細(xì)長(zhǎng)軸車(chē)刀刀具課程設(shè)計(jì)

1、金 屬 切 削 刀 具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械基礎(chǔ)教研室目錄前言3設(shè)計(jì)目的3金屬切削刀具設(shè)計(jì)題目4金屬切削刀具設(shè)計(jì)要求4車(chē)刀的設(shè)計(jì)51.原始條件 52.設(shè)計(jì)步驟 52.1刀片材料的選擇 52.2刀具合理幾何參數(shù)的選擇 52.3切削用量的選擇 62.4刀片夾固結(jié)構(gòu)的選擇 62.5刀片形狀和尺寸的選擇 62.6刀片型號(hào)和基本參數(shù)的確定 72.7刀槽角度的計(jì)算 72.8刀片夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 92.9選擇硬質(zhì)合金刀墊10拉刀的設(shè)計(jì)11設(shè)計(jì)步驟 12總結(jié)14致謝14參考文獻(xiàn)15前言 我國(guó)的刀具制造業(yè)已有較

2、長(zhǎng)的歷史，改革開(kāi)放以來(lái)，特別是近幾年隨著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，刀具工業(yè)已發(fā)展到相當(dāng)大的規(guī)模，不僅有數(shù)量較多的專(zhuān)業(yè)加工廠，而且大量的機(jī)械制造廠都在使用和生產(chǎn)刀具。我國(guó)現(xiàn)在的生產(chǎn)總值和制造業(yè)規(guī)模，僅次于美國(guó)、日本，最近又超過(guò)了德國(guó)，已居世界第三位。我國(guó)已是世界制造大國(guó)，機(jī)床擁有量世界第一，年消耗刀具近20億美元。提高切削技術(shù)、正確設(shè)計(jì)和選用先進(jìn)高效精密刀具，能大大提高機(jī)械制造的生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，對(duì)整個(gè)機(jī)械制造工業(yè)影響極大。先進(jìn)高效刀具是提高機(jī)械制造業(yè)水平和提高加工效率的最積極因素之一。 金屬切削刀具設(shè)計(jì)目的金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完“金屬切削原理及刀具”等有關(guān)課程的基礎(chǔ)

3、上進(jìn)行的重要的時(shí)間性教學(xué)環(huán)節(jié)，其穆斯是使學(xué)生鞏固和深化課堂理論教學(xué)內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)荷蘭理論的能力，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立分析、解決問(wèn)題能力的強(qiáng)化訓(xùn)練。通過(guò)金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)，應(yīng)使學(xué)生做到：（1）.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、技術(shù)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能去分析解決機(jī)械制造中刀具設(shè)計(jì)問(wèn)題 ；（2）.培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握刀具設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法，正確地用工作圖和刀具習(xí)慣畫(huà)法表達(dá)出完整的刀具結(jié)構(gòu)和尺寸并能確定適當(dāng)?shù)募夹g(shù)條件； （3）.通過(guò)刀具課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固、擴(kuò)大和深化所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，提高學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖、編寫(xiě)技術(shù)文件、正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)和手

4、冊(cè)等工具書(shū)的獨(dú)立工作能力；金屬切削刀具設(shè)計(jì)題目一題目一：車(chē)（刨、鏜）刀設(shè)計(jì)細(xì)長(zhǎng)軸粗車(chē)刀;工件材料：40Cr尺寸：28×2600，Ra12.5機(jī)床：加長(zhǎng) C630推薦數(shù)據(jù)：n=480r/min,=3.5,f=0.550.65二題目二：圓孔拉刀設(shè)計(jì)Dm=42+0.03 mm， Dw=40+0.34 mm ， 鉆底孔。Ra = 1.6，L=60mm。機(jī)床：L6120，良好狀態(tài)工件材料 HB1）45# HB197未經(jīng)熱處理金屬切削刀具設(shè)計(jì)要求（1）繪制刀具工作圖（兩張）（2）繪制刀具零件圖（一張）（3）編寫(xiě)刀具設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（一份） 車(chē)刀的設(shè)計(jì)（一） 原始條件要加工零件的工件材料為工件材料：

5、40Cr；尺寸：28×2600，Ra12.5機(jī)床：加長(zhǎng) C630推薦數(shù)據(jù)：n=480r/min,=3.5,f=0.550.65試設(shè)計(jì)一把硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位外圓車(chē)刀。（二） 設(shè)計(jì)步驟1、刀片材料的選擇 由原始條件給定被加工工件材料為40Cr，40Cr是軸類(lèi)零件的常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552HRC。加工工件需要連續(xù)切削，完成粗車(chē)工序，按照硬質(zhì)合金的選用原則見(jiàn)金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)的（附錄表4），選取類(lèi)別為WC+TiC+Co,牌號(hào)為YT5,用途為碳素鋼、合金鋼在連續(xù)切削時(shí)的粗加工。 2、刀

6、具合理幾何參數(shù)的選擇 根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車(chē)刀幾何角度的形成特點(diǎn)，選取如下幾個(gè)主要角度：1）前角=6；2）后角3)主偏角 4）刃傾角 ，后角的實(shí)際數(shù)值以及副后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí)，經(jīng)校驗(yàn)后確定。3、切削用量的選擇（已給定）因?yàn)榍邢饔昧恳呀?jīng)給定:粗車(chē)時(shí)： 機(jī)床轉(zhuǎn)速n=480r/min, 切削深度=3.5, 進(jìn)給量f=0.550.65， 工件尺寸×2800； 根據(jù)公式切削速度V=4、刀片夾固結(jié)構(gòu)的選擇 考慮到加工在C630臥式車(chē)床上進(jìn)行，且屬于連續(xù)切削，參照金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)的表1-1典型刀片夾固簡(jiǎn)圖和特點(diǎn)，由于杠桿式結(jié)構(gòu)緊湊、定位精確、夾緊可靠、操

7、作方便，所以采用杠桿式刀片夾固結(jié)構(gòu)。5、刀片形狀和尺寸的選擇 （1）選擇刀片有無(wú)中心固定孔，由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選為杠桿式，因此應(yīng)選用中心固定孔的刀片。 （2）選擇刀片形狀 按選定的主偏角且由于是加工細(xì)長(zhǎng)軸，加工時(shí)，振動(dòng)比較大，參照金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)章三，刀片形狀選為三角形刀片。（3）選擇刀片精度等級(jí) 參照金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)章三，刀片精度等級(jí)選為U級(jí)。（4）選擇刀片內(nèi)切圓直徑d或刀片邊長(zhǎng)L，根據(jù)已知數(shù)據(jù)，可求出刀刃的實(shí)際參加工作長(zhǎng)度為=，則選用三角形刀片邊長(zhǎng)應(yīng)為L(zhǎng)>1.5=5.28，內(nèi)切圓直徑d>。（5）選擇刀片厚度s 根據(jù)已選定的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，利用刀片諾模圖，得刀片厚度s4

8、.8mm。（6）選擇刀尖圓角半徑r，根據(jù)已選定的設(shè)計(jì)參數(shù)，利用刀尖諾模圖，得連續(xù)切削時(shí)的r=1.2mm。（7）選擇刀片斷屑槽型式和尺寸 參照本章三，選用A型斷屑槽。6、刀片型號(hào)和基本參數(shù)的確定 根據(jù)以上七方面的選擇結(jié)果，確定刀片型號(hào)是：TNUM160412-v,其具體尺寸為L(zhǎng)=16.5mm，d=9.525mm，s=4.76mm，d=3.81mm，r=1.2mm，m=13.5mm，刀片刀尖角=60；刀片刃傾角，法后角，斷屑槽寬，取。7、刀桿選擇（刀桿材料、尺寸） （1）選擇刀桿材料 選用45鋼為刀桿材料，熱處理硬度為38-45HRC,發(fā)藍(lán)處理。（2）選擇刀桿截面尺寸 因加工使用C630普通車(chē)床，

9、其中心高220mm，并考慮到為提高刀桿強(qiáng)度，選取刀桿截面尺寸B×H=20×25mm,刀桿長(zhǎng)度為140mm。8、刀槽角度的計(jì)算可轉(zhuǎn)位車(chē)刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關(guān)系，刀槽角度計(jì)算如下：（1）刀槽主偏角（2）刀槽刃傾角；（3）刀槽前角，可轉(zhuǎn)位車(chē)刀的刃傾角較小，所以，可用下述近似公式計(jì)算=-；（4）驗(yàn)算車(chē)刀后角 車(chē)刀后角的驗(yàn)算公式為，則=5.9，而刀桿后角 ，（5）刀槽副偏角；（6）驗(yàn)算車(chē)刀副后角，（1-1）； （1-2）； （1-3）； （1-4） 由上面四式得：=0.11，=5.9，可以滿足切削要求，而刀槽后角，故=5.9，取=6。綜合上述計(jì)算結(jié)果，可以歸納

10、出車(chē)刀的幾何角度： 刀槽的幾何角度：。9、刀片夾緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 據(jù)刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)得知 ，刀片孔徑因?yàn)檫x的是杠桿式夾固結(jié)構(gòu)，所以由 ： 切削深度=3.5, 進(jìn)給量f=0.550.65， 工件尺寸×2800； 根據(jù)公式切削速度V=得切削力F=9.81=9.81×270×3.5×0.6×42.2×0.15×0.75/60=440N,其中查表獲得，F(xiàn)=kf，k=0.1為鋼與鋼之間摩擦系數(shù)，f=440/0.1=4400N，由力矩公式得: 10、選擇硬質(zhì)合金刀墊（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)） 選用硬質(zhì)合金刀墊，其形狀和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)及刀片

11、的型號(hào)和尺寸。刀墊應(yīng)是三角形的且有中心孔。其尺寸為：長(zhǎng)度L=15.5mm，厚度s=3.5，中心孔直徑為d=4.5mm。材料的選擇，因?yàn)榍邢骷?xì)長(zhǎng)軸會(huì)引起很大的振動(dòng)，TG8類(lèi)型材料抗振性好，且耐磨，所以選用YG8.拉刀的設(shè)計(jì) 前言拉刀是一種高生產(chǎn)率的刀具，可以用來(lái)加工各種形狀的通孔、直槽、螺旋槽以及直線或曲線外表面，廣泛的用于大量和成批生產(chǎn)中。拉刀的種類(lèi)如圖 用于拉削的成形刀具。刀具表面上有多排刀齒，各排刀齒的尺寸和形狀從切入端至切出端依次增加和變化。當(dāng)拉刀做作拉削運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)刀齒就從工件上切下一定厚度的金屬，最終得到所要求的尺寸和形狀。拉刀常用于成批和大量生產(chǎn)中加工圓孔、花鍵孔、鍵槽、平面和成形

12、表面等，生產(chǎn)率都。拉刀按加工表面部位的不同，分為內(nèi)拉刀和外拉刀；按工作時(shí)受力方式的不同，分為拉刀和推力，推力常用于校準(zhǔn)熱處理后的型孔。 拉刀的種類(lèi)雖多，但結(jié)構(gòu)組成都類(lèi)似。如普通圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)組成為：柄部，用以?shī)A持拉刀和傳遞動(dòng)力；頸部，起連接作用；過(guò)渡錐，將拉刀前導(dǎo)部引入工件；前導(dǎo)部起引導(dǎo)作用，防止拉刀歪斜；切削齒，完成切削工作，又粗切齒和京切齒組成；校準(zhǔn)齒，起修光和校準(zhǔn)作用，并作為精切齒的后備齒；后導(dǎo)部，用于支承工件防止刀齒切離前因工件下垂而損壞加工表面和刀齒；后托柄，承托拉刀。 拉刀的結(jié)構(gòu)和刀齒形狀與拉削方式有關(guān)。拉削方式通常分為分層拉削和分塊拉削兩類(lèi)。前者又分為成形式和漸成式；后者又分為輪

13、切式和綜合輪切式。成形式拉刀各刀齒與工件形狀不同，工件的形狀是有各刀齒依次切削逐漸形成。輪切式拉刀有多組刀齒組成，每組有幾個(gè)直徑相同的刀齒分別切去一層金屬的一段，各組刀齒輪換切去各層金屬。綜合輪切式拉刀的粗切齒采用輪切式，精切齒采用成形式。輪切式拉刀切削厚度較分層拉削的拉刀大得多，具有較高的生產(chǎn)率，但制造較難。拉刀常用高速鋼整體制造，也可做成組合式。硬質(zhì)合金拉刀一般為組合式，因生產(chǎn)率高、壽命長(zhǎng)，在汽車(chē)工業(yè)中常用于加工敢提和軸承蓋等零件，但硬質(zhì)合金拉刀制造困難。設(shè)計(jì)步驟（以下查表數(shù)據(jù)均從復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)一書(shū)中得來(lái)）已知條件被拉孔直徑Dm=42+0.03 mm，預(yù)制孔直徑 Dw=40+0.34 m

14、m ， 鉆底孔。Ra = 1.6，拉削長(zhǎng)度L=60mm。機(jī)床：L6120，良好狀態(tài)，要求設(shè)計(jì)鉆底孔拉刀。工件材料 1）45# HB197未經(jīng)熱處理序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目符號(hào)計(jì)算公式或選取方法計(jì)算精度計(jì)算結(jié)果1刀具材料選高速鋼按整體式制造拉刀。2幾何參數(shù)查表1.1-7,1.1-8得：刀具前角=16；切削齒后角=；校準(zhǔn)齒后角=校切削齒刃帶寬度=0.05；準(zhǔn)齒刃帶寬度=0.20.3.3齒升量4齒距同時(shí)工作齒數(shù)t 查表1.1-13t=12=65校驗(yàn)容屑系數(shù)K查表1.1-14；1.1-16；K=0.1取h=4, =2.7,K=2.5;K<是不允許的；取h=5；K=3.2，K>適用6容屑槽尺寸查表1.1

15、-14粗切齒t=12; h=6; g=4; R=8r=1.5.精切齒和校準(zhǔn)齒 t=t=9;h=4.5;g=3;R=7;r=2.7柄部l 查表1.1-25=39;l=90; =318拉力強(qiáng)度校核最大拉削力;0.1=40-10=30；=3.14×21=66；=27.3×66×6/9.8=10692/9.8=1091N/9拉力校準(zhǔn)齒直徑=D；查表1.1-24=0.0020.001=42.003-0.0002=42.00110切削余量A0.001A=42.003-40.34=1.69611切削齒齒數(shù)=整數(shù)=12切削部長(zhǎng)度=；第112齒 t=12，第1322齒=9, =12

16、×12+9×9=225mm13校準(zhǔn)部長(zhǎng)度=9×7=63mm14弧形槽尺寸,查表1.1-20第112齒（粗切齒）槽數(shù)=10，曹寬 弧形槽半徑 15分屑槽尺寸, , 查表1.1-19第1322齒(精切齒) 槽數(shù)=20，曹寬 槽深mm弧形槽半徑16前導(dǎo)部直徑長(zhǎng)度=;=mm;=0.75×60=45mm17后導(dǎo)部直徑長(zhǎng)度=D 查表1.1-30=42mm；L=52mm18柄部前端到第一齒長(zhǎng)度頸部直徑頸部長(zhǎng)度 過(guò)渡錐長(zhǎng)度柄部前端到第一齒長(zhǎng)度查表1.1-25整數(shù)=37；=85+45=130；取=20；=90+130+20+60=300mm取=300mm19拉刀總長(zhǎng)整數(shù)=

17、300+225+63+52=640取=640mm拉刀圖紙?jiān)贏紙中總結(jié) 課程設(shè)計(jì)作為工科院校大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固大學(xué)生大學(xué)所學(xué)知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗(yàn)畢業(yè)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力、自學(xué)能力、獨(dú)立操作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是大學(xué)生參加工作前的一次實(shí)踐性鍛煉。 大學(xué)四年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們即將進(jìn)入社會(huì)之前，通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)檢查和考驗(yàn)我們?cè)谶@幾年所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)對(duì)于我們自身來(lái)說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)很貼切地把一些實(shí)踐性的東西引入我們的設(shè)計(jì)中和平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)相關(guān)聯(lián)。問(wèn)我們無(wú)論是在將來(lái)的工作或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過(guò)程中打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 通過(guò)這一學(xué)期的學(xué)習(xí)和對(duì)有關(guān)資料的查閱，我運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和與專(zhuān)業(yè)相

18、關(guān)聯(lián)的課程為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了刀具零件的工藝、編制了刀具零件的加工程序，并復(fù)習(xí)了所學(xué)軟件AUTOCAD/PRO/E的運(yùn)用，同時(shí)學(xué)習(xí)了其他一些相關(guān)軟件的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)思想中盡可能體現(xiàn)了我所學(xué)的、掌握和了解的知識(shí)。其次我從這次課程設(shè)計(jì)中獲益匪淺，在以后的工作中，肯定會(huì)遇到許多困難，但回想起這設(shè)計(jì)經(jīng)歷的時(shí)候，我就萌發(fā)出那種和困難作斗爭(zhēng)的勇氣。當(dāng)然由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不足，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免有不足和缺點(diǎn)，但是我覺(jué)得得到教訓(xùn)也算是一種收獲吧。致謝 本次設(shè)計(jì)是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。他淵博的知識(shí)、勤奮的工作作風(fēng)、務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)和工作態(tài)度、積極進(jìn)取的勇氣和魄力、以及對(duì)學(xué)生從嚴(yán)要求的治學(xué)態(tài)度都深深感染了我，值得我終身學(xué)習(xí)。他們無(wú)私的奉獻(xiàn)精神是我畢生學(xué)習(xí)和追求的目標(biāo)。在今后的學(xué)習(xí)和生活中，老師的教誨必將激勵(lì)我不斷奮發(fā)向上。