金属切屑刀具设计——圆体成形车刀、棱体成形车刀、圆拉刀的设计

湖南工学院

金属切屑刀具课程设计说明书

题目圆体成形车刀、棱体成形车刀和圆拉刀的设计

专业级班姓名学号

指导老师职称

20**年6月12日

圆体成形车刀设计

设计说明及计算备注设计课题：

工件如下图所示，材料为ζb=0.65GPa碳钢棒料，成形表面粗糙度为Ra3.2um，在C1336

型单轴自动车床上加工。要求设计圆体成形车刀。

设计步骤如下：

1) 选择刀具材料

查高速钢牌号及用途表，选用普通高速钢W18Cr4V制造。

2) 选择前角γf及后角αf

根据材料的力学性能，查成形车刀的前角和后角表得：γf=10°，αf=12°。

3）画出刀具廓形（包括附加刃）计算图如下

取k r=20°，a=2mm，b=1.5mm，c=5mm，d=1mm。标出工作廓形各组成点1-12。以0-0线（通过9-10段切削刃）为基准（以便于对刀），计算出1-12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、计算半径、计算长度和计算角度来计算）：

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k r=15°--45°，b值取为1—3mm；如工件有倒角，

k r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

3—8mm；

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=0.5—2mm。高速钢牌号及用途表出自金属切削刀具设计简明手册第113页附表5。注：在本课程设计中本书后面简称刀具设计手册。成形车刀前角和后角表见刀具设计手册第28页表2-4。

r jx=基本半径±(半径公差/2) r j1=22.64/2mm=11.32mm

r j2=28/2mm=14mm

r j4=25/2mm=12.5mm

再以1点为基准点，计算出计算长度l jx

l j2=10mm

l j3=20mm

l j4=27mm

l j5=35mm

4) 计算切削刃总宽度Lc ，并校验Lc/d min 之值 Lc=lj5+a+b+c+d=35+2+1.5+5+1=44.5mm d min =2×rj1=2×11.32=22.64mm 则

5.29655.164.225.44min <==mm

mm

d L c ，允许。 5) 确定结构尺寸

应使d m e A R d +++≥=)(22max 00

查带销孔圆体成形车刀结构尺寸表得：C1336单轴转塔自动车床用圆体成形车刀：d 0=68mm ，d=16mm ，又知毛坯半径为15mm ，则A max =15-rj1=15-11.32=3.68mm ≈3.7mm ，代入上式，可得

mm d

A R m e 3.22)87.334(2

)(max 0=--=-

-≤+ 可选取e=12mm ，m=10mm ，并选用带销孔的结构形式。 6) 用计算法求圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径R x

计算结果列于下表:7366.12)1210sin(34)sin(0=+⨯=+= f f c R h αγ 5243.31)1210cos(34)cos(00=+⨯=+= f f R B αγ 廓形组成点

r jx

γfx = arc sin(r j0/ r jx sin γf ) C x =r jx cos γfx - r j0cos γf

B x =B 0-

C x

εx =arctg (h c /B x )

R x =h c / sin εx

Δ

R=(R 1-R x ) +δ 11,12（作

为0点）

10.82

10°

ΔP 0 =0.465±0.1

1

11.32 γf1=arc

sin(10.82 /11.32×sin10°)=9.56°

C 1=11.32×

cos9.56°-10.82×cos10°=0.5072 B1=31.5243 -0.5072= 31.0171 ε1=arctg

(12.7366

/31.0171)=

22.32°

R 1=12.7366

/sin22.32

=33.535

2,3 14 7.71° 3.2178 28.3065 24.225° 31.041 2.494±0.2 4,5 12.5

8.644°

1.7024

29.8201 23.128° 32.426 1.109±0.1 6,7

9.753 11.107° -1.0853

32.6096

21.335°

35.008

-1.473±0.1

7) 根据上表计算数值确定各点廓形深度ΔR 的公差。 8）校验最小后角

此表出自刀具设计手册第27页表2-3

此表内公差根据刀具设计手册第29页表2-5成形车刀廓形公差表确定

5-6段切削刃与进给方向（即工件端面方向）的夹角最小，因而这段切削刃上后角最小，其值为a0=arctg[tg(ε6-γf6)sin20°]=arctg[tg(21.335-11.107)sin20°]=3.53°一般要求最小后角不小于2°-3°，因此校验合格。

9）车刀廓形宽度l x即为相应工件廓形的计算长度l jx，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）

l2=l j2=(10+0.2)mm

l3=l j3=(20+0.1)mm

l4=l j4=(27+0.2)mm

l5=l j5=(35+0.2)mm

10) 画出车刀零件图及样板图

车刀零件图及样板图见零件图和样板图图纸。