1、金 屬 切 削 刀 具課程設計說明書學 院： 機械工程學院 專 業： 機械設計制造及其自動化班級學號： 指導教師： 學生姓名： 機械工程學院機械基礎教研室目錄前言3設計目的3金屬切削刀具設計題目4金屬切削刀具設計要求4車刀的設計51.原始條件 52.設計步驟 52.1刀片材料的選擇 52.2刀具合理幾何參數的選擇 52.3切削用量的選擇 62.4刀片夾固結構的選擇 62.5刀片形狀和尺寸的選擇 62.6刀片型號和基本參數的確定 72.7刀槽角度的計算 72.8刀片夾緊結構設計與計算 92.9選擇硬質合金刀墊10拉刀的設計11設計步驟 12總結14致謝14參考文獻15前言 我國的刀具制造業已有較

2、長的歷史，改革開放以來，特別是近幾年隨著我國機械制造業的蓬勃發展，刀具工業已發展到相當大的規模，不僅有數量較多的專業加工廠，而且大量的機械制造廠都在使用和生產刀具。我國現在的生產總值和制造業規模，僅次于美國、日本，最近又超過了德國，已居世界第三位。我國已是世界制造大國，機床擁有量世界第一，年消耗刀具近20億美元。提高切削技術、正確設計和選用先進高效精密刀具，能大大提高機械制造的生產率，提高產品質量，降低生產成本，對整個機械制造工業影響極大。先進高效刀具是提高機械制造業水平和提高加工效率的最積極因素之一。 金屬切削刀具設計目的金屬切削刀具課程設計是學生在學完“金屬切削原理及刀具”等有關課程的基礎

3、上進行的重要的時間性教學環節，其穆斯是使學生鞏固和深化課堂理論教學內容，鍛煉和培養學生綜合運用所學知識荷蘭理論的能力，是對學生進行獨立分析、解決問題能力的強化訓練。通過金屬切削刀具課程設計，應使學生做到：（1）.培養學生綜合運用所學基礎理論、技術基礎、專業知識與技能去分析解決機械制造中刀具設計問題 ；（2）.培養學生建立正確的設計思想，掌握刀具設計的一般程序、規范和方法，正確地用工作圖和刀具習慣畫法表達出完整的刀具結構和尺寸并能確定適當的技術條件； （3）.通過刀具課程設計進一步鞏固、擴大和深化所學的基本理論、基本知識和基本技能，提高學生設計計算、制圖、編寫技術文件、正確使用技術資料、標準和手

4、冊等工具書的獨立工作能力；金屬切削刀具設計題目一題目一：車（刨、鏜）刀設計細長軸粗車刀;工件材料：40Cr尺寸：28×2600，Ra12.5機床：加長 C630推薦數據：n=480r/min,=3.5,f=0.550.65二題目二：圓孔拉刀設計Dm=42+0.03 mm， Dw=40+0.34 mm ， 鉆底孔。Ra = 1.6，L=60mm。機床：L6120，良好狀態工件材料 HB1）45# HB197未經熱處理金屬切削刀具設計要求（1）繪制刀具工作圖（兩張）（2）繪制刀具零件圖（一張）（3）編寫刀具設計計算說明書（一份） 車刀的設計（一） 原始條件要加工零件的工件材料為工件材料：

5、40Cr；尺寸：28×2600，Ra12.5機床：加長 C630推薦數據：n=480r/min,=3.5,f=0.550.65試設計一把硬質合金可轉位外圓車刀。（二） 設計步驟1、刀片材料的選擇 由原始條件給定被加工工件材料為40Cr，40Cr是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達4552HRC。加工工件需要連續切削，完成粗車工序，按照硬質合金的選用原則見金屬切削刀具設計簡明手冊的（附錄表4），選取類別為WC+TiC+Co,牌號為YT5,用途為碳素鋼、合金鋼在連續切削時的粗加工。 2、刀

6、具合理幾何參數的選擇 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，選取如下幾個主要角度：1）前角=6；2）后角3)主偏角 4）刃傾角 ，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。3、切削用量的選擇（已給定）因為切削用量已經給定:粗車時： 機床轉速n=480r/min, 切削深度=3.5, 進給量f=0.550.65， 工件尺寸×2800； 根據公式切削速度V=4、刀片夾固結構的選擇 考慮到加工在C630臥式車床上進行，且屬于連續切削，參照金屬切削刀具設計簡明手冊的表1-1典型刀片夾固簡圖和特點，由于杠桿式結構緊湊、定位精確、夾緊可靠、操

7、作方便，所以采用杠桿式刀片夾固結構。5、刀片形狀和尺寸的選擇 （1）選擇刀片有無中心固定孔，由于刀片夾固結構已選為杠桿式，因此應選用中心固定孔的刀片。 （2）選擇刀片形狀 按選定的主偏角且由于是加工細長軸，加工時，振動比較大，參照金屬切削刀具設計簡明手冊章三，刀片形狀選為三角形刀片。（3）選擇刀片精度等級 參照金屬切削刀具設計簡明手冊章三，刀片精度等級選為U級。（4）選擇刀片內切圓直徑d或刀片邊長L，根據已知數據，可求出刀刃的實際參加工作長度為=，則選用三角形刀片邊長應為L>1.5=5.28，內切圓直徑d>。（5）選擇刀片厚度s 根據已選定的設計數據，利用刀片諾模圖，得刀片厚度s4

8、.8mm。（6）選擇刀尖圓角半徑r，根據已選定的設計參數，利用刀尖諾模圖，得連續切削時的r=1.2mm。（7）選擇刀片斷屑槽型式和尺寸 參照本章三，選用A型斷屑槽。6、刀片型號和基本參數的確定 根據以上七方面的選擇結果，確定刀片型號是：TNUM160412-v,其具體尺寸為L=16.5mm，d=9.525mm，s=4.76mm，d=3.81mm，r=1.2mm，m=13.5mm，刀片刀尖角=60；刀片刃傾角，法后角，斷屑槽寬，取。7、刀桿選擇（刀桿材料、尺寸） （1）選擇刀桿材料 選用45鋼為刀桿材料，熱處理硬度為38-45HRC,發藍處理。（2）選擇刀桿截面尺寸 因加工使用C630普通車床，

9、其中心高220mm，并考慮到為提高刀桿強度，選取刀桿截面尺寸B×H=20×25mm,刀桿長度為140mm。8、刀槽角度的計算可轉位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關系，刀槽角度計算如下：（1）刀槽主偏角（2）刀槽刃傾角；（3）刀槽前角，可轉位車刀的刃傾角較小，所以，可用下述近似公式計算=-；（4）驗算車刀后角 車刀后角的驗算公式為，則=5.9，而刀桿后角 ，（5）刀槽副偏角；（6）驗算車刀副后角，（1-1）； （1-2）； （1-3）； （1-4） 由上面四式得：=0.11，=5.9，可以滿足切削要求，而刀槽后角，故=5.9，取=6。綜合上述計算結果，可以歸納

10、出車刀的幾何角度： 刀槽的幾何角度：。9、刀片夾緊結構設計與計算 據刀具設計手冊得知 ，刀片孔徑因為選的是杠桿式夾固結構，所以由 ： 切削深度=3.5, 進給量f=0.550.65， 工件尺寸×2800； 根據公式切削速度V=得切削力F=9.81=9.81×270×3.5×0.6×42.2×0.15×0.75/60=440N,其中查表獲得，F=kf，k=0.1為鋼與鋼之間摩擦系數，f=440/0.1=4400N，由力矩公式得: 10、選擇硬質合金刀墊（國家標準） 選用硬質合金刀墊，其形狀和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結構及刀片

11、的型號和尺寸。刀墊應是三角形的且有中心孔。其尺寸為：長度L=15.5mm，厚度s=3.5，中心孔直徑為d=4.5mm。材料的選擇，因為切削細長軸會引起很大的振動，TG8類型材料抗振性好，且耐磨，所以選用YG8.拉刀的設計 前言拉刀是一種高生產率的刀具，可以用來加工各種形狀的通孔、直槽、螺旋槽以及直線或曲線外表面，廣泛的用于大量和成批生產中。拉刀的種類如圖 用于拉削的成形刀具。刀具表面上有多排刀齒，各排刀齒的尺寸和形狀從切入端至切出端依次增加和變化。當拉刀做作拉削運動時，每個刀齒就從工件上切下一定厚度的金屬，最終得到所要求的尺寸和形狀。拉刀常用于成批和大量生產中加工圓孔、花鍵孔、鍵槽、平面和成形

12、表面等，生產率都。拉刀按加工表面部位的不同，分為內拉刀和外拉刀；按工作時受力方式的不同，分為拉刀和推力，推力常用于校準熱處理后的型孔。 拉刀的種類雖多，但結構組成都類似。如普通圓孔拉刀的結構組成為：柄部，用以夾持拉刀和傳遞動力；頸部，起連接作用；過渡錐，將拉刀前導部引入工件；前導部起引導作用，防止拉刀歪斜；切削齒，完成切削工作，又粗切齒和京切齒組成；校準齒，起修光和校準作用，并作為精切齒的后備齒；后導部，用于支承工件防止刀齒切離前因工件下垂而損壞加工表面和刀齒；后托柄，承托拉刀。 拉刀的結構和刀齒形狀與拉削方式有關。拉削方式通常分為分層拉削和分塊拉削兩類。前者又分為成形式和漸成式；后者又分為輪

13、切式和綜合輪切式。成形式拉刀各刀齒與工件形狀不同，工件的形狀是有各刀齒依次切削逐漸形成。輪切式拉刀有多組刀齒組成，每組有幾個直徑相同的刀齒分別切去一層金屬的一段，各組刀齒輪換切去各層金屬。綜合輪切式拉刀的粗切齒采用輪切式，精切齒采用成形式。輪切式拉刀切削厚度較分層拉削的拉刀大得多，具有較高的生產率，但制造較難。拉刀常用高速鋼整體制造，也可做成組合式。硬質合金拉刀一般為組合式，因生產率高、壽命長，在汽車工業中常用于加工敢提和軸承蓋等零件，但硬質合金拉刀制造困難。設計步驟（以下查表數據均從復雜刀具設計手冊一書中得來）已知條件被拉孔直徑Dm=42+0.03 mm，預制孔直徑 Dw=40+0.34 m

14、m ， 鉆底孔。Ra = 1.6，拉削長度L=60mm。機床：L6120，良好狀態，要求設計鉆底孔拉刀。工件材料 1）45# HB197未經熱處理序號計算項目符號計算公式或選取方法計算精度計算結果1刀具材料選高速鋼按整體式制造拉刀。2幾何參數查表1.1-7,1.1-8得：刀具前角=16；切削齒后角=；校準齒后角=校切削齒刃帶寬度=0.05；準齒刃帶寬度=0.20.3.3齒升量4齒距同時工作齒數t 查表1.1-13t=12=65校驗容屑系數K查表1.1-14；1.1-16；K=0.1取h=4, =2.7,K=2.5;K<是不允許的；取h=5；K=3.2，K>適用6容屑槽尺寸查表1.1

15、-14粗切齒t=12; h=6; g=4; R=8r=1.5.精切齒和校準齒 t=t=9;h=4.5;g=3;R=7;r=2.7柄部l 查表1.1-25=39;l=90; =318拉力強度校核最大拉削力;0.1=40-10=30；=3.14×21=66；=27.3×66×6/9.8=10692/9.8=1091N/9拉力校準齒直徑=D；查表1.1-24=0.0020.001=42.003-0.0002=42.00110切削余量A0.001A=42.003-40.34=1.69611切削齒齒數=整數=12切削部長度=；第112齒 t=12，第1322齒=9, =12

16、×12+9×9=225mm13校準部長度=9×7=63mm14弧形槽尺寸,查表1.1-20第112齒（粗切齒）槽數=10，曹寬 弧形槽半徑 15分屑槽尺寸, , 查表1.1-19第1322齒(精切齒) 槽數=20，曹寬 槽深mm弧形槽半徑16前導部直徑長度=;=mm;=0.75×60=45mm17后導部直徑長度=D 查表1.1-30=42mm；L=52mm18柄部前端到第一齒長度頸部直徑頸部長度 過渡錐長度柄部前端到第一齒長度查表1.1-25整數=37；=85+45=130；取=20；=90+130+20+60=300mm取=300mm19拉刀總長整數=

17、300+225+63+52=640取=640mm拉刀圖紙在A紙中總結 課程設計作為工科院校大學生的必修環節，不僅是鞏固大學生大學所學知識的重要環節，而且也是在檢驗畢業生綜合應用知識的能力、自學能力、獨立操作能力和培養創新能力，是大學生參加工作前的一次實踐性鍛煉。 大學四年的學習即將結束，在我們即將進入社會之前，通過課程設計來檢查和考驗我們在這幾年所學的知識，同時對于我們自身來說，這次課程設計很貼切地把一些實踐性的東西引入我們的設計中和平時所學的理論知識相關聯。問我們無論是在將來的工作或者是繼續學習的過程中打下一個堅實的基礎。 通過這一學期的學習和對有關資料的查閱，我運用所學的專業知識和與專業相

18、關聯的課程為出發點，設計了刀具零件的工藝、編制了刀具零件的加工程序，并復習了所學軟件AUTOCAD/PRO/E的運用，同時學習了其他一些相關軟件的應用。在設計思想中盡可能體現了我所學的、掌握和了解的知識。其次我從這次課程設計中獲益匪淺，在以后的工作中，肯定會遇到許多困難，但回想起這設計經歷的時候，我就萌發出那種和困難作斗爭的勇氣。當然由于設計經驗的不足，在設計過程中難免有不足和缺點，但是我覺得得到教訓也算是一種收獲吧。致謝 本次設計是在老師的悉心指導和幫助下完成的。他淵博的知識、勤奮的工作作風、務實的學習和工作態度、積極進取的勇氣和魄力、以及對學生從嚴要求的治學態度都深深感染了我，值得我終身學習。他們無私的奉獻精神是我畢生學習和追求的目標。在今后的學習和生活中，老師的教誨必將激勵我不斷奮發向上。