助部分設(shè)計(jì);
6.穩(wěn)定性分析;
7.驗(yàn)證最終成果的合理性。
研究思路:
(1)進(jìn)行二維繪圖設(shè)計(jì)軟件等軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。
(2)以理論為基礎(chǔ),以實(shí)踐為根本。
(3)通過(guò)上網(wǎng)找資料和閱讀學(xué)校圖書館的相關(guān)書籍做好理論知識(shí)的儲(chǔ)備。
(4)進(jìn)行一些優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)。
(5)可以在老師的指導(dǎo)、同學(xué)的幫助下解決問題
(6)采用文獻(xiàn)查閱法幫助學(xué)習(xí)解決問題
預(yù)期結(jié)果:
1.搜集相關(guān)可轉(zhuǎn)位車刀資料,了解國(guó)內(nèi)外目前可轉(zhuǎn)位車刀的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景;
2.對(duì)可轉(zhuǎn)位車刀的整體功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析設(shè)計(jì);
3.驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行選型設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)、機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì);
4.控制系統(tǒng)選型;
提交論文和相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙,附件等;
二、 刀具結(jié)構(gòu)型式的確定
機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀是將可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片用機(jī)械的方法夾持在刀桿上形成的車刀,一般由刀片、刀墊、夾緊元件和刀體組成。
根據(jù)夾緊結(jié)構(gòu)的不同可分為以下幾種形式。
·偏心式
偏心式夾緊結(jié)構(gòu)利用螺釘上端的一個(gè)偏心心軸將刀片夾緊在刀桿上,該結(jié)構(gòu)依靠偏心夾緊,螺釘自鎖,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,但不能雙邊定位。當(dāng)偏心量過(guò)小時(shí),要求刀片制造的精度高,若偏心量過(guò)大時(shí),在切削力沖擊作用下刀片易松動(dòng),因此偏心式夾緊結(jié)構(gòu)適于連續(xù)平穩(wěn)切削的場(chǎng)合。
·杠桿式
杠桿式夾緊結(jié)構(gòu)應(yīng)用杠桿原理對(duì)刀片進(jìn)行夾緊。當(dāng)旋動(dòng)螺釘時(shí),通過(guò)杠桿產(chǎn)生夾緊力,從而將刀片定位在刀槽側(cè)面上,旋出螺釘時(shí),刀片松開,半圓筒形彈簧片可保持刀墊位置不動(dòng)。該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是定位精度高、夾固牢靠、受力合理、適用方便,但工藝性較差。
·楔塊式
刀片內(nèi)孔定位在刀片槽的銷軸上,帶有斜面的壓塊由壓緊螺釘下壓時(shí),楔塊一面靠緊刀桿上的凸臺(tái),另一面將刀片推往刀片中間孔的圓柱銷上壓緊刀片。該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單方便,但定位精度較低,且夾緊力與切削力相反。
不論采用何種夾緊方式,刀片在夾緊時(shí)必須滿足以下條件:①刀片裝夾定位要符合切削力的定位夾緊原理,即切削力的合力必須作用在刀片支承面周界內(nèi)。②刀片周邊尺寸定位需滿足三點(diǎn)定位原理。③切削力與裝夾力的合力在定位基面(刀片與刀體)上所產(chǎn)生的摩擦力必須大于切削振動(dòng)等引起的使刀片脫離定位基面的交變力。
選擇刀片加固結(jié)構(gòu),考慮到加工在普通機(jī)床上進(jìn)行,且屬于連續(xù)加工,采用偏心式刀片加工結(jié)構(gòu)。
表面粗糙度要求1.6μm,為精加工,但由于可轉(zhuǎn)為車刀刃傾角通常取負(fù)值,切屑流向已加工表面從而劃傷工件,因此只能達(dá)到半精加工。
三、 刀具材料的確定
在切削HT200(170~229HBW, δb=0.637GPa)時(shí),刀具壽命T=60min的切削速度作為標(biāo)準(zhǔn),在相同加工條件下,切削其他材料的v60與v060的比值Кr稱為相對(duì)加工性能指標(biāo),即
Кr=2.5~3為易切鑄鐵;Кr>3為非鈦材料;Кr≤0.5為不銹鑄鐵、高錳鑄鐵、鈦合金等難加工材料。
(1)HT200工材是合金鑄鐵,屬于碳鑄鐵一類,塑性韌性良好,經(jīng)調(diào)質(zhì)(淬火+高溫回火),綜合力學(xué)性能升高。
(2)加工HT200工材應(yīng)加入切削液,需要粗加工和精加工,所以不能使用超硬質(zhì)材料刀具進(jìn)行加工,超硬質(zhì)材料刀具在高溫時(shí)易與水發(fā)生反應(yīng)。也不能用高速鑄鐵刀具,因?yàn)镠T200精加工是采用高速切削,而高速鑄鐵刀具會(huì)受溫度的限制,不能用于高速切削。
(3)常用的刀具材料高速鑄鐵、硬質(zhì)合金、陶瓷材料和超硬材料四類。所以,綜上HT200的性能和刀材的特點(diǎn),應(yīng)該選用硬質(zhì)合金刀具加工。常用的硬質(zhì)合金刀具有YG、YT、YW。但YG不能加工鑄鐵,主要用于加工鑄鐵、有色金屬等脆性材料和非金屬材料。
(4)YT30適合對(duì)材料的精加工和連續(xù)切削,YT15適合精加工,耐磨性好于YT30。YW1和YW2硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱溫度、抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性均比YT類高,可用于加工鑄鐵和鑄鐵,適用于粗加工和精加工。但是考慮到我國(guó)鉭,鈮的儲(chǔ)備量和成本等一些綜合因素,故最好選用YT類。由于只要求精加工和粗加工,所以最優(yōu)選擇的刀具材料為YT15,YT15含鈦量為15%,是硬質(zhì)合金中含鈦較高的,850℃下硬度為620HV。
四、 刀具幾何參數(shù)的合理選擇及其計(jì)算
刀具角度:
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》刀具合理幾何參數(shù)的選擇,并考慮可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度的形成特點(diǎn),四個(gè)角度做如下選擇:
粗加工刀具的幾何角度
粗加工時(shí)不必太注重加工精度,所以前后角取小一些,保證刀具韌性,提高效率。
(1)前角 粗車時(shí)實(shí)際切削前角由圓弧產(chǎn)生為ro=10°~20°。這樣使刀具強(qiáng)度增加,切削變形小,刀口鋒利,減小切削力,提高加工效率,故選用ro=15°。
(2)后角 后角的范圍一般為a0=5°~7°,因?yàn)楫?dāng)a0= a0′時(shí),提高刃磨質(zhì)量,提高刃口強(qiáng)度,便于下次在刀具磨損后磨刀具,提高加工效率。所以取用a0=6°。
(3)主偏角 采用Кr=90°,主要原因是本次加工的零件為齒輪鍛坯,同時(shí)可使切削深抗力Fp減小幾乎為零,在較大的切削深度和進(jìn)給量下,不至于引起較大震動(dòng)。副偏角采用Кr′=6°~10°,使刀尖強(qiáng)度提高,改善散熱條件,提高刀具耐用度,減小加工面粗糙度,提高加工表面質(zhì)量。
(4)刃傾角 粗車時(shí)為了提高刀尖強(qiáng)度,使切削力首先受力不在刀尖上,保護(hù)刀尖,故取λs=0°~5°
根據(jù)我們需要車削的工件的需求,我們選擇三角形作為粗車時(shí)車刀刃形。
刀尖修磨形式有三種:修圓刀尖、倒角刀尖和倒角帶修光刃。其中我們選擇修圓刀尖。增大修圓刀尖圓弧半徑rε,能明顯的減小表面粗糙度,并能增加刀頭強(qiáng)度和改善散熱條件。但過(guò)大的刀尖圓弧半徑使切削力Fy增大和影響斷屑。根據(jù)下圖故選擇刀尖圓弧半徑為1.5mm。
采用斷屑槽通過(guò)設(shè)置斷屑槽對(duì)流動(dòng)中的切屑施加一定的約束力,使切屑應(yīng)變?cè)龃?,切屑卷曲半徑減小。斷屑槽的尺寸參數(shù)應(yīng)與切削用量的大小相適應(yīng),否則會(huì)影響斷屑效果。
在刀具主剖面內(nèi)通常有三種形狀的斷屑槽:直線圓弧形、全圓弧形、折線形。
選擇斷屑槽為直線圓弧形,外傾式。因?yàn)榍行家渍坌《?,并流向加工表面,切屑范圍廣。
精加工是保證加工尺寸精度和表面粗糙度,所以前后角應(yīng)選的大一些。
(1)前角 因?yàn)榧庸ご嘈圆牧嫌捕容^高的材料時(shí)前角小些,由題目知材料為HT200,前角范圍在13o到18o由表(4—5)知,實(shí)際切削前角由圓弧產(chǎn)生為ro=15°~20°故用ro=18。
(2)后角 由于精車主要減少摩擦,增加其表面質(zhì)量,后角應(yīng)選擇較大一點(diǎn),由書知其范圍a0=6°~8°,故取a0= a0′, a0=7°
(3)主偏角 采用Кr=90°,在較大的切削力和進(jìn)給量下,不至于引起較大震動(dòng)。副偏角采用Кr′=6°~10°,使刀尖強(qiáng)度提高,改善散熱條件,提高刀具耐用度,減小加工面粗糙度,提高加工表面質(zhì)量,采用Кr=90°,Кr′=6°~10°。
(4)刃傾角 精加工時(shí),為防止切削劃傷已加工表面,選擇刃傾角為λs=0°~5°,故精車刀的刃傾角選擇為5°。
內(nèi)斜式是適用于背吃刀量ap較小的半精加工和精加工,具有+λs,使切屑流向刀具后面而折斷。
計(jì)算銑制刀槽時(shí)所需的角度
① 計(jì)算刀槽最大副前角及其方位角
將=-5 , ==-5代入下式得:
tan=- => =-7.05
將=-5 , ==-5代入下式得:
tan= => =HT200
② 計(jì)算刀槽切深剖面前角和進(jìn)給剖面前角
將=-5 , =-5, k=75代入下式
tan=sin+tan sin => =-6.12
tan=sin+tan sin => =-3.54
五、 刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算和驗(yàn)算
刀槽角度的計(jì)算:
刀桿主偏角
==75
② 刀槽刃傾角
==-5
③ 刀槽前角
將=20, =25, =-5代入下式
tan ==-0.089
則=-5.089,取=-5
④ 驗(yàn)算車刀后角a.
車刀后角a的驗(yàn)算公式為:
tan a=
當(dāng)=0時(shí),則上式成為:
tan a=-
將=-5, =-5代入上式得a=5.05
前面所選后角a=6,與驗(yàn)算值有差距,故車刀后角a應(yīng)選a=5才能與驗(yàn)算角度接近
而刀桿后角a≈a=5
⑤ 刀槽副偏角
k=k=180-=
k=,=
因此k=180--
車刀刀尖角的計(jì)算公式為
cos=[cos]cos
當(dāng)=90時(shí),上式變?yōu)閏os= - cos
將=-5, =-5代入上式得=90.4
故k≈k=180-75-90.4=14.6
取k=14.6
⑥ 驗(yàn)算車刀副后角a
車刀副后角的驗(yàn)算公式為:
tan a=
當(dāng)a=0時(shí), tan a= -
而tan=sin+tan sin
tan=sin+tan sin
將=-5, ==-5,==90.4代入上式
tan=tan(-5)sin90.4+tan (-5)sin90.4 => =-4.97
tan=sin90.4+tan (-5)sin90.4 => =-4.97
再將=-4.97 =-4.97代入得
tan a= - => a=4.93可以滿足切削要求
刀槽副后角a≈a,故a=4.93,取a=5
綜上述計(jì)算結(jié)果,可以歸納出:
車刀的幾何角度: =20, =6, =75, k=14.6,=-5, a=4.93
刀槽的幾何角度: =-5 , a=5, k=75 , k=14.6, =-5, a=5
六、 刀具強(qiáng)度、剛度校核
經(jīng)過(guò)前面的幾個(gè)步驟已經(jīng)可以把刀具設(shè)計(jì)出來(lái),但是前面所提都是理論,當(dāng)真正進(jìn)行切削加工時(shí),刀具是否會(huì)如理論一致呢?
1、表面質(zhì)量
加工工件時(shí)分為精加工和粗加工,粗加工時(shí)速度較慢,車床速度=560r/min,加工完后表面較為粗糙,表面質(zhì)量一般Ra=6.3。精加工時(shí)車速較快,車床速度=630r/min,加工完成后表面比較光滑,表面質(zhì)量Ra=3.2。
2、切削力
當(dāng)?shù)毒邔?shí)際參加切削加工時(shí),會(huì)出現(xiàn)作用在工件和刀具上的大小相等,方向相反的切削力。切削力的出現(xiàn)會(huì)影響工藝系統(tǒng)強(qiáng)度、剛度和被加工工件質(zhì)量。
(1)切削用量影響
背吃刀量和進(jìn)給量增大都會(huì)使切削力增大,增加一倍,切削力也增加一倍,但增加一倍,切削力只增加70%~80%??梢?,在實(shí)際切削過(guò)程中,適當(dāng)?shù)臏p小,增加可切除更多的金屬層,獲得更高生產(chǎn)效率。而我們選取的=1.5mm、=0.7mm/r,可以滿足這點(diǎn)。
切削速度對(duì)切削力的影響可見本書P15圖3-18,而我們?cè)O(shè)計(jì)的、=94.2m/min,這正好避免了積削瘤的產(chǎn)生帶來(lái)切削力增加的影響。
(2)工件材料的影響
工件材料的硬度和強(qiáng)度越高,其剪切屈服強(qiáng)度σ0.2就越高,產(chǎn)生的切削力就越大。本次工件的材料為HT200,其硬度和強(qiáng)度都較大,所以切削時(shí),產(chǎn)生的切削力大。
(3)刀具幾何參數(shù)的影響
由書本P51圖3-19,3-20,可知,前角增大,切削力減小,而主偏角在30~60是減小,在60~75為最小,當(dāng)超過(guò)時(shí),就會(huì)急劇增大,我們?cè)O(shè)計(jì)的主偏角Кr=90,這樣會(huì)使切削力增大。
七、 確定刀具工作圖的技術(shù)條件
偏心式75硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓車刀如下圖
八、 設(shè)計(jì)體會(huì)
課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束,回顧整個(gè)過(guò)程,我覺得受益匪淺。本設(shè)計(jì)師在我的指導(dǎo)教師老師的指導(dǎo)下順利完成的。經(jīng)過(guò)將近期努力,從查閱資料、拆裝有關(guān)機(jī)器、圖紙和論文的修改及打印等過(guò)程當(dāng)中,老師夠給予了我最無(wú)私的幫助和耐心的指導(dǎo),還有機(jī)械教研組的各位老師,在這里一并表示最衷心的感謝。
特別是老師的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,執(zhí)著的事業(yè)追求,以及樸實(shí)無(wú)華的人格魅力深深感染了我,無(wú)論在思想上還是學(xué)習(xí)上,都對(duì)我有很大的影響。
通過(guò)這次設(shè)計(jì),使我對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固,增強(qiáng)了我的獨(dú)立思考的能力和實(shí)踐能力,提高了我的創(chuàng)新意識(shí),也使我明白了一些道理,只要努力就一定會(huì)有結(jié)果。同時(shí),老師們的那種精神是我們學(xué)習(xí)的寶貴財(cái)富,也將激勵(lì)我勇敢的面對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)。在這里再一次對(duì)幫助和指導(dǎo)過(guò)我的老師,特別是我的指導(dǎo)教師老師表示我最衷心的感謝。
最后,向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見的各位專家表示衷心的感謝!祝愿所有老師工作順利,身體健康。
-10-
參考文獻(xiàn)
[1]徐灝.刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991,136-138.
[2]袁化林.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)出版社,2000,166-169.
[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008,555-560.
[4]張黎驊,呂小榮.機(jī)械工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京.北京大學(xué)出版社,2011,87-88.
-11-
收藏
編號(hào):158388151
類型:共享資源
大?。?span id="kywiwiy4em" class="font-tahoma">157.05KB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2022-10-04
20
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì)
HT200
(1~5題)(刀具課程設(shè)計(jì))
可轉(zhuǎn)位
車刀
設(shè)計(jì)
刀具
課程設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
喜歡就充值下載吧,,資源目錄下展示的全都有,,下載后全都有,dwg格式的為CAD圖紙,有疑問咨詢QQ:414951605 或1304139763=================
喜歡就充值下載吧,,資源目錄下展示的全都有,,下載后全都有,dwg格式的為CAD圖紙,有疑問咨詢QQ:414951605 或1304139763=================
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。