成形车刀设计完整版

0 目录目录 1 前期准备 2 2 确定刀具的类型和刀具材料 2 3 确定刀具结构参数 2 3 1 刀体尺寸 刀齿齿数 刀齿和容屑槽形状和尺寸 2 3 2 刀具夹持部分的结构和尺寸 3 3 3 成形车刀技术要求 3 4 设计计算刀具的廓形 4 5 刀具的计算和校核 5 6 绘制刀具工作图和样板图 7 7 参考文献 8 1 1 前期准备前期准备 本次课程设计我选择工序 5 中工步 4 利用圆体成形车刀粗车外圆70 面 R8 圆角和之间的外圆锥面 作为我的刀具题目 工件材料为70 52 40Cr 抗拉强度 b MPa 980 生产类型为中批生产 本工序工步加工 后的廓形尺寸如图 1 图 1 2 确定刀具的类型和刀具材料确定刀具的类型和刀具材料 根据 金属切削原理 表 2 4 采用硬质合金带销孔圆体成形车刀 牌号为 YT14 3 确定刀具合理的几何角度 由 金属切削刀具课程设计指导书 表 3 5 得到 前角为 后角为5 f 10 f 3 确定刀具结构参数确定刀具结构参数 3 1 刀体尺寸 刀齿齿数 刀齿和容屑槽形状和尺寸刀体尺寸 刀齿齿数 刀齿和容屑槽形状和尺寸 刀具结构参数由 金属切削刀具课程设计指导书 表 3 2 其中 1sin 50 sin 510 12 94 cff hRmm 其刀体尺寸 刀齿齿数 刀齿和容屑槽形状和尺寸如图 2 2 3 2 刀具夹持部分的结构和尺寸刀具夹持部分的结构和尺寸 圆体成形车刀常采用内孔与端面定位 螺栓加固 其结构见下图 刀具套 在刀夹的心轴上并用螺栓夹紧 直径为 d1 的沉头孔是容纳心轴螺栓头部的 d1 和 L1 的数值见 金属切削刀具课程设计指导书 表 3 2 和表 3 3 当刀体尺寸 较大或切削用量较大时 成形车刀的端面常做出一段凸台 凸台上铣出端面齿 纹 圆体成形车刀刀架如图 3 图 3 3 3 成形车刀技术要求成形车刀技术要求 1 表面粗糙度 1 前后刀面为0 2 a Rm 2 基准表面为0 8 a Rm 3 其余表面为1 6 3 2 a Rmm 2 成形车刀尺寸公差 1 廓形公差按照 金属切削刀具课程设计指导书 表 3 8 选取 2 外径的尺寸偏差可按 h11 h13 选取 o d 3 内径 d 的尺寸偏差可按 H6 H8 选取 4 前刀面对轴心线平行度误差在 100mm 长度上不得超过 0 15mm 5 前刀面至刀具轴线距离的偏差取为 0 1 0 3 mm 3 6 刀具安装高度 H 的偏差为 0 1 0 3 mm 7 图中未注出角度偏差为1 4设计计算刀具的廓形设计计算刀具的廓形 画出刀具轮廓 包括附加刃 计算图 如下图 根据前述附加刃的取法 圆角部分附加切削刃长度为 c 8mm 预切锥面部分附加切削刃的 a 3mm 主 偏角 标出工件轮廓各组成点 1 6 将最接近工件轴线的切削刃作为基准 8 r k 线 图中 5 6 段 记为 O O 线 计算出 1 6 各点处的计算尺寸 为避免尺寸偏 差对计算准确性的影响 故常采用计算尺寸 即计算半径 长度和角度 刀具 轮廓计算图如图 4 4 5 刀具的计算和校核刀具的计算和校核 2 2 2 jxx jxx jxx Ll r 长度公差 计算长度基本长度 根据公差值符号取 角度公差 计算角度基本角度 根据公差值符号取 半径公差 计算半径r基本长度 根据公差值符号取 本题中各点的计算半径为 1 23 4 561 540 46 2 26 885 2 720 46 2 35 885 2 880 72 2 43 82 2 1 sin826 746 j jj j jjj rmm rrmm rmm rrrmm 再以点 1 为基准点计算出各点的计算长度 2 3 141 80 72 273 80 46 267 87 141 80 72 28133 44 j j Lmm Lmm 计算切削刃总宽度 并检验之值 c L min c Ld 3 133 443 1 8145 44 cj LLabcmm 取 则145 c Lmm min1 254 j drmm 粗加工时 min 145 2 68 54 c L d min 2 3 c L d 满足要求 确定结构尺寸 应使 00max 0maxmaxmin 0max 22 3 2 100mm d 27mm e 5mm442717 27 50 17514 5 22 11 5mm dRAemd drrmm d emm 由表查的 又A 代入上式计算的 m RA 而刀具的最小壁厚为 满足要求 用计算法确定圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径 计算过程见下表 标注廓形径向尺寸时 应选公差要求最高的 1 2 段廓形作为尺寸标注基准 其 5 他各点的径向尺寸用廓形深度用 R 表示 R 的计算见下表 0 00 sin 50 sin 510 12 94095 cos 50 cos 510 48 29629 cff ff hRmm BRmm 廓形 组成 点 jx r 0 arcsin sin j fxf jx r r 0 cos cos xjxfx jf Cr r 0 xx BBC 5 6 作 为 0 点 26 746 126 885 1 26 746 arcsin sin5 26 885 4 97408 f 1 26 885 cos4 97408 26 746cos50 13953 C 1 48 296290 13953 48 15676 B 2 335 8853 714529 1653939 1309 443 823 0493717 1137331 18256 廓形 组成 点 jx r arctan c x x h B 1 12 94095 sin15 04149 49 865 R 12 0 001 R R R 取值精度 5 6 作 为 0 点 26 746 0 49 865500 1 0 1350 1 R 126 885 1 12 94095 arctan 48 15676 15 04149 1 12 94095 sin15 04149 49 865 R 0 2 335 885 18 2995 41 2158 650 1 443 82 22 53874 33 76116 6500 2 注 1 表中只以点 1 同点 2 为例 说明圆体成形车刀半径 R1 的详细计算过程 其他各点计算过程从略 只给出各步骤的计算结果 R 则以点 9 10 为例计算 2 对于 R 的公差 其值见 金属切削刀具课程设计指导书 表 3 8 校验最小后角 1 2 段切削刃与进给方向的夹角最小 因而这段切削刃上主后角 最小 其值为 6 022222 arctan tansin arctan tan sin20 arctan tan 18 29953 71452 sin20 5 086 frf k 一般要求最小后角不小于 2 度 3 度 因此校验合格 车刀廓形宽度 Lx 即为相应的工件廓形的计算长度 Ljx 其数值和公差为 公差 值按 金属切削刀具课程设计指导书 表 3 8 确定 22 33 67 870 04 133 440 08 j j LLmm LLmm 6 绘制刀具工作图和样板图绘制刀具工作图和样板图 成形车刀的廓形一般都是用于样板检验 而成形车刀的样板应成对设计制 造 其中一块是工作样板 用于检验成形车刀的廓形 另一块是校验样板 用 于检验工作样板的磨损情况 因此 成形车刀的廓形尺寸一般不在刀具工作图 上标注 而是在样板图上详细标注 在样板图上还需注明其名称和功用 成形车刀样板的廓形与成形车刀廓形 包括附加刀刃 完全相同 尺寸标 注基准应是刀具廓形的尺寸标注基准 即工件廓形表面精度要求最高的表面 样板公差可按 金属切削刀具课程设计指导书 表 3 6 和表 3 7 选取 附加切削 刃部分公差可以取大些 样板工作表面的粗糙度一般为 Ra 0 1 其余表面为 Ra 0 8 样板材料选用经过表面淬火的低碳钢 20 钢 硬度为 56 62HRC 样板厚度为 2mm 边角处的圆弧半径 R 3 为了测量时手持样板方便 样板沿廓形深度方 向的总长度一般不小于 30mm 样板边角有工艺小孔 以便样板热处理和存放 时穿挂 小孔到两端面的距离一般为 6mm 直径 do 为 4mm 廓形表面转角处 钻有工艺小 孔或锯出缺口 以保证廓形的密合 也可避免热处理时开 裂 画出圆体成形车刀工作图和样板工作图 如图 5 和图 6 图 6 中样板公 差是按 金属切削刀具课程设计指导书 表 3 6 和 3 7 确定