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
成形刀具设计
第三讲金属切削成形车刀设计一、成形车刀（一）成形车刀的类型按进给方法不同，成形车刀主要可分为：1、径向成形车刀（图3-1、2、3）车刀工作时是沿工件径向进给的，切削刃同时切入，行程短，生产率高，故被广泛采用。
但由于切削时径向力大，容易引起振动，影响加工质量。
2、切向成形车刀（图3-4）切向成形车刀发展较径向成形车刀迟。
车刀是沿被加工工件切线方向进给，由于有偏角中k r，切削刃是逐渐切入工件的，只有在切削刃上最后一点通过工件轴线后，工件上的成形表面才被加工完成。
显然，与径向成形车刀相比较，切削力很小且工作平稳，但由于工作行程长，生产率较低。
按结构不同，成形车刀可分为：1、平体成形车刀（图3-1）平体成形车刀除了其切削刃要求有一定形状外，在结构上与普通车刀没有什么区别。
但由于沿前刀面的可重磨次数少，使用寿命短，目前生产上除铲齿车刀属此类型外，其它场合用得较少。
2、棱体成形车刀（图3-2）棱体成形车刀外形为棱柱体，由于棱柱体高度大，因此沿前刀面可重磨次数较平体车刀多，使用寿命较长。
但由于棱体成形车刀的高度受到机床中心高及车刀本身刚度的限制，也不能过高，这样其使用寿命就受到一定限制。
3、圆体成形车刀（图3-3）圆体成形车刀外形为回转体，制造容易，结构紧凑，随着重磨前刀面，其切削刃顺圆周方向移动，因此，可重磨次数很多，与前两种结构的成形车刀相比较，使用寿命也最长。
图3-1 平体成形车刀图3-2棱体成形车刀图3-3圆体成形车刀图3-4切向成形车刀成形车刀一般都制成高速钢整体的，也有制成镶焊结构的，以节省高速钢材料。
为了提到其刀具寿命，硬质合金成形车刀也逐渐被采用，图3-5a所示为镶焊结构的硬质合金棱体成形图3-5硬质合金成形车刀a)棱体的；b)圆体的车刀；图3-5b为镶焊结构的硬质合金圆体成形车刀，图中所示是焊有三块刀片的，刀片应高出刀体C=2～6mm。
对于小尺寸圆体成形车刃，也可制成整体硬质合金结构。
由于硬质合金成形车刀的成形表面刃磨比较麻烦，至今国内用得不多。
圆形拉刀课程设计
《金属切削刀具》课程设计说明书课题名称:专业：班级：姓名：学号：指导老师：2012 年 6 月江西农业大学工学院前言伴随着大三的结束，大四的开始，我们已经开始慢慢的步入社会，课程设计其实已经变成鉴证我们三年所学的重要部分，通过课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相结合。
为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
种类繁多拉刀，它可加工各种形状通孔，直槽，螺旋槽和直线或曲线的外表面。
拉刀按加工表面不同，可分为内拉刀和外拉刀；按工作时受力方向不同，可分为拉刀和推刀。
拉削方式是指拉削过程中切削余量在各切削齿上的分配方式。
拉削方式对拉刀的结构和制造，拉到的耐用度，拉削力，拉削的表面光洁度和生产率有很大的影响。
拉刀是一种高生产率刀具，它切削速度低，耐用度高，寿命高。
拉刀是多刃切削刀具，切削力较大但机床结构简单，成本高，只适用于大批量生产我的课程设计课题是圆孔拉刀的设计。
在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD、Solidworks的运用。
我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补。
使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。
由于本人水平有限,设计时间也比较仓促,在设计的过程中会遇到一些技术和其它方面的问题，再加上我对知识掌握的程度，也只能到这个程度了，理解万岁。
目录前言第一章绪论设计题目 (3)第二章拉刀工作部分设计2.1选择刀具材料 (4)2.2确定拉削余量A (4)2.3齿升量的选取 (4)2.4选择几何角度 (5)2.5齿距及各齿数的确定 (5)2.6确定容屑槽形状和尺寸 (5)2.7分屑槽的确定 (7)2.8确定拉刀齿数和直径 (7)第三章拉刀光滑部分设计3.1柄部、颈部与过渡锥 (9)3.2 前导部、后导部与尾部 (10)3.3 拉刀总长度L0 (10)第四章拉削力及拉刀强度的校验4.1 拉削力的校验 (11)4.2 拉刀强度的校验 (11)4.3拉床拉力校验............................................................11第五章课程设计小结结束语 (12)参考文献 (12)23金属切削原理与刀具课程设计 “成形圆孔拉刀刀具设计”第一章 绪论设计题目图1-11.1已知条件：1、要加工的工件零件图如下图图所示。
车刀设计 棱体成形车刀的设计
一、刀具课程设计目的刀具课程设计是机械制造专业学生在学习“金属切削原理与刀具”课程及其他有关课程之后进行的一个重要教学环节，其目的是巩固加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决实际刀具设计问题的能力。
通过刀具课程设计，学生应达到：1、掌握设计、计算刀具的能力；2、学会绘制刀具工作图，标注必要的技术条件；3、学会运用各种设计资料、手册及国家标准等。
二、刀具城程设计内容设计内容为一下几种刀具：1、棱体成形车刀设计；如下图图一材料为易切钢，σb=0.49Gpa,毛坯及工作各部分尺寸见下表，成形表面粗糙度为Ra3.2µm。
要求设计棱体成形刀。
三、设计步骤设计棱体成形刀1、选择刀具类型棱体成形刀。
2、选择刀具的材料参考《金属切削刀具设计简明手册》附表5，选用普通高速钢W18Cr4V制造。
整体制造。
3、确定刀具合理的几何角度。
选择前角r f与后角αf由表2-4，取r f=20º,αf=12º4、确定刀具的结构参数，包括刀体尺寸、刀齿齿数、刀齿及容屑槽的形状和尺寸、刀具装夹部分的尺寸等（1）、刀体总宽度L0如图一所示L0=L c式中L c———成形车刀切削刃总宽度，L c =L5+a+b+c+dL5———工件廓形宽度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0.5～3mmB———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=15º到45º,b值取为1～3mm；如工件有倒角，Kr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到8mm；D———为保证成行车刀刀刃延长到工件毛坯表面之外的附加刀刃宽度，常取 d=0.5～2mm。
5、设计计算刀具的廓形标出工件廓形上各组成点1-11，确定0-0线为基准，计算出1-22点处的计算半径r jx;再以1点为基准算出计算长度l jxl jx=基本长度±公差/2l j2=6mml j3=12mml j4=15mml j5=19mml j6=25mm5、确定刀具结构尺寸L c= 35mm H= 75mm F= 25mm B= 25mm E = 9.2mm d，=8mm f = 8mm M = 37.620-0.13mm6、用计算法求出N-N剖面内刀具廓形上各点至8.9点所在后刀面的垂直距离Px.之后选择1.2段廓形为基准线，计算出刀具廓形上各点到该基准线的垂直距离ΔPx，即为所求的刀具廓形深度。
第五章专用车刀的设计
第五章 专用刀具设计
2)计算法
❖ 应首先画作出计算图，如图5－ 6所示
❖ 求刀具前刀面上各组成点的尺
寸Cx，x分别用2、3、4代入上 式，即可求出前刀面上各组成 点的相应尺寸C2、C3、C4
Cx rx2 r1 sin f 2 r1 cos f
❖ 求刀具各组成点的截形深度
❖ Amax——工件最大廓形深度；
❖ e——保证足够的容屑空间所需要的距离。
（一般取为3~12mm。加工脆性材料时取
小值，反之取大值；）
❖ m——刀体壁厚。根据刀体强度要求选取，
一般约为5~8mm；
❖ d——内孔直径 ，依切削用量及切削力大
小取为（0.25~0.45）Do，计算后再取相 近标准值；
第五章 专用刀具设计
当Lc/dmin大于许用值或Lc＞80mm （为经验值）时，可采取下列措施：
❖ ① 将工件廓形分段，改用两把或数 把成形车刀切削加工；
❖ ② 改用切向进给成形车刀；
❖ ③ 如已确定用径向进给，可在工件 非切削部分增设辅助支承——滚轮托 架，以增加工艺系统刚度。
图5-9 成形车刀的附加刀刃
第五章 专用刀具设计
3）刀体夹固部分尺寸
❖ 圆体成形车刀常采用内孔与端面定位，螺栓夹固结构 ，刀体端面的 凸台齿纹一方面是为防止切削时，刀具与刀夹体间发生相对转动； 另一方面还可用它粗调刀具高度 。端面齿纹和端面销孔结构尺寸参 见表5－2和表5－3。
❖ 图（5－11）
图5-11 圆体成形车刀的夹固部分
第五章 专用刀具设计
❖ 如图5－10所示，圆体成形车刀的主 要结构尺寸有：刀体总宽度Lo、刀体 外径do、内孔直径d及夹固部分尺寸等。
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=11.32mmr j2=28/2mm=14mmr j4=25/2mm=12.5mm再以1点为基准点，计算出计算长度l jxl j2=10mml j3=20mml j4=27mml j5=35mm4) 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 <==mmmmd L c ，允许。
圆体成形车刀设计
圆体成形车刀设计1150111-01 秦磊一、设计课题：工件材料为45#钢，0.6b GPa σ=，工件如下图1所示。
要求设计圆体成形车刀，D=35mm ，d 1=22.28mm ，d 2=34mm ，d 3=32mm ，L 1=10mm ，L 2=25mm ，L 3=30mm ，L 4=40mm ，R=20mm 。
图1 加工工件图二、圆形成形车刀的结构尺寸： 序号 项目 数据来源或计算采用值 1 刀具材料 W18Cr4V2前角与后角由表2－615;12f f γα=︒=︒3 最大廓形深度max 3422.285.862t mm -== max 5.86t mm = 4 外径 由表2－2D 0=40mmR 1=20mm5画出工件廓形及刀具廓形标出各组成点及计算半径计算图（见图2）r 1=22.28/2=11.14mmr 2·3=34/2=17mmr 4·5=32/2=16mm r 1=11.14mmr 2·3=17mmr 4·5=16mm6成型刀宽度L 0=L 4+a+b+c+d=40+4+1+6+1=52mmL 0=52mm校验成型刀的宽度工件的最小直径d min ：min 12211.1422.28d r mm ==⨯=0min 52 2.3 2.522.28L d ==<允许 宽度允许7 其余尺寸 按表2－2 d=13mmd 1=20mm d 2=20mm工件各组成点尺寸图2三、圆形成形车刀截形计算： 已知 条件 工件计算半径1r 11.14mm =，23r 17mm = ，45r 16mm = 刀具前，后角及外径15;12f f γα=︒=︒，R 1=20mm步骤 计算采用值（mm ） 1 1h sin 11.14sin15 2.8832f r γ==⨯︒= h=2.8832211cos 11.14cos1510.7604f A r γ==⨯︒=110.7604A =3 1sin 20sin(1512)9.0798c h R ε==⨯︒+︒= 9.0798c h =4 11cos 20cos2717.8201B R ε==⨯︒=117.8201B =5 454545 2.8832sin 0.1802,10.381416f f h r γγ====︒ 4510.3814f γ=︒6 454545cos 16cos10.381415.7381f A r γ==⨯︒= 4515.7381A =7 4545115.738110.7604 4.9777C A A =-=-= 45 4.9777C =8 4514517.8201 4.977712.8424B B C =-=-=4512.8424B =94545459.0798tan 0.707,35.260312.8424c h B εε====︒ 4535.2603ε=︒1045459.079815.7283sin sin 35.2603c h R ε===︒451452015.73 4.27P R R =-=-=4515.73R = 45 4.27P =11 232323 2.8832sin 0.1696,9.764617f f h r γγ====︒ 239.7646f γ=︒12 232323cos 17cos9.764616.7537f A r γ==⨯︒= 2316.7537A = 13 2323116.753710.7604 5.9933C A A =-=-= 23 5.9933C =14 2312317.8201 5.993311.8268B B C =-=-=2311.8268B =152323239.0798tan 0.7677,37.513411.8268c h B εε====︒ 2337.5134ε=︒1623239.079814.9107sin sin 37.5134c h R ε===︒231232014.91 5.09P R R =-=-=2314.91R =23 5.09P =图3 成形车刀样板图。
圆体成形车刀课程设计
圆体成形车刀课程设计1. 介绍本课程设计旨在让学员了解和掌握圆体成形车刀的工作原理、使用方法以及维护保养技巧。
圆体成形车刀是一种广泛应用于金属加工领域的切削工具，通过对工件进行切削和成形，从而实现工件的精确加工和制造。
本课程将通过理论学习和实践操作相结合的方式，帮助学员掌握圆体成形车刀的基本知识和技能，提升其在金属加工领域的应用能力。
2. 学习目标•理解圆体成形车刀的组成结构和工作原理•掌握圆体成形车刀的选用原则和使用方法•学会通过调整车刀参数实现不同工件的成形加工•了解圆体成形车刀的维护保养技巧，提高使用寿命和加工质量3. 课程内容3.1 基础知识•圆体成形车刀的定义和分类•圆体成形车刀的组成结构和工作原理•圆体成形车刀的应用领域和优势3.2 选用与使用•圆体成形车刀的选用原则和标准•圆体成形车刀的安装和调整方法•圆体成形车刀的加工参数设置3.3 成形加工实践•不同材料工件的成形加工技巧•圆体成形车刀的刀具路径规划•成形加工过程中的常见问题及解决方法3.4 维护保养技巧•圆体成形车刀的定期保养和清洁方法•圆体成形车刀的刃磨和修复技巧•圆体成形车刀的寿命评估和更换策略4. 学习方法•理论学习：通过课堂讲解和教材阅读，掌握圆体成形车刀的基本知识和原理。
•实践操作：设置实验项目，让学员亲自操作圆体成形车刀，实现不同工件的成形加工。
•组织讨论：开展小组讨论和案例分析，帮助学员深入理解圆体成形车刀的应用和问题解决方法。
5. 考核方式•学员实践操作成绩占总成绩的70%•学员课堂参与和讨论成绩占总成绩的20%•学员期末考试成绩占总成绩的10%6. 参考资料•《圆体成形车刀技术手册》•《CNC加工技术与实例》•《金属加工工艺与技术》课程设计标题：圆体成形车刀课程设计课程设计长度：1200字 Markdown文本格式输出。
2021年国家开放大学《机械制造装备及设计》形考任务(1-5)参考答案
国家开放大学《机械制造装备及设计》形考任务（1-5)试题及答案解析形考任务一（正确答案附在题目之后）判断题（每个3分，共45分）题目1机械制造装备专指机械加工机床。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目2机械加工装备主要指各类金属切削机床，特种加工机床，金属成形机床以及加工机器人等机械加工设备。
正确的答案是“对“。
题目3工艺装备是指在机械制造过程中所使用的各种刀具、模具、机床夹具、量具等。
正确的答案是“对“。
题目4悬挂输送装置、棍道输送装置和带式输送装置是最常见的三种输送装置。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目5输送切屑的装置常用手动方式进行。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目6金属切削机床是制造机器的机器，也称为工作母机。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目7机床的总体设计优劣对机床的技术性能和经济性指标不能起决定性作用。
选择一项：正确的答案是＂错”。
题目8机床的加工精度是指被加工工件表面形状、位置、尺寸准确度及表面的粗糙度。
正确的答案是“对“。
题目9机床设计的基本要求主要是满足机床性能指标要求和人机工程要求。
选择一项：正确的答案是“对“。
题目10机床总体布局设计与机床总体设计没有关系。
选择一项：正确的答案是“错”。
题目11机床总体布局设计主要是确定机床刀具和工件的相对运动，以及各部件的相互位置。
正确的答案是“对“。
利用虚拟样机技术对所设计的机床进行运动学仿真和性能仿真，在没有制造出样机之前就可以对其进行综合评价，增加了研制新产品的风险。
正确的答案是＂错”。
题目13进行机床总体布局时，要合理分配机床的各种运动，将运动尽佩分配给质量大的零部件。
正确的答案是“错”。
题目14支承件的高度方向尺寸小千长度方向尺寸时称为卧式支承；支承件的高度方向尺寸大千长度方向尺寸时称为立式支承。
正确的答案是“对“。
题目15机床主传动的形式有机械传动、液压传动、气体传动和和电传动等。
正确的答案是＂错”。
单选题（每个3分，共15分）题目16卧式支承的机床重心低、刚度大，是中小型机床（）的支承形式。
圆体成形车刀廓形图设计完整版
金属切削刀具作业圆体成形车刀廓形图设计专业：机械设计制造及自动化班级：机自本班姓名：杨学号：120420指导老师：梁1、成型车刀:主要用在大量生产,在半自动或自动车床上加工内、外回转体的成型表面，当生产批量较小时，也可以在普通车床上加工成形表面。
成型车刀的种类:按照刀具本身的结构和形状分为:平体成形车刀,棱体成形车刀和圆体成形车刀三种。
相较传统的车刀，成形车刀的具有显著的优势:稳定的加工质量,生产率较高,刀具的可重磨次数多，使用期限长。
但是它的设计、计算和制造比较麻烦,制造成本也比较高。
一般是在成批、大量生产中使用。
目前多在纺织机械厂,汽车厂,拖拉机厂,轴承厂等工厂中使用。
已知条件：1）、选择材料40Cr 。
设其表面粗糙度为Ra=3.2mm ，它是合金结构钢，其抗拉强度σb ≥980Mpa ，其硬度为HB174～229，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 选取前角γf =5°，后角αf =10°。
3）、确定附加切削刃尺寸取a=2mm,b=1mm,c=3mm,d=1mm ，k r =15，k r1=15°因为0l =42mm ，刀具的总宽度L 。
=l 。
+a+b+c+d=42+3+1+3+1=49mm 。
因为m ind =16mm ，则0L /m in d =49mm/16mm=3.0625,则在允许范围内。
4）、确定刀具的结构尺寸，工件的最大廓形深度αpmas =（28-16）/2=6mm 。
按表15-4中的αpmas =10~12mm 来选0d 和d ，0d =70mm ，d=22mm 。
外径0d 和孔径d 主要考虑工件的最大廓形深度、排屑、刀体强度、刀杆强度和刚度等问题，可由公式d 0=2R 1≥2（αpmas +e +m +r ）计算： 因为e +m ≤d 0／2－αpmas －r =70/2-6-22/2=18mm ，则可选取e=8mm ，m=10mm ，并选用带端面齿纹的结构形式，则查表可得1d =34mm,k=5mm ，r=2mm ，2d =45mm ，l 2= 5mm ，b=αpmas +k=11mm(取11mm)；沉头孔深度1l ，根据工件宽度，在下列范围内选取：l 1=（1/4~1/2）0L 取1l =21mm ；当空深l ＞15mm 时，孔内加空刀槽，使l3=l／2，取l=8mm；35）、工件形状决定其组成点1、2、3、4、5、6，各组成点的径向及轴向尺寸表示在下图：r=（16+16）/4=8mm1r=（18+18）/4=9mm；2r=4r=（28.05+27.95）/4=14mm；3r=6r=（25+24.95）/4=12.49mm。
第五章 专用刀具设计(1)
制造时将前刀面 和后刀面的夹角磨 成90-(γf+αf)角。安 装时，将刀体倾斜 αf角，形成所需的 前角和后角。
2.圆体成形车刀前角和后角 制造时将前刀 面作成距其中 心为h 距离。 安装时将刀具 中心O2比工件 中心装高H 距 离，形成所需 的前角和后角。
h R sin f f H R sin f
(1)刀体总宽度L0
L0=LC（切削刃总宽度+附加刀刃宽度）
LC为刀刃的总宽度
（2）刀体高度H
与机床横刀架距离主轴中心高度有关。 推荐H=55-100mm。
（3）刀体厚度B 应保证刀体有足够的强度、易于装入刀夹、排屑 方便、切削顺利。
B E Amax (0.25 0.5) L0
(4)燕尾测量尺寸M 燕尾测量尺寸M应与切削刃总宽度Lc和测量滚柱直径 相适应,可查表（5-1）确定。
一、概述
1.成形车刀及其特点 成形车刀(又称样板车刀)是专用刀具，根据工 件的廓形进行专门设计切削刃的车刀。
特点：
1.效率高， 能一次切出成形表面
2.加工质量稳定，加工精度可达IT10-IT8，表面粗糙 度Ra6.3-3.2 3.刃磨方便、寿命长、可重磨次数多 4.操作简单、对工人要求不高
2.成形车刀的类型
只有当 γf=0°，αf =0 °时，成形车刀的截形与工件的廓形 才能完全相同。当成形车刀的前角γf≥0 ° 、后角αf >0 ° 时成形车刀的截形与工件廓形不相等。具体说，刀具截形 深度P小于相应的工件廓形深度ap；而刀具截形宽度与工件 廓形宽度相等。
2. 截形修正计算方法
(1)确定工件成形表面的组成点和基点 为减少计算工作量，一般只选择工件廓形上的转折点及其他 特殊点(作为廓形组成点)进行计算。 以工件廓形半径最小点作为 计算基准点（基点）1，然后依次对各组成点编号，并在工件廓形 图上标出各组成点的轴向尺寸和径向尺寸。
金属切削与刀具课程设计指导书
金属切削原理与刀具课程设计指导书一、刀具课程设计目的金属切削原理与刀具课程设计是机械制造专业学生在学习《金属切削原理》与《金属切削刀具》课程及其他有关课程后，并进行了生产实习，又一个重要教学环节，其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决实际刀具设计问题的能力。
通过刀具课程设计，学生应达到：1.掌握设计、计算刀具的能力；2.学会绘制刀具工作图，标注必要的技术条件；3.学会运用各种设计资料、手册及国家标准等。
二、刀具课程设计内容设计内容为以下两种刀具：1.成形车刀设计。
2.圆孔拉刀设计。
三、设计步骤以上二种类型刀具具体设计时虽有所不同，但设计步骤和应考虑的问题大同小异，可归纳如下：⒈选择刀具的类型。
⒉选择刀具材料。
⒊确定刀具合理的几何角度。
⒋确定刀具的结构参数，包括刀体尺寸、刀齿齿数、刀齿及容屑槽的形状和尺寸、刀具装夹部分的尺寸等。
⒌设计计算刀具的廓形（对成形刀具）。
⒍制定合理的技术条件，包括重要尺寸公差、形位公差、各重要表面的粗糙度、对刀具材料及热处理的要求等。
⒎考虑刀具的制造工艺和检验方法。
⒏绘制刀具的工作图。
四、设计要求⒈对刀具工作图的要求⑴刀具工作图应包括制造及检验该刀具所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技术条件等。
⑵工作图应反应出该刀具各部分的形状，同时又应使各视图的配置与安排整洁、匀称。
图中有些细小部分可以放大画出，如切削刃上的分屑槽、刀具上的刃带、小圆角等。
⑶刀具工作图中允许采用简化画法，如拉刀正投影图中可采用简化画法：粗切齿、精切齿、校准齿等各类刀齿允许只画出少数刀齿，其余刀齿用简化画法，齿顶用粗实线表示，容屑槽底用细实线表示，同时各个刀齿的尺寸及公差不标注在投影图中，而用尺寸表的方式写在拉刀工作图上。
⑷刀具图的图形、尺寸标注、公差标注等都应符合国家标准。
刀具的各表面都应标明表面粗糙度。
⑸工作图一般可采用1:1的比例。
但对尺寸比较小的刀具或尺寸很大的刀具，应采用放大或缩小的比例画出。
圆体成形车刀设计说明书
金属切削刀具设计说明书题目：圆体成形车刀设计专业：机械设计制造及其自动化指导老师：王付杰班级：机电系1102班学号：姓名：刘鹏慧完成时间：计算说明书主要计算1、设计课题：待加工工件如下图所示，材料为45号钢，圆棒料，直径为23.5mm ，大批量生产，要求成形表面粗糙度为Ra6.3mm 。
按所述要求设计成圆体成形车刀。
工件图2、设计步骤： （1）选择刀具材料因为工件材料为45号钢，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，查表取前角γf =15°，后角αf =10°。
（3）画出刀具廓型（包括附加刃）计算图、根据附加刃的取法，预切槽部分附加切削刃的主偏角为20°,a=0.5mm,b=1.5mm,c=3mm,d=0.5mm,画出刀具廓形计算图，标出工件廓型的组成点1~10。
将最接近工件轴线的切削刃作为基准线，（图中9~10段），记为0-0线，计算出1~10各点处的计算半径。
圆体成形车刀廓形计算图各点的计算半径为再以1点为基准点计算出各点的长度（4）计算切削刃总宽度c L ，并检验min c /L d 之值mm r d j 002.1423min ==,则375.2002.14/5.35min<==d L c，满足要求。
（5）确定结构尺寸。
应使d m e A R d +++>=)(22max 00，由表3.3查的C1336单轴砖塔自动车床所用圆体成形车刀,16,680mm d mm d ==又已知毛坯半径为11.75mm ，则mm r A 212.775.111max =-=，代入上式，计算得可选取e=10mm ，m=8mm ，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Rx （计算过程见下表），选点1作为尺寸标注基准。
因为1-2-3段为不对称圆弧，按成形车刀廓形近似计算法计算，则圆体成形车刀廓形计算表:廓形组成点14.538 9.962° 1.535 29.279 26.140° 32.615 08.729 5.168° 5.75925.055 29.883° 28.840 3.78±0.02 37.0016.449°4.00226.812 28.188° 30.419 2.20±0.1 49.1514.929°6.18324.631 30.258° 28.516 4.10±0.02 5-68.9285.053°5.95924.885 30.033° 28.735 3.88±0.02 9-103.038-1.39±0.1计算说明书主要计算（7）根据表3.8可确定各点廓形深度R ∆的公差δ，其值列于上表。
圆形成形刀具设计方案
圆形成形刀具设计方案圆形成形刀具设计方案一、设计目标本设计方案的目标是设计一种圆形成形刀具，用于在金属加工过程中进行圆形成形操作，具有高精度、高效率、易使用等特点。
二、设计原理圆形成形刀具的设计原理是利用刀具的切削作用，将金属材料按照设计要求进行圆形成形。
三、设计要求1. 刀具的材料要求具有良好的切削性能和耐磨性能；2. 刀具的设计要求符合人体工程学，易于操作；3. 刀具的设计要具有高精度和高效率的特点。
四、设计方案1. 刀具材料选择：选用硬质合金材料，具有良好的切削性能和耐磨性能。
2. 刀具形状设计：刀具的形状采用圆形设计，便于进行圆形成形操作。
3. 刀具刃口设计：刀具的刃口采用尖锐的设计，以增加切削效果。
4. 刀具手柄设计：刀具的手柄采用人体工程学设计，符合人体手部力学特点，易于操作。
5. 刀具定位设计：刀具的定位设计采用精确的定位方案，以确保圆形成形操作的精度。
6. 刀具尺寸设计：刀具的尺寸设计要根据具体应用需求进行合理确定，保证切削效果和使用便捷性。
五、设计流程1. 确定设计目标；2. 确定设计原理；3. 分析设计要求；4. 选择合适的刀具材料；5. 进行刀具形状设计；6. 进行刀具刃口设计；7. 进行刀具手柄设计；8. 进行刀具定位设计；9. 进行刀具尺寸设计；10. 进行刀具制造和试用；11. 对刀具进行测试和改进。
六、设计优势1. 刀具材料选用硬质合金，具有良好的切削性能和耐磨性能，增加刀具寿命；2. 刀具形状采用圆形设计，使刀具易于进行圆形成形操作；3. 刀具刃口采用尖锐的设计，增加切削效果；4. 刀具手柄采用人体工程学设计，易于操作；5. 刀具定位设计精确，确保切削精度；6. 刀具尺寸设计合理，保证切削效果和使用便捷性。
七、设计结果通过以上设计方案，可设计出一种圆形成形刀具，具有良好的切削性能、耐磨性能、高精度、高效率和易使用等特点，可广泛应用于金属加工领域。
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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=11.32mmr j2=28/2mm=14mmr j4=25/2mm=12.5mm再以1点为基准点，计算出计算长度l jxl j2=10mml j3=20mml j4=27mml j5=35mm4) 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 <==mmmmd 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 dA 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 jxγfx = arc sin(r j0/ r jx sin γf ) C x =r jx cos γfx - r j0cos γfB x =B 0-C xεx =arctg (h c /B x )R x =h c / sin εxΔR=(R 1-R x ) +δ 11,12（作为0点）10.8210°ΔP 0 =0.465±0.1111.32 γf1=arcsin(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=33.5352,3 14 7.71° 3.2178 28.3065 24.225° 31.041 2.494±0.2 4,5 12.58.644°1.702429.8201 23.128° 32.426 1.109±0.1 6,79.753 11.107° -1.085332.609621.335°35.008-1.473±0.17) 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)mml3=l j3=(20+0.1)mml4=l j4=(27+0.2)mml5=l j5=(35+0.2)mm10) 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。
棱体成形车刀设计设计说明及计算备注设计课题如图所示，材料为易切钢，ζb=0.49GPa，成形表面粗糙度为Ra3.2um。
要求设计棱体成形车刀。
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=20°，αf=15°。
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刀具设计手册第113页附表5。
成形车刀前角和后角表见刀具设计手册第28页表2-4。
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点为基准点，计算出计算长度l jxlj2=2mmlj3=5mmlj4=8mmlj5=12mm 棱体成形车刀lj6=15mmLc=lj6+a+b+c+d=15+2+1.5+5+1=24.5mm4) 确定刀具结构尺寸查棱体成形车刀结构尺寸表，根据Lc确定各参数如下：F=20mm，B=25mm，H=75mm，E=7.2，f=5mm，d’=5mm，M=27.870-0.15) 用计算法求出N-N剖面内刀具廓形上各点至12、13点（零点）所在后刀面的垂直距离，之后选择1-2段廓形为基准线，计算出刀具廓形上各点到该基准线的垂直距离ΔPx，即为所求的刀具廓形深度，并确定各点ΔPx公差，计算结果列于下表:h=rj0sinγf=6.5×sin20°=2.223 A0=rj0cosγf=6.5×cos20°=6.108廓形组成点r jxγfx =arcsin(h/r jx)Ax=r jxcosγfxC x=A x-A0P x=C x cos(γf+a f)ΔP=(p x-p1)+δ12,13作为零点6.5 20°ΔP0=-1.292±0.11,2 8γf1=arcsin(2.223/8)=16.135°A1=8×cos16.135°=7.685C1=7.685-6.108=1.577P1=1.577×cos(15+20)=1.2923,4 6 21.746° 5.573 -0.535 -0.438 -1.73±0.1 5,6 9 14.3°8.721 2.613 2.14 0.848±0.1 7,8 6.253 20.824° 5.845 -0.263 -0.215 1.507±0.111 7 18.516° 6.638 0.53 0.434 -0.858±0.056) 校验最小后角6-7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(ε7-γf7)sin20°]=arctg[tg(80.252-20.824)sin20°]=30.07°一般要求最小后角不小于2°-3°，因此校验合格。
7) 确定棱体成形车刀廓形宽度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=(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) 确定刀具的夹固方式采用燕尾斜块式。