金属切削刀具课程设计

1绪论

1.1刀具的发展

切削加工是现代制造业应用最广泛的加工技术之一。据统计，国外切削加工在整个制造加工中所占比例约为80%〜85%，而在国内这一比例则高达90%。

刀具是切削加工中不可缺少的重要工具，无论是普通机床，还是先进的数控机床(NC)、加工中心(MC)和柔性制造系统(FMC)，都必须依靠刀具才能完成切削加工。刀具的发展对提高生产率和加工质量具有直接影响。材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500〜600r提高到1200r以上, 允许切削速度已超过1000n Z mi n,使切削加工生产率在不到100年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。

1.2设计目的

金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培养学生综合运用所学知识和理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。

通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到：

(1)掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法；

(2)学会运用各种设计资料、手册和国家标难；

(3)学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件。

2成形车刀设计

被加工零件如图1.所示，工件材料为：青铜；硬度HBS115 ;强度c b = 360Mpa 。

(1)刀体总宽度L 0，如图1所示L 0 L c ,

2.1棱体成形车刀的结构尺寸

0. 8 W 6

^

0 0

1

『'

:?-/ 列— 10

■ l-fc

20

■ -----

48

12.5

其余：一

3.2

\/ 0 0 -5-

3.2

3.2

f

1

.6

6d10

6键均布 0.012 A

1x45°

图1.

图2.

棱体成形车刀多采用燕尾结构，夹固可靠，能承受较大切削力 主要结构尺 寸有：刀体总宽度L o 、刀体高度H 、刀体厚度B 及燕尾尺寸M

等。

图1

式中：L c ――成形车刀切削刃总宽度, L c l a b c d

l ――工作廓形宽度;

a、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0.5~3mm。

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

面精加工余粮和倒角宽度。为使该段刀刃在主剖面内有一定后角，常作成偏角

k 15 ~45，b值取为1~3mm；如工件有倒角，k值应等于倒角角度值，b值比倒

角宽度大1~1.5mm

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值常取为

3~8mm d ――为保证成形车刀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 =0.5~2mm。

(2)刀体高度H刀体高度H与机床横刀架距中心高度有关。应在机床刀夹空间允许

的条件下，尽量取大些，以增加刀具的重磨次数。一般推荐H=55~100mm。(3)刀体厚度B刀体厚度B应保证刀体有足够强度，要易于装入刀夹，排屑方便，

切削顺利。最小厚度应满足 B E A max (0.25~0.5)L。，A max为工件最大廓形深度。

(4)燕尾测量尺寸M燕尾测量尺寸M值应与切削俄未能总宽度L c相适应。

此外，为调整棱体成形车刀的高度，增加成形车刀工作时的刚度，刀体地不做

有螺孔以旋入螺钉，螺孔常取M6。

2.2棱体成形车刀材料及几何尺寸

1)选择刀具材料

参考附录表5,选择普通高速钢W18Cr4V制造2)选择前角f与后角f

3）由表2-4,

f

选择0 , f 在12 ~ 17。因此取 f 0 , f 15 4）画出刀具廓形计算图

取u 20 ， a 3mm ， b 2mm ， c 6mm ， d 1mm 。标出工件廓形各组成

点1-14以0-0线（通过9-10段切削刃）为基准（以便于对刀），计算出1-14 各点处的计算半径r jx （为避免尺寸偏差值对计算准确性的影响，故常采用计算 尺寸一一计算半径、计算长度和计算角度来计算）

18

—mm 9mm 2

0.1

r j6 30 01

mm 14.975mm j

2 4 r j8 r j1 1mm 8mm

r j9 r j10 r j8 2mm 7mm

r jx 基本半径

半径公差

2

r

j1

r

j2

r

j3

r

j4

25

2

mm 12.475mm

r

j5

r

j7

1

2

32 J —

102

mm

12.490mm

r

j11 r j12

r

j7

0.5

mm

tan 20

11.116mm