金屬切削原理與刀具課程設(shè)計說明書

1、金屬切削原理與刀具課程設(shè)計說明書金屬切削原理與刀具課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：成形車刀與圓孔拉刀設(shè)計專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班 級： 機本100*班 學(xué) 號: 102014402* 設(shè) 計 人： 指導(dǎo)老師： 2012年06月目 錄一、圓體成形車刀設(shè)計 1.1設(shè)計課題 1.2選擇刀具材料 1.3選擇前角f及后角f 1.4刀具廓形及附加刃計算 1.5計算切削刃總寬度Lc，并校驗Lc/dmin之值 1.6確定結(jié)構(gòu)尺寸 1.7用計算法求圓體成形車刀廓形上各點所在圓的半徑Rx1.8廓形深度的公差1.9校驗最小后角1.10計算車刀廓形寬度lx 1.11 繪制刀具的加工工作圖和樣板工作圖二、圓孔拉刀設(shè)計

2、2.1刀具材料選取2.2拉削方式的選擇2.3幾何參數(shù)的選擇2.4校準齒直徑2.5確定拉削余量A2.6齒升量的選取2.7確定容屑槽形狀和尺寸2.8分屑的確定2.9齒數(shù)及每齒直徑2.10前柄部形狀和尺寸2.11拉刀其他部分2.12拉刀總長度計算和校驗2.13技術(shù)條件三、總結(jié)四、參考文獻圓體成形車刀設(shè)計1.1設(shè)計課題 （1）工件材料：50Cr （2）熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì) （3）材料直徑：33mm（4）工件尺寸及圖如下： （5）備注：加工全部表面及預(yù)切槽 1.2選擇刀具材料 根據(jù)工件材料為50Cr，材料直徑為33mm，查高速鋼牌號及用途表，選用普通高速鋼W18Cr4V制造。1.3選擇前角f及后角f 根據(jù)材

3、料的力學(xué)性能，查成形車刀的前角和后角表得：f=5°，f=10°。1.4刀具廓形及附加刃計算 根據(jù)設(shè)計要求，倒角部分附加切削刃的主偏角與倒角角度同為45°，預(yù)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 - 成形車刀的附加刀刃； a - 為避免切削刃轉(zhuǎn)角處過尖而設(shè)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(shè)的附加刀刃寬度，其數(shù)值應(yīng)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(nèi)有一定后角，常做成偏角kr=15°-45°，b值取為13mm；如

4、工件有倒角，kr值應(yīng)等于倒角角度值，b值比倒角寬度大11.5mm； c - 為保證后續(xù)切斷工序順利進行而設(shè)的預(yù)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(shè)的附加刀刃寬度，常取d=0.52mm。刀具廓形計算圖如下：（3至4段圓弧反過來畫） =基本半徑±(半徑公差/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點為基準點，計算出計算長度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計算切削刃總寬度Lc，并校驗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輔助用的加工部分，則可以對刀具的外部半徑進行圓整，最后考慮到加工刀具的精度問題取Lc為25mm. Lc/dmin1<2.5 故滿足要求1.6確定結(jié)構(gòu)尺寸 應(yīng)

6、使，已知毛坯直徑為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用計算法求圓體成形車刀廓形上各點所在圓的半徑Rxhc=R0sin(f+f)=22.5sin（5。+10。）=5.8234B0=R0cos(f+f)=22.5cos（5。+10。）=21.7333廓形組成點精度為0.0018,9作為0點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備注： 以上各個值的計算公式為：，

8、； ； ；1.8廓形深度的公差標注廓形徑向尺寸時，應(yīng)該選公差要求最嚴的112段廓形為尺寸標準基準，其它各點用廓形深度的公差見上表。1.9校驗最小后角 由于78段切削刃與進給方向的夾角最小，所以這段切削刃上的主后角最小，其值為a08=arctgtg(8-f8)sin20°=3.1518 > 2° 3°因此校驗合格。1.10計算車刀廓形寬度lx 車刀廓形寬度lx即為相應(yīng)工件廓形的計算長度ljx，其數(shù)值及公差如下（公差是按刀具設(shè)計手冊第29頁表2-5成形車刀廓形公差表確定） 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 繪制刀具的加工工作圖和樣板工作圖 根據(jù)以上得到的結(jié)果，按照數(shù)據(jù)進行刀具圖的繪制，繪制A2圖一張。根據(jù)相關(guān)的要求制定粗糙度等等的標注。（詳細說明見圖紙） 圓孔拉刀設(shè)計2.1 刀具材料選取由于工件材料為ZQSn10-5，且0.65GPa，那么刀具材料選擇W18Cr4V。2.2 拉削方式的選擇選擇綜合式拉削方式拉削。2.3 幾何參數(shù)的選擇由金屬切削機床與刀具課程設(shè)計指導(dǎo)書表4.2，選擇前角 =5°，精切齒與校準齒前刀面倒棱 =0.5-1mm， =-10°；

10、由金屬切削機床與刀具課程設(shè)計指導(dǎo)書表4.3，選擇粗切齒后角 =3°，倒棱寬0.2mm，精切齒后角=2°，倒棱寬=0.3mm，校準齒后角=1°，倒棱寬=0.3-0.8mm。2.4 校準齒直徑（以角標表示校準齒的參數(shù)） 式中收縮量，取=0.01mm，則=46.025+0.01=46.035mm2.5 確定拉削余量A由金屬切削原理與刀具表4.1計算。當預(yù)制孔采用鉆削加工時，A的初值為 式中為拉削長度（mm），為拉削后孔的直徑（mm）代入數(shù)據(jù)得采用的鉆頭鉆削，最小孔徑為，拉削余量為 2.6 齒升量的選取 由金屬切削原理與刀具表4.4， 取粗切齒齒升量為0.050.12mm

11、，取0.06mm2.7 確定容屑槽形狀和尺寸2.7.1.計算齒距由金屬切削原理與刀具表4.8，粗切齒與過渡齒齒距為 取精切齒與校準齒齒距（用角標j表示精切齒的參數(shù)） 2.7.2.容屑槽形狀及尺寸 容屑槽采用曲線齒背。由金屬切削原理與刀具表4.9選擇深槽形，則查表可知，粗切齒與過渡齒取 h=5mm g=4mm r=2.5mm R=8mm,精切齒與校準齒取h=4mm g=3mm r=2mm R=7mm。2.7.3.校驗容屑條件由金屬切削原理與刀具表4.11，取容屑系數(shù)K=2.2，工件長度 =64mm,齒升量=0.06mm，則 而容屑槽深度h=5mm，所以 ，校驗合格。2.7.4.校驗同時工作齒數(shù)由

12、金屬切削原理與刀具表4.8計算滿足3Ze8的校驗條件。2.8分屑的確定綜合式圓拉刀粗切齒采用圓弧形分屑槽，精切齒采用角度形分屑槽 查金屬切削原理與刀具表4.13，當最小直徑 時，弧形分屑槽數(shù)=12.槽寬為切削寬度為 由金屬切削原理與刀具表4.12，當直徑=46mm時，三角形分屑槽數(shù)為槽寬b=1.01.2mm，槽深 取 =0.5mm。前后分屑槽應(yīng)交錯排列，校準齒及最后一個精切齒不作分屑槽。2.9齒數(shù)及每齒直徑取過渡齒與精切齒齒升量為0.05、0.04、0.03、0.02、0、015、0、01、0、005mm。后五齒齒升量小于粗切齒齒升量的1/2，為精切齒，而前三齒稱為過渡齒。過渡齒與精切齒切除的

13、余量為則粗切齒齒數(shù)為（第一個粗切齒齒升量為零）粗切齒與過渡齒，精切齒共切除余量為多切除余量為0.025mm，需減少一個精切齒，調(diào)整各精切齒齒升量。由金屬切削原理與刀具表4.5取校準齒齒數(shù)為5，共有齒數(shù)為7+3+4+5=19個。2.10前柄部形狀和尺寸由金屬切削原理與刀具表4.18，選用型-A式無周向定位面得圓柱形前柄，取，最小斷面處得直徑為。3.1 校驗拉刀強度與拉床載荷由金屬切削原理與刀具表4.23，4.24，4.25計算最大切削力。綜合式拉刀粗切齒的切削厚度為齒升量的1倍，1mm長度刀刃上的切削力應(yīng)按2確定。查表可知=238KN，所以柄部最小斷面處為危險截面，直徑為，面積為拉應(yīng)力為由金屬切

14、削原理與刀具表4.26，則，校驗合格。由金屬切削原理與刀具表4.24,4.25，拉床允許的拉力為由上述可知，拉削力，則，拉床校驗合格。2.11 拉刀其他部分由金屬切削原理與刀具表4.20，取前導(dǎo)部的直徑與長度為 后導(dǎo)部的直徑與長度為 前柄端部至第一齒的距離（金屬切削原理與刀具表4.20中圖）由金屬切削原理與刀具表4.18，m取20mm，由金屬切削原理與刀具表4.24，A=50mm，前導(dǎo)部，則頸部直徑： 前柄直徑，由金屬切削原理與刀具表4.18可知，=40mm過渡錐長度取為15mm，拉刀直徑過小，不設(shè)后柄部。2.12 拉刀總長度計算和校驗粗切齒與過渡齒的長度 精切齒與校準齒的長度 拉刀總長度為：

15、最后取L=590mm，的長度改為349mm。由金屬切削原理與刀具表4.29，當拉刀直徑為46mm時，允許長度為25×46=1150mm，總長校驗合格。2.13技術(shù)條件1.拉刀材料：W18Cr4V。2.拉刀熱處理硬度：刀齒及后導(dǎo)部HRC6366；前導(dǎo)部HRC4052；允許進行表面強化處理。3.No14-19齒外圓直徑尺寸的一致性為0.005mm，且不允許有正錐度。4.No1-10齒外圓表面對G-H基準軸線的徑向圓跳動公差為0.030mm。5. No13-19齒外圓表面對G-H基準軸線的徑向圓跳動公差為0.007mm。6.拉刀各部徑向跳動應(yīng)在同一方向。7.拉刀表面不得有裂紋、碰傷、銹跡等

16、影響使用性能的缺陷。8拉刀切削刃應(yīng)鋒利，不得有毛刺、崩刃和磨削燒傷。9.拉刀容屑槽表面應(yīng)磨光，且不得有凹凸不平等影響卷屑效果的缺陷。10.在拉刀頸部打印：廠標、46H7、20o、L64、制造年月、產(chǎn)品編號。11.拉刀按GB3831-83標準驗收?？?結(jié)通過這次矩形花鍵拉刀、成形車刀課程設(shè)計收獲了很多，也深刻的體會到作設(shè)計絕不能急躁，只有在明確了基本的設(shè)計方法和思路，對一些基本的刀具有了一個更深的了解，后才可以著手畫圖，否則必然會事倍功半。經(jīng)過一段時間的查閱資料，和與同學(xué)們的討論后，兩個設(shè)計都基本上滿足了題目的要求。這兩個刀具在某些數(shù)據(jù)的選擇上和所查資料上的數(shù)據(jù)稍微有點偏差，但都在允許范圍內(nèi)。當然由于知識有限此次的設(shè)計也有