专用刀具设计(圆体)

金属切削原理与刀具课程设计任务书

一、原始数据及条件

工件如图所示，工件材料为易切钢Y15，毛坯为圆棒料，其直径为d M ，大批量生产，用成形车刀加工出全部外圆表面并切出预切槽，表面粗糙度为Ra3.2，加工车床用C1336单轴转塔自动车床。

图1-1 工件图

表1-1 工件尺寸(mm)

二、圆体成形车刀设计步骤如下：

1) 选择刀具材料

参考《金属切削刀具设计简明手册》P 113附录表5，选用普通高速钢W18Cr4V 制造。

题号组号 d M D 1 D 2 D 3 D 4 L 1 L 2 L 3 L 热处理 8

Φ40 Φ380-0.2 Φ28 Φ360+0.1 Φ20

40+0.2

280-0.8

调质

2）选择前角γf及后角αf

由表2—4（参见《金属切削刀具设计简明手册》P28）查得：γf=15o，αf=10o。

3）画出刀具廓形（包括附加刃）计算图1-2（见下图）

取k r=20o，a=3mm，b=1.5mm，c=6mm，d=0.5mm（a,b,c,d的含义见《金属切削刀具设计简明手册》P24图2－2）。标出工件廓形各组成点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）

r jx=基本半径±半径公差∕2

r j1=20∕2mm=10.000 mm=r j2

r j3=（36∕2+0.1∕4）mm =（18+0.025）mm=18.025mm

r j4 =r j5=（38∕2-0.2∕4）mm =（19-0.05）mm=18.950mm

r j6=r j7=28∕2mm=14.000mm

r j8=r j1-1mm=9.000mm

r j9=r j10=r j0=r j1-（1+1）mm=8.000mm

r j11=r j12=r j6-1∕tan20omm=（14-2×1.374）mm=11.252mm

再以1点为基准，计算出计算长度l jx

l jx=基本长度±公差∕2

l j2=[（4-1）＋0.2∕2]mm=3.1mm

l j3=l j4=[（18-1）-0∕2]mm=17mm

l j6=（4-0）mm=4mm

l j7=[（28-1）-0.8∕2]mm=26.6mm

4）计算切削刃总宽度L c，并校验L c∕d min之值

L c= l j7＋a＋b＋c＋d=（ 26.6＋3＋1.5＋6＋0.5）mm=37.6mm,取L c =38mm，d min=2 r j8=2×9mm=18mm

则L c∕d min=38∕18=2.1＜2.5,允许。

5）确定结构尺寸

应使d0=2R0≥2（A max＋e＋m）＋d（见《金属切削刀具设计简明手册》P25图2－3）

由（《金属切削刀具设计简明手册》P27表2－3）差得，C1336单轴转塔自动车床所用圆体成形车刀：d0=68mm,d=16mm,又已知毛坯半径为20mm，则A max=20－r j8=（20－9）mm=11mm,代入上式，可得

（e＋m）≤R0－A max－d∕2=（34－11－8）mm=15mm

可选取e=6mm,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R x

其计算过程见表1-2。

标注廓形径向尺寸时，应选公差要求最严的1－12段廓形作为尺寸标注基准，其他各点用廓形深度△R表示其径向尺寸。△R见表1-2

表1-2 圆体成形车刀廓形计算表 (mm)

h c =R

sin(γ

+α

)=34sin(15o+10o) =14.36902

B o =R

cos(γ

+α

)=34cos(15o+10o) =30.81446

廓形

组成点r jx

)

sin

(

arcsin

cos

Bx=Bo-Cx

εx=arctg(h

∕Bx)

Rx= h

∕

sinx(取值精

度0.001)

△R=（R-R）±

(取值精度0.01)

9.10（作为0点）

8.00 150

△ R=32.149-34 =-1.85±0.1

1.2 10.0 11.958320

2.05558 28.7588 26.548440 32.149 0

3 18.025 6.619270 10.12777 20.68669 34.783930 25.187 3P ?=6.96±0.02 4.5 18.950 6.622270 10.12777 20.68669 36.099090 24.388

4P ?=7.76±0.03

6.7 14 8.511620 6.11840 24.69606 30.192320

28.572

6P ?=3.58±0.1 8

13.311070

1.03080 29.78366 25.754820 33.069 8P ?=-0.92±0.1 11.

11.252 10.612010 3.33215

27.48231

27.602650

31.012

11P ?=1.14±0.1

7）根椐表1-2可确定各点廓形深度△R 的公差 8）校验最小后角

7－11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α0 =arctg [tg （ε11

－Υ

f11

）sin20o] = arctg [tg

（26.67o－11.59o）sin20o]=5.27o

一般要求最小后角不小于2o～3o，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（公差值是按《金属切削刀具设计简明手册》P 29表2-5确定的，表中未列出者可酌情取为±0.2㎜） l 2=l j2=（3.1±0.03）mm l 3=l 4= l j3=l j4=（17±0.10）mm l 5=l 6= l j5=l j6=（4±0.05）mm l 7=l j7=（26.6±0.1）mm

l8=l j8=（1.0±0.2）mm

10）画出刀具工作图及样板工作图

如图1-3与图1-4所示

参考文献：

1、赵家奇,金属切削刀具指导书(2版),机械工业出版社,2006年.

2、曾志新,吕明主编,机械制造技术基础,:武汉理工大学出版社,2001年.

3、李益明主编,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,1993年.

4、肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社,1993年.

5、陈宏钧．金属切削速算手册．机械工业出版社．2007.9

6、邹青．机械制造技术基础课程设计指导教程．机械工业出版社．2006.7