金属切削原理与刀具课程设计说明书

1、金属切削原理与刀具课程设计说明书金属切削原理与刀具课程设计说明书 设计题目：成形车刀与圆孔拉刀设计专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 机本100*班 学 号: 102014402* 设 计 人： 指导老师： 2012年06月目 录一、圆体成形车刀设计 1.1设计课题 1.2选择刀具材料 1.3选择前角f及后角f 1.4刀具廓形及附加刃计算 1.5计算切削刃总宽度Lc，并校验Lc/dmin之值 1.6确定结构尺寸 1.7用计算法求圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径Rx1.8廓形深度的公差1.9校验最小后角1.10计算车刀廓形宽度lx 1.11 绘制刀具的加工工作图和样板工作图二、圆孔拉刀设计

2、2.1刀具材料选取2.2拉削方式的选择2.3几何参数的选择2.4校准齿直径2.5确定拉削余量A2.6齿升量的选取2.7确定容屑槽形状和尺寸2.8分屑的确定2.9齿数及每齿直径2.10前柄部形状和尺寸2.11拉刀其他部分2.12拉刀总长度计算和校验2.13技术条件三、总结四、参考文献圆体成形车刀设计1.1设计课题 （1）工件材料：50Cr （2）热处理状态：调质 （3）材料直径：33mm（4）工件尺寸及图如下： （5）备注：加工全部表面及预切槽 1.2选择刀具材料 根据工件材料为50Cr，材料直径为33mm，查高速钢牌号及用途表，选用普通高速钢W18Cr4V制造。1.3选择前角f及后角f 根据材

3、料的力学性能，查成形车刀的前角和后角表得：f=5°，f=10°。1.4刀具廓形及附加刃计算 根据设计要求，倒角部分附加切削刃的主偏角与倒角角度同为45°，预切槽部分附加切削刃的主偏角=20°，a=3mm，b=1.5mm，c=5mm，d=0.5mma、b、c、d - 成形车刀的附加刀刃； a - 为避免切削刃转角处过尖而设的附加刀刃宽度，常取为0.53mm； b - 为考虑工件端面的精加工和倒角而设的附加刀刃宽度，其数值应大于端面精加工余量和倒角宽度。为使该段刀刃在主剖面内有一定后角，常做成偏角kr=15°-45°，b值取为13mm；如

4、工件有倒角，kr值应等于倒角角度值，b值比倒角宽度大11.5mm； c - 为保证后续切断工序顺利进行而设的预切槽刀刃宽度，c值常取38mm； d - 为保证成形车刀刃延长到工件毛坯表面之外而设的附加刀刃宽度，常取d=0.52mm。刀具廓形计算图如下：（3至4段圆弧反过来画） =基本半径±(半径公差/2)rj1= rj3=25.1/2-0.14/4=12.515mmrj2= 25.6/2-0.28/4=12.730mmrj4 =28.7/2=14.350mmrj5 = rj6=31.1/2-0.17/4=15.508mmrj7 = 24.2/2+0.14/4=12.135mmrj11

5、 =rj12 =rj1 -1=11.515mmrj8 =rj9 =rj7 0.5 tan20=10.761mm再以7点为基准点，计算出计算长度ljx lj1=13.5mmlj2=13.5-9.3-0.3=3.9mmlj3=9.3-4.3=5mmlj4=4.8-4.3=0.5mmlj6=3mm 1.5计算切削刃总宽度Lc，并校验Lc/dmin之值 Lc=l+a+b+c+d=13.5+3+1.5+6+0.5=24.5m 由于刀具的一部分是辅助用的加工部分，则可以对刀具的外部半径进行圆整，最后考虑到加工刀具的精度问题取Lc为25mm. Lc/dmin1<2.5 故满足要求1.6确定结构尺寸 应

6、使，已知毛坯直径为33mm，所以工件廓形深度Amax=33/2- rj7 =4.365查表3-2及3-3，取e=4，d0=45，d=10，m=8 。1.7用计算法求圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径Rxhc=R0sin(f+f)=22.5sin（5。+10。）=5.8234B0=R0cos(f+f)=22.5cos（5。+10。）=21.7333廓形组成点精度为0.0018,9作为0点10.761 -1.695±0.11 ，312.515 4.29782 1.7597619.97354 16.2543520.8050212.730 4.22510 1.97535 19.75975 1

7、6.4207820.6000.205±0.04414.350 3.74739 3.59927 18.13403 17.8033419.0461.759±0.025 ，615.508 3.46721 4.7595616.9737418.9362217.9452.860±0.03712.135 4.432661.37865 20.35465 15.9655621.172-0.367±0.0311,1211.515 4.67185 0.75669 20.97661 15.5154021.770-0.965±0.02备注： 以上各个值的计算公式为：，

8、； ； ；1.8廓形深度的公差标注廓形径向尺寸时，应该选公差要求最严的112段廓形为尺寸标准基准，其它各点用廓形深度的公差见上表。1.9校验最小后角 由于78段切削刃与进给方向的夹角最小，所以这段切削刃上的主后角最小，其值为a08=arctgtg(8-f8)sin20°=3.1518 > 2° 3°因此校验合格。1.10计算车刀廓形宽度lx 车刀廓形宽度lx即为相应工件廓形的计算长度ljx，其数值及公差如下（公差是按刀具设计手册第29页表2-5成形车刀廓形公差表确定） l1=lj1=13.5±0.2mml2=lj2=3.9±0.2mml3

9、=lj3=5±0.2mml4=lj4=0.5±0.2mml6=lj6=3±0.2mm 1.11 绘制刀具的加工工作图和样板工作图 根据以上得到的结果，按照数据进行刀具图的绘制，绘制A2图一张。根据相关的要求制定粗糙度等等的标注。（详细说明见图纸） 圆孔拉刀设计2.1 刀具材料选取由于工件材料为ZQSn10-5，且0.65GPa，那么刀具材料选择W18Cr4V。2.2 拉削方式的选择选择综合式拉削方式拉削。2.3 几何参数的选择由金属切削机床与刀具课程设计指导书表4.2，选择前角 =5°，精切齿与校准齿前刀面倒棱 =0.5-1mm， =-10°；

10、由金属切削机床与刀具课程设计指导书表4.3，选择粗切齿后角 =3°，倒棱宽0.2mm，精切齿后角=2°，倒棱宽=0.3mm，校准齿后角=1°，倒棱宽=0.3-0.8mm。2.4 校准齿直径（以角标表示校准齿的参数） 式中收缩量，取=0.01mm，则=46.025+0.01=46.035mm2.5 确定拉削余量A由金属切削原理与刀具表4.1计算。当预制孔采用钻削加工时，A的初值为 式中为拉削长度（mm），为拉削后孔的直径（mm）代入数据得采用的钻头钻削，最小孔径为，拉削余量为 2.6 齿升量的选取 由金属切削原理与刀具表4.4， 取粗切齿齿升量为0.050.12mm

11、，取0.06mm2.7 确定容屑槽形状和尺寸2.7.1.计算齿距由金属切削原理与刀具表4.8，粗切齿与过渡齿齿距为 取精切齿与校准齿齿距（用角标j表示精切齿的参数） 2.7.2.容屑槽形状及尺寸 容屑槽采用曲线齿背。由金属切削原理与刀具表4.9选择深槽形，则查表可知，粗切齿与过渡齿取 h=5mm g=4mm r=2.5mm R=8mm,精切齿与校准齿取h=4mm g=3mm r=2mm R=7mm。2.7.3.校验容屑条件由金属切削原理与刀具表4.11，取容屑系数K=2.2，工件长度 =64mm,齿升量=0.06mm，则 而容屑槽深度h=5mm，所以 ，校验合格。2.7.4.校验同时工作齿数由

12、金属切削原理与刀具表4.8计算满足3Ze8的校验条件。2.8分屑的确定综合式圆拉刀粗切齿采用圆弧形分屑槽，精切齿采用角度形分屑槽 查金属切削原理与刀具表4.13，当最小直径 时，弧形分屑槽数=12.槽宽为切削宽度为 由金属切削原理与刀具表4.12，当直径=46mm时，三角形分屑槽数为槽宽b=1.01.2mm，槽深 取 =0.5mm。前后分屑槽应交错排列，校准齿及最后一个精切齿不作分屑槽。2.9齿数及每齿直径取过渡齿与精切齿齿升量为0.05、0.04、0.03、0.02、0、015、0、01、0、005mm。后五齿齿升量小于粗切齿齿升量的1/2，为精切齿，而前三齿称为过渡齿。过渡齿与精切齿切除的

13、余量为则粗切齿齿数为（第一个粗切齿齿升量为零）粗切齿与过渡齿，精切齿共切除余量为多切除余量为0.025mm，需减少一个精切齿，调整各精切齿齿升量。由金属切削原理与刀具表4.5取校准齿齿数为5，共有齿数为7+3+4+5=19个。2.10前柄部形状和尺寸由金属切削原理与刀具表4.18，选用型-A式无周向定位面得圆柱形前柄，取，最小断面处得直径为。3.1 校验拉刀强度与拉床载荷由金属切削原理与刀具表4.23，4.24，4.25计算最大切削力。综合式拉刀粗切齿的切削厚度为齿升量的1倍，1mm长度刀刃上的切削力应按2确定。查表可知=238KN，所以柄部最小断面处为危险截面，直径为，面积为拉应力为由金属切

14、削原理与刀具表4.26，则，校验合格。由金属切削原理与刀具表4.24,4.25，拉床允许的拉力为由上述可知，拉削力，则，拉床校验合格。2.11 拉刀其他部分由金属切削原理与刀具表4.20，取前导部的直径与长度为 后导部的直径与长度为 前柄端部至第一齿的距离（金属切削原理与刀具表4.20中图）由金属切削原理与刀具表4.18，m取20mm，由金属切削原理与刀具表4.24，A=50mm，前导部，则颈部直径： 前柄直径，由金属切削原理与刀具表4.18可知，=40mm过渡锥长度取为15mm，拉刀直径过小，不设后柄部。2.12 拉刀总长度计算和校验粗切齿与过渡齿的长度 精切齿与校准齿的长度 拉刀总长度为：

15、最后取L=590mm，的长度改为349mm。由金属切削原理与刀具表4.29，当拉刀直径为46mm时，允许长度为25×46=1150mm，总长校验合格。2.13技术条件1.拉刀材料：W18Cr4V。2.拉刀热处理硬度：刀齿及后导部HRC6366；前导部HRC4052；允许进行表面强化处理。3.No14-19齿外圆直径尺寸的一致性为0.005mm，且不允许有正锥度。4.No1-10齿外圆表面对G-H基准轴线的径向圆跳动公差为0.030mm。5. No13-19齿外圆表面对G-H基准轴线的径向圆跳动公差为0.007mm。6.拉刀各部径向跳动应在同一方向。7.拉刀表面不得有裂纹、碰伤、锈迹等

16、影响使用性能的缺陷。8拉刀切削刃应锋利，不得有毛刺、崩刃和磨削烧伤。9.拉刀容屑槽表面应磨光，且不得有凹凸不平等影响卷屑效果的缺陷。10.在拉刀颈部打印：厂标、46H7、20o、L64、制造年月、产品编号。11.拉刀按GB3831-83标准验收。总 结通过这次矩形花键拉刀、成形车刀课程设计收获了很多，也深刻的体会到作设计绝不能急躁，只有在明确了基本的设计方法和思路，对一些基本的刀具有了一个更深的了解，后才可以着手画图，否则必然会事倍功半。经过一段时间的查阅资料，和与同学们的讨论后，两个设计都基本上满足了题目的要求。这两个刀具在某些数据的选择上和所查资料上的数据稍微有点偏差，但都在允许范围内。当然由于知识有限此次的设计也有