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刀具设计举例 1、棱形成形车刀设计 2、组合式圆孔拉刀设计 3、带导向硬质合金铰刀设计 4、铲齿成形铣刀设计 形成形车刀设计举例一 已知条件加工零件如右图材料：Y15 易切钢，b0.49Gpa选取前角 f 15 后角 f 12二 设计要求设计计算棱形成形车刀截形，绘制成形车刀及样板图三 设计计算过程： 1、零件计算分析图 2、零件平均尺寸计算： 取刀具上 1，(2，) 为刀具轮廓形设计计准点。节点 1、2、3、4、5、6、7平均直径分别为： d7 (25.2525.4)2 25.325 r7 12.663 B 2、7 10 d1、2 2（12.6632102）0.5 r1、2 7.769 B 2、1 20 d3、4 2（17.8518）2 17.925 r3、4 8.963 B 2、3 48 d5、6 2（19.920）2 19.95 r5、6 9.975 B5、6 (14.8515.3) 2 15.075 3、计算刀具廓形深度： h r 1、2 Sinf 7.769Sin152.011 h24.044 r 1、2 Cosf 7.769Cos157.504 Cos（f f）Cos（1512）0.891 P x ( rx2（r1、2 Sinf ）2 r1、2 Cosf）0.5 Cos（f f） P 3、4 ( 8.96324.044）0.5 7.504 0.891 1.096 P 5、6 ( 9.97524.044）0.5 7.504 0.891 2.019 P 7 ( 12.66324.044）0.5 7.504 0.891 4.453 计算近似圆弧半径R 7 TanP 72 ” 7 ” 4.4533 0.4453 24 R 72 ” 7 ” Sin 210Sin4813.459 圆心的位置对称圆弧中心线 4、校验： 校验4 ” 5 ” 切削刃上后角o 4 ” 5 ” 因 r 4 ” 5 ” 0 , 故o 4 ” 5 ” 0 改善措施，磨出r 4 ” 5 ” 8 校验刀具廓形宽度 L = 3d min L49+756 （7 附加刀刃宽度） 56L 3 8. 计算容屑槽深度 h h = 1.13 (k L hD )0.5 = 1.13 (3500.06 )0.5 = 3.39 9. 容屑槽形式和尺寸 形式：圆弧齿背形 尺寸： 粗切齿： p=11、g=4、h=4、r=2、R=7 精切齿、校准齿：p=9、g=3、h=3.5、r=1.8、R=510. 分屑槽尺寸 弧形槽：n=6、R=25 角度槽：n=8、bn =7、=90 槽底后角：n =511检验 检验拉削力：Fc FQ Fc = Fc bD Ze k 195D/2 Ze k = 195 3.1416 20/2 5 103 kN 30.6 kN FQ 1000.75 kN 75 kN Fc FQ 检验拉刀强度： =350 MPa = Fc / Amin Amin =(Dz12h)2/4 = 3.1416（198）24 942 mm = 30615 N94 Mpa =325 Mpa 350 MPa12. 前柄 -0.018 -0.018 -0.043D1 = 18 0-0.016 D1 = 18 d1 = 13.5 L1=162036 13 过渡锥与颈部 过渡锥长：l3 =15 颈部： D2=18 l2 =100 14. 前导部与后导部-0.02-0.053 前导部：D4 = dmin =19.00 l 4 50 -0.02-0.041 后导部：D6 = Dmin =20.00 l 6 40 15. 长度 L L 前柄过渡锥颈部前导部刀齿部后导部 361510050（1811119）40 538 540mm16. 中心孔 两端选用带护准中心孔 d=2 d1= 6.3 t1 = 2.54 t =217. 材料与热处理硬度 材料：W6Mo5CrV2 刀齿与后导部 6366HRC 前导部 6066HRC 柄部 4052HRC18技术条件 参考国标确定。（GB3831-83 JB/T6457-92 ）19绘图 -0.018 返回带导向硬质合金铰刀设计举例-0.033 0 在Z32K摇臂钻窗上精饺 19 mm铸铁 (HT200)孔，余量A=0.2mm，切削速度vc =8mmin，进给量 f =0.8mmr ，使用柴油作为切削液，加工示意图如下：设计步骤与计算方法入下：1、直径及公差 取孔的最小收缩量 P amax =0.1IT=0.10.033 =0.0033 取铰刀制造公差 G=0.35IT=0.350.0330.01155。考虑一般厂能接受的加工精度，减少G 值，以提高铰刀使用寿命，最终选取 G=0.006 mm 铰刀直径： dmax =dwmaxPamin =19.0330.003=19.036 dmin =dwmaxPaminG=19.0330.0030.006=19.030 2、铰刀材料于热处理 铰刀材料：刀体材料 9CrSi 刀片材料 YG6 刀片型号 E505 , 尺寸: L=22 B=3.5 C=2 R=25 热处理 柄部硬度 3045HRC 导向部硬度 5762HRC 3、齿数Z=6 等齿距分布 4、槽型参数 槽型：圆弧直线齿背-0.0240-0.024.02433 0 参数：D2=18 H=12.8 =85 5、齿槽方向：直槽 6、几何角度：r=5p0 切削部分 o8 b10.010.07 校正部分o10b10.015 后锥角=3, 后锥长度3mm 7、前导引 前导锥长 l3=12 锥角 5 8、切削部长度 l1=(1.31.4) A cotr =1.40.111.43 1.6 9、工作部长度 l = (0.83) d = 1.119 21 , 取等于刀片长度 10、颈部直径d 4 和长度 l 6 d 4 = D2 = 18 l 6 = 34 22 12 11、导向部直径D3 及公差 -0.007-0.016 D3 = 20 H6g5 = 20 12、导向部分结构 采用齿槽式结构 = 85 H=12.8 f=0.12 2= 30 13、导向部长度 l5 取铰刀切出长度为 15 l5 = 3438101315221276 14、铰刀柄部 用3# 莫氏锥柄 15、总长 L L = 9877634215 16、 绘制铰刀工作图返回铲齿成形铣刀设计举例在 X62W 铣床上铣削如图轮廓工件 工件材料：45钢 铣刀前、后角 f =10，f =10 工件廓形曲线部分允许误差为 0.1mm 角度部分允许误差为 15 设计高速钢铲齿成形铣刀。 一、铲齿成形铣刀结构尺寸决定 根据工件廓形最大高度 h0 =26mm 按铣刀的结构尺寸资料，选取加强型齿槽，铣刀宽度 B=b+3 =37+3=40 mm 二、验算铣刀结构参数 1、验算铣刀壁厚 m 要求满足条件：m = (d2Hd1)2 0.4 d1 m = (14021640)2 34 0.4 d1 = 0.440 16 m = 34 0.4 d116 满足要求 2、验算铣刀后角 ox 要求满足条件：tanox = RRx tanf sinrx 34 tanf = K Zd (K=9 Z=10 d=140 rx =15) tanox = 910sin 15140 900.2588439.8226 =0.0529577 ox = 3.03，满足要求 3、验算齿根强度 要求满足条件：C （0.81.8）H C = (d /2 K 3 / h) sin3 = (140 /2 9 5 / 626 ) sin30 = 18 H = hKr = 2691 36 (81.8）H 28.864.8 C=1828.8 强度不足 , 宜选用加强型齿槽 三、铲齿成形铣刀廓形计算 1、轴向廓形计算(廓形高度和齿形角计算) R2 Rh2 14025.6 64.4 R2 64.4mm sinf2 R sinf R2 70 sin1064.40.18875 f2 10.879 2f2f 10.88100.88 20.88 h2 h2KZ3605.69100.883605.38 h2 5.38mm R3 Rh3 140211.958.1 R3 58.1mm sinf3 R sinf R3 70 sin1058.10.20921 f3 12.076 3f3f 12.076102.076 32.076 h3 h3KZ336011.99102.07636011.380 h3 11.38mm R4 Rh4 140218.751.3 R4 51.3mm sinf4 R sinf R4 70 sin1051.30.2369 f4 13.706 4f4f 13.706103.706 43.706 h4 h4KZ436018.79103.70636017.773 h417.77mm R5 Rh5 14022644 R5 44mm sinf5 R sinf R5 70 sin10440.2763 f 516.037 5f5f 16.037106.037 56.037 h5 h5KZ5360269106.03736024.491 h5 24.49mm tanc = h5tanwh5 = 26 tan1524.49=0.2844 c= 155444” 2、铣刀前面刃型计算(前面刃形高度和齿形角计算) h2” = R2sin2sinf =64.4 sin0.88sin10=5.6958 h2” = 5.7mm h3” = R3sin3sinf =58.1 sin2.076sin10=12.12 h3” = 12.12mm h4” = R4sin4sinf =51.3 sin3.706sin10=19.095 h4” =