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1、金 属 切 削 刀 具课程设计说明书学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化班级学号： 指导教师： 学生姓名： 机械工程学院机械基础教研室目录前言3设计目的3金属切削刀具设计题目4金属切削刀具设计要求4车刀的设计51.原始条件 52.设计步骤 52.1刀片材料的选择 52.2刀具合理几何参数的选择 52.3切削用量的选择 62.4刀片夹固结构的选择 62.5刀片形状和尺寸的选择 62.6刀片型号和基本参数的确定 72.7刀槽角度的计算 72.8刀片夹紧结构设计与计算 92.9选择硬质合金刀垫10拉刀的设计11设计步骤 12总结14致谢14参考文献15前言 我国的刀具制造业已有较
2、长的历史，改革开放以来，特别是近几年随着我国机械制造业的蓬勃发展，刀具工业已发展到相当大的规模，不仅有数量较多的专业加工厂，而且大量的机械制造厂都在使用和生产刀具。我国现在的生产总值和制造业规模，仅次于美国、日本，最近又超过了德国，已居世界第三位。我国已是世界制造大国，机床拥有量世界第一，年消耗刀具近20亿美元。提高切削技术、正确设计和选用先进高效精密刀具，能大大提高机械制造的生产率，提高产品质量，降低生产成本，对整个机械制造工业影响极大。先进高效刀具是提高机械制造业水平和提高加工效率的最积极因素之一。 金属切削刀具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
3、上进行的重要的时间性教学环节，其穆斯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荷兰理论的能力，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，应使学生做到：（1）.培养学生综合运用所学基础理论、技术基础、专业知识与技能去分析解决机械制造中刀具设计问题 ；（2）.培养学生建立正确的设计思想，掌握刀具设计的一般程序、规范和方法，正确地用工作图和刀具习惯画法表达出完整的刀具结构和尺寸并能确定适当的技术条件； （3）.通过刀具课程设计进一步巩固、扩大和深化所学的基本理论、基本知识和基本技能，提高学生设计计算、制图、编写技术文件、正确使用技术资料、标准和手
4、册等工具书的独立工作能力；金属切削刀具设计题目一题目一：车（刨、镗）刀设计细长轴粗车刀;工件材料：40Cr尺寸：282600，Ra12.5机床：加长 C630推荐数据：n=480r/min,=3.5,f=0.550.65二题目二：圆孔拉刀设计Dm=42+0.03 mm， Dw=40+0.34 mm ， 钻底孔。Ra = 1.6，L=60mm。机床：L6120，良好状态工件材料 HB1）45# HB197未经热处理金属切削刀具设计要求（1）绘制刀具工作图（两张）（2）绘制刀具零件图（一张）（3）编写刀具设计计算说明书（一份） 车刀的设计（一） 原始条件要加工零件的工件材料为工件材料：40Cr；尺
5、寸：282600，Ra12.5机床：加长 C630推荐数据：n=480r/min,=3.5,f=0.550.65试设计一把硬质合金可转位外圆车刀。（二） 设计步骤1、刀片材料的选择 由原始条件给定被加工工件材料为40Cr，40Cr是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。加工工件需要连续切削，完成粗车工序，按照硬质合金的选用原则见金属切削刀具设计简明手册的（附录表4），选取类别为WC+TiC+Co,牌号为YT5,用途为碳素钢、合金钢在连续切削时的粗加工。 2、刀具合理几何参数的选择 根
6、据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀几何角度的形成特点，选取如下几个主要角度：1）前角=6；2）后角3)主偏角 4）刃倾角 ，后角的实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验后确定。3、切削用量的选择（已给定）因为切削用量已经给定:粗车时： 机床转速n=480r/min, 切削深度=3.5, 进给量f=0.550.65， 工件尺寸2800； 根据公式切削速度V=4、刀片夹固结构的选择 考虑到加工在C630卧式车床上进行，且属于连续切削，参照金属切削刀具设计简明手册的表1-1典型刀片夹固简图和特点，由于杠杆式结构紧凑、定位精确、夹紧可靠、操作方便，所以采用杠杆式刀片夹固结构。
7、5、刀片形状和尺寸的选择 （1）选择刀片有无中心固定孔，由于刀片夹固结构已选为杠杆式，因此应选用中心固定孔的刀片。 （2）选择刀片形状 按选定的主偏角且由于是加工细长轴，加工时，振动比较大，参照金属切削刀具设计简明手册章三，刀片形状选为三角形刀片。（3）选择刀片精度等级 参照金属切削刀具设计简明手册章三，刀片精度等级选为U级。（4）选择刀片内切圆直径d或刀片边长L，根据已知数据，可求出刀刃的实际参加工作长度为=，则选用三角形刀片边长应为L1.5=5.28，内切圆直径d。（5）选择刀片厚度s 根据已选定的设计数据，利用刀片诺模图，得刀片厚度s4.8mm。（6）选择刀尖圆角半径r，根据已选定的设计
8、参数，利用刀尖诺模图，得连续切削时的r=1.2mm。（7）选择刀片断屑槽型式和尺寸 参照本章三，选用A型断屑槽。6、刀片型号和基本参数的确定 根据以上七方面的选择结果，确定刀片型号是：TNUM160412-v,其具体尺寸为L=16.5mm，d=9.525mm，s=4.76mm，d=3.81mm，r=1.2mm，m=13.5mm，刀片刀尖角=60；刀片刃倾角，法后角，断屑槽宽，取。7、刀杆选择（刀杆材料、尺寸） （1）选择刀杆材料 选用45钢为刀杆材料，热处理硬度为38-45HRC,发蓝处理。（2）选择刀杆截面尺寸 因加工使用C630普通车床，其中心高220mm，并考虑到为提高刀杆强度，选取刀杆
9、截面尺寸BH=2025mm,刀杆长度为140mm。8、刀槽角度的计算可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系，刀槽角度计算如下：（1）刀槽主偏角（2）刀槽刃倾角；（3）刀槽前角，可转位车刀的刃倾角较小，所以，可用下述近似公式计算=-；（4）验算车刀后角 车刀后角的验算公式为，则=5.9，而刀杆后角 ，（5）刀槽副偏角；（6）验算车刀副后角，（1-1）； （1-2）； （1-3）； （1-4） 由上面四式得：=0.11，=5.9，可以满足切削要求，而刀槽后角，故=5.9，取=6。综合上述计算结果，可以归纳出车刀的几何角度： 刀槽的几何角度：。9、刀片夹紧结构设计与计算 据刀具设计
10、手册得知 ，刀片孔径因为选的是杠杆式夹固结构，所以由 ： 切削深度=3.5, 进给量f=0.550.65， 工件尺寸2800； 根据公式切削速度V=得切削力F=9.81=9.812703.50.642.20.150.75/60=440N,其中查表获得，F=kf，k=0.1为钢与钢之间摩擦系数，f=440/0.1=4400N，由力矩公式得: 10、选择硬质合金刀垫（国家标准） 选用硬质合金刀垫，其形状和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构及刀片的型号和尺寸。刀垫应是三角形的且有中心孔。其尺寸为：长度L=15.5mm，厚度s=3.5，中心孔直径为d=4.5mm。材料的选择，因为切削细长轴会引起很大的振动
11、，TG8类型材料抗振性好，且耐磨，所以选用YG8.拉刀的设计 前言拉刀是一种高生产率的刀具，可以用来加工各种形状的通孔、直槽、螺旋槽以及直线或曲线外表面，广泛的用于大量和成批生产中。拉刀的种类如图 用于拉削的成形刀具。刀具表面上有多排刀齿，各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出端依次增加和变化。当拉刀做作拉削运动时，每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属，最终得到所要求的尺寸和形状。拉刀常用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等，生产率都。拉刀按加工表面部位的不同，分为内拉刀和外拉刀；按工作时受力方式的不同，分为拉刀和推力，推力常用于校准热处理后的型孔。 拉刀的种类虽多，但结构组
12、成都类似。如普通圆孔拉刀的结构组成为：柄部，用以夹持拉刀和传递动力；颈部，起连接作用；过渡锥，将拉刀前导部引入工件；前导部起引导作用，防止拉刀歪斜；切削齿，完成切削工作，又粗切齿和京切齿组成；校准齿，起修光和校准作用，并作为精切齿的后备齿；后导部，用于支承工件防止刀齿切离前因工件下垂而损坏加工表面和刀齿；后托柄，承托拉刀。 拉刀的结构和刀齿形状与拉削方式有关。拉削方式通常分为分层拉削和分块拉削两类。前者又分为成形式和渐成式；后者又分为轮切式和综合轮切式。成形式拉刀各刀齿与工件形状不同，工件的形状是有各刀齿依次切削逐渐形成。轮切式拉刀有多组刀齿组成，每组有几个直径相同的刀齿分别切去一层金属的一段
13、，各组刀齿轮换切去各层金属。综合轮切式拉刀的粗切齿采用轮切式，精切齿采用成形式。轮切式拉刀切削厚度较分层拉削的拉刀大得多，具有较高的生产率，但制造较难。拉刀常用高速钢整体制造，也可做成组合式。硬质合金拉刀一般为组合式，因生产率高、寿命长，在汽车工业中常用于加工敢提和轴承盖等零件，但硬质合金拉刀制造困难。设计步骤（以下查表数据均从复杂刀具设计手册一书中得来）已知条件被拉孔直径Dm=42+0.03 mm，预制孔直径 Dw=40+0.34 mm ， 钻底孔。Ra = 1.6，拉削长度L=60mm。机床：L6120，良好状态，要求设计钻底孔拉刀。工件材料 1）45# HB197未经热处理序号计算项目符号计算公式或选取方法计算精度计算结果1刀具材料选高速钢按整体式制造拉刀。2几何参数查表1.1-7,1.1-8得：刀具前角=16；切削齿后角=；校准齿后角=校切削齿刃带宽度=0.05；准齿刃带宽度=0.20.3.3齿升量4齿距同时工作齿数t 查表1.1-13t=12=65校验容屑系数K查表1.1-14；1.1-16；K=0.1
