1、金屬切屑刀具課程設計說明書全套CAD圖紙，聯系153893706題 目 圓體成形車刀和圓拉刀的設計 機械制造與自動化 專業 2005 級 機制0507 班姓 名 學號 08 指導老師 職稱 2007年6月12日課程設計評語:課程設計答辯負責人簽字： 年 月 日圓體成形車刀設計設 計 說 明 及 計 算備 注設計課題：工件如下圖所示，材料為b=0.65GPa碳鋼棒料，成形表面粗糙度為Ra3.2um，在C1336型單軸自動車床上加工。要求設計圓體成形車刀。設計步驟如下： 1) 選擇刀具材料 查高速鋼牌號及用途表，選用普通高速鋼W18Cr4V制造。2) 選擇前角f及后角f根據材料的力學性能，查成形車

2、刀的前角和后角表得：f=10°，f=12°。3）畫出刀具廓形（包括附加刃）計算圖如下取kr=20°，a=2mm，b=1.5mm，c=5mm，d=1mm。標出工作廓形各組成點1-12。以0-0線（通過9-10段切削刃）為基準（以便于對刀），計算出1-12各點處的計算半徑rjx（為避免尺寸偏差值對計算準確性的影響，故常采用計算尺寸、計算半徑、計算長度和計算角度來計算）：a、b、c、d - 成形車刀的附加刀刃； a - 為避免切削刃轉角處過尖而設的附加刀刃寬度，常取為0.53mm； b - 為考慮工件端面的精加工和倒角而設的附加刀刃寬度，其數值應大于端面精加工余量和倒角

3、寬度。為使該段刀刃在主剖面內有一定后角，常做成偏角kr=15°-45°，b值取為13mm；如工件有倒角，kr值應等于倒角角度值，b值比倒角寬度大11.5mm； c - 為保證后續切斷工序順利進行而設的預切槽刀刃寬度，c值常取38mm； d - 為保證成形車刀刃延長到工件毛坯表面之外而設的附加刀刃寬度，常取d=0.52mm。 rjx=基本半徑±(半徑公差/2)rj1=22.64/2mm=11.32mmrj2=28/2mm=14mmrj4=25/2mm=12.5mm再以1點為基準點，計算出計算長度ljxlj2=10mmlj3=20mmlj4=27mmlj5=35mm4

4、) 計算切削刃總寬度Lc，并校驗Lc/dmin之值 Lc=lj5+a+b+c+d=35+2+1.5+5+1=44.5mm dmin=2×rj1=2×11.32=22.64mm 則，允許。5) 確定結構尺寸應使查帶銷孔圓體成形車刀結構尺寸表得：C1336單軸轉塔自動車床用圓體成形車刀：d0=68mm，d=16mm，又知毛坯半徑為15mm，則Amax=15-rj1=15-11.32=3.68mm3.7mm，代入上式，可得 可選取e=12mm，m=10mm，并選用帶銷孔的結構形式。6) 用計算法求圓體成形車刀廓形上各點所在圓的半徑Rx計算結果列于下表: 廓形組成點rjxfx= a

5、rcsin(rj0/rjxsinf)Cx=rjxcosfx-rj0cosfBx=B0-Cxx=arctg(hc/Bx)Rx=hc/sinxR=(R1-Rx)+11,12（作為0點）10.8210°P0=0.465±0.1111.32f1=arcsin(10.82/11.32×sin10°)=9.56°C1=11.32×cos9.56°-10.82×cos10°=0.5072B1=31.5243-0.5072=31.01711=arctg(12.7366/31.0171)=22.32°R1=12.

6、7366/sin22.32=33.53502,3147.71°3.217828.306524.225°31.0412.494±0.24,512.58.644°1.702429.820123.128°32.4261.109±0.16,79.75311.107°-1.085332.609621.335°35.008-1.473±0.17) 根據上表計算數值確定各點廓形深度R 的公差。8）校驗最小后角5-6段切削刃與進給方向（即工件端面方向）的夾角最小，因而這段切削刃上后角最小，其值為a0=arctgtg(6-

7、f6)sin20°=arctgtg(21.335-11.107)sin20°=3.53°一般要求最小后角不小于2°-3°，因此校驗合格。9）車刀廓形寬度lx即為相應工件廓形的計算長度ljx，其數值及公差如下（公差是按刀具設計手冊第29頁表2-5成形車刀廓形公差表確定） l2=lj2=(10+0.2)mm l3=lj3=(20+0.1)mm l4=lj4=(27+0.2)mm l5=lj5=(35+0.2)mm10) 畫出車刀零件圖及樣板圖車刀零件圖及樣板圖見零件圖和樣板圖圖紙。高速鋼牌號及用途表出自金屬切削刀具設計簡明手冊第113頁附表5。注：

8、在本課程設計中本書后面簡稱刀具設計手冊。成形車刀前角和后角表見刀具設計手冊第28頁表2-4。此表出自刀具設計手冊第27頁表2-3此表內公差根據刀具設計手冊第29頁表2-5成形車刀廓形公差表確定棱體成形車刀設計設 計 說 明 及 計 算備 注設計課題如圖所示，材料為易切鋼，b=0.49GPa，成形表面粗糙度為Ra3.2um。要求設計棱體成形車刀。設計步驟如下： 1) 選擇刀具材料 查高速鋼牌號及用途表，選用普通高速鋼W18Cr4V制造。2) 選擇前角f及后角f根據材料的力學性能，查成形車刀的前角和后角表得：f=20°，f=15°。3）畫出刀具廓形（包括附加刃）計算圖如下取kr

9、=20°，a=2mm，b=1.5mm，c=5mm，d=1mm。標出工作廓形各組成點1-12。以0-0線（通過9-10段切削刃）為基準（以便于對刀），計算出1-12各點處的計算半徑rjx（為避免尺寸偏差值對計算準確性的影響，故常采用計算尺寸、計算半徑、計算長度和計算角度來計算）：a、b、c、d - 成形車刀的附加刀刃； a - 為避免切削刃轉角處過尖而設的附加刀刃寬度，常取為0.53mm； b - 為考慮工件端面的精加工和倒角而設的附加刀刃寬度，其數值應大于端面精加工余量和倒角寬度。為使該段刀刃在主剖面內有一定后角，常做成偏角kr=15°-45°，b值取為13mm；

10、如工件有倒角，kr值應等于倒角角度值，b值比倒角寬度大11.5mm； c - 為保證后續切斷工序順利進行而設的預切槽刀刃寬度，c值常取38mm； d - 為保證成形車刀刃延長到工件毛坯表面之外而設的附加刀刃寬度，常取d=0.52mm。rj1=16/2mm=8mmrj3=12/2mm=6mmrj5=18/2mm=9mmrj7=rj5-1/tg20°=6.253mmrj11=rj1-1=7mmrj13=rj1-1.5=6.5mm再以1點為基準點，計算出計算長度ljxlj2=2mmlj3=5mmlj4=8mmlj5=12mmlj6=15mmLc=lj6+a+b+c+d=15+2+1.5+5

11、+1=24.5mm4) 確定刀具結構尺寸查棱體成形車刀結構尺寸表，根據Lc確定各參數如下：F=20mm，B=25mm，H=75mm，E=7.2，f=5mm，d=5mm，M=27.870-0.15) 用計算法求出N-N剖面內刀具廓形上各點至12、13點（零點）所在后刀面的垂直距離，之后選擇1-2段廓形為基準線，計算出刀具廓形上各點到該基準線的垂直距離Px，即為所求的刀具廓形深度，并確定各點Px公差，計算結果列于下表:h=rj0sinf=6.5×sin20°=2.223 A0=rj0cosf=6.5×cos20°=6.108廓形組成點rjxfx =arcsi

12、n(h/rjx)Ax=rjxcosfxCx=Ax-A0Px=Cxcos(f+af)P=(px-p1)+12,13作為零點6.520°P0=-1.292±0.11,28f1=arcsin(2.223/8)=16.135°A1=8×cos16.135°=7.685C1=7.685-6.108=1.577P1=1.577×cos(15+20)=1.29203,4621.746°5.573-0.535-0.438-1.73±0.15,6914.3°8.7212.6132.140.848±0.17,86.

13、25320.824°5.845-0.263-0.2151.507±0.111718.516°6.6380.530.434-0.858±0.056) 校驗最小后角6-7段切削刃與進給方向（即工件端面方向）的夾角最小，因而這段切削刃上后角最小，其值為a0=arctgtg(7-f7)sin20°)sin20°=30.07°一般要求最小后角不小于2°-3°，因此校驗合格。7) 確定棱體成形車刀廓形寬度lx，即為相應工件廓形的計算長度ljx，其數值及公差如下（公差是按刀具設計手冊第29頁表2-5成形車刀廓形公差表確

14、定）l2=(2+0.04)mm=2.04mml3=(5+0.06)mm=5.06mml4=(8+0.06)mm=8.06mml5=(12+0.1)mm=12.1mml6=(15+0.1)mm=15.1mm8) 確定刀具的夾固方式采用燕尾斜塊式。9) 繪制棱體成形車刀的零件圖與樣板圖棱體成形車刀零件圖及樣板圖見零件圖和樣板圖圖紙。高速鋼牌號及用途表出自刀具設計手冊第113頁附表5。成形車刀前角和后角表見刀具設計手冊第28頁表2-4。棱體成形車刀結構尺寸表出自刀具設計手冊第25頁表2-1表中公差根據刀具設計手冊第29頁表2-5成形車刀的廓形公差表確定圓孔拉刀設計設 計 說 明 及 計 算備 注設計

15、課題如圖所示，材料為b=0.735GPa的45鋼料，硬度為185220HBS。內孔尺寸20H7×30mm；在L6120型臥式拉床上加工，拉床工作狀態良好。要求設計圓拉刀。拉前預制孔用麻花鉆或擴孔鉆作出。設計步驟如下： 1）選擇拉刀的材料及熱處理硬度，查高速鋼牌號及用途表選擇W6Mo5Cr4V2高速鋼按整體式制造拉刀，熱處理要求：刀齒及后導部 6366HRC；前導部 6066HRC；前柄 4558HRC。2）確定拉削方式 綜合式拉刀較短，適于拉削碳鋼和低合金鋼，拉削精度和表面質量并不低于其它拉削方式，且拉刀耐用度較高。因此，本例選擇綜合式拉削。3）選擇刀齒幾何參數 查拉刀前角及后角推薦

16、值表，選擇拉刀前角0=15°，粗切齒：0=3°30,ba1=0.1 精切齒：0=2°30,ba1=0.15校準齒: 0=1°30,ba1=0.2。4) 確定校準齒直徑 d拉刀校準齒=d拉削孔+=20.035mm式中- 拉削變形（收縮）量，=0.01mm.5) 確定拉削余量，計算余量為 按GB1439-78錐柄長麻花鉆第1系列取19.0mm的鉆頭。這樣實際拉削余量為 A=20.035-19.0=1.035mm6) 選取齒升量 查分層式拉刀粗切齒齒升量表，選取粗切齒齒升量af=0.03mm。7）設計容屑槽（1）計算齒距 查拉刀齒距及同時工作齒數表，粗切齒與過

17、渡齒齒距為 取 p=8mm.精切齒和校準齒齒距取為 （2）選取拉刀容屑槽 查拉刀容屑槽形狀及尺寸表，選曲線齒背型，粗切齒和過渡齒取深槽，h=3mm；精切齒和校準齒取基本槽，h=2mm。（3）校驗容屑條件 查拉刀容屑槽容屑系數表取容屑系數k=3.0，則 h<h，容屑條件校驗合格。（4）校驗同時工作齒數 查表拉刀齒距及同時工作齒數表，得(l/p)=30/8=3，zemin=3，zemax=3+1=4。滿足3ze8的校驗條件，校驗合格。8) 確定分屑槽參數 拉刀粗切齒與過渡齒采用弧形分屑槽，精切齒（最后一個精切齒除外）采用三角形分屑槽。弧形槽按圓拉刀弧形分屑槽參數設計，當d0min=19mm，

18、槽數nk=6，槽寬 切削寬度 因aw>a，可使拉削表面質量較好，前后刀齒重疊拉削而無空隙。三角形槽按圓拉刀三角形分屑槽參數設計，d0=20mm，槽數 槽寬b=0.81mm，槽深h=0.4mm，槽形角90°。前后刀齒的分屑槽應在圓周方向錯開半個槽距，交錯排列。9) 選擇拉刀前柄 查圓柱形前柄GB3832.2-83選用型-A無周向定位面的圓柱形前柄，取d1=18mm，卡爪處底徑d2=13.5mm，其他見拉刀零件圖。拉刀不設后柄。10）校驗拉刀強度與拉床載荷 （1）拉削力的計算查拉削力計算公式及修正系數表和拉刀切削刃切削力表，根據綜合式拉削特點，切削厚度ac=2af: (2) 拉刀強

19、度校驗拉刀最小斷面為前柄卡爪底部，其面積為： 危險斷面部位的拉應力為： 查高速鋼拉刀許用應力表高速鋼圓拉刀許用應力=0.350.4GPa，顯然< ，拉刀強度校驗合格。(3) 拉床拉力校驗已知使用的拉床L6120狀態良好，查拉床參數表得知L6120公稱拉力為200KN，查拉床工作狀態修正系數表得修正系數k=0.8，所以拉床實際拉力 顯然，Fmax<F實際，拉床載荷校驗合格。11) 確定拉刀齒數和每齒直徑尺寸 取過渡齒與精切齒齒升量為：0.025, 0.02, 0.015, 0.01, 0.01mm，共切除余量 其中，前2齒為過渡齒；后3齒為精切齒。粗切齒齒數為： 粗切齒、過渡齒、精切

20、齒共切除余量 因(1.035-1.04)mm=-0.005mm，切除過多，因此將最后一個精切齒齒升量改為0.005mm。查拉刀校準部齒數表取校準齒6個，其直徑dox=20.035。這樣拉刀的總齒數為： 各齒直徑尺寸及其公差見下表:齒 號直徑基本尺寸D(mm)直徑尺寸公差(mm)119.000±0.015219.080319.160419.240519.320619.400719.480819.560919.6401019.7201119.8001219.8801319.930±0.0101419.9701520.000-0.0101620.0201720.0301820.0

21、350-0.0051920.0352020.0352120.0352220.0352320.03512) 設計拉刀其他部分查拉刀刀柄頸部、過渡錐部、前導部和后導部參數設計表，選取參數如下：前柄 l1=80mm，d1=18mm頸部 l2=m+Bs+A-l3=10+75+35-10110mm，d2=17.5mm過渡錐 l3=10mm前導部 l4=40mm，d4=dwin=19f7mm后導部 l7=20mm, d7=dmmin=20f7mm拉刀前柄端面至第1刀齒的距離 13) 計算和校驗拉刀總長粗切齒與過渡齒長 l5=8×(12+2)=112mm精切齒與校準齒長 l6=5×(3+

22、6)=45mm拉刀總長 查圓孔拉刀的最大總長度參數表，得知此拉刀最大允許長度為： 顯然L<Lmax，所以長度校驗合格。14） 繪制圓孔拉刀零件圖見圓孔拉刀零件圖。高速鋼牌號及用途表出自刀具設計手冊第113頁，附錄表-5拉刀前角及后角推薦表出自刀具設計手冊第66頁表4-2，表4-3分層式拉刀粗切齒齒升量表出自刀具設計手冊第67頁表4-4，拉刀齒距及同時工作齒數表出自刀具設計手冊第69頁表4-7,拉刀容屑槽形狀及尺寸表出自刀具設計手冊第69頁表4-8，拉刀容屑槽容屑系數表出自刀具設計手冊第71頁表4-10圓拉刀弧形分屑槽參數設計和拉刀三角形分屑槽參數設計參考刀具設計手冊第71，72頁表4-11，表4-12圓柱形前柄GB3832.2-83參考刀具設計手冊第73頁表4-17拉削力計算公式及修正系數表和拉刀切削刃切削力表參考刀具設計手冊第76，77頁表4-20，表4-21，表4-22拉床參數表及拉