刀具課程設(shè)計報告指導(dǎo)

.z......資料....機械制造及自動化專業(yè)刀具課程設(shè)計指導(dǎo)大學(xué)機械工程學(xué)院一、刀具課程設(shè)計的目的要求及容1.設(shè)計目的及要求刀具課程設(shè)計是機械制造類(冷加工)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)《現(xiàn)代切削加工理論基礎(chǔ)》、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》及《機械制造裝備設(shè)計》等課程及其它有關(guān)課程之后進行的一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是鞏固和加深理論教學(xué)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論，解決生產(chǎn)實際中刀具設(shè)計問題的能力。通過刀具課程設(shè)計，應(yīng)使學(xué)生達到如下要求：初步掌握幾種典型刀具的設(shè)計計算方法，學(xué)會繪制刀具工作圖，標(biāo)注必要的技術(shù)條件，學(xué)會使用各種設(shè)計資料、手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)，2.設(shè)計容刀具課程設(shè)計的容是從工藝設(shè)計零件（如Z12V190B柴油機活塞）加工過程中使用的幾種刀具如成形車刀、成形銑刀等中選擇一到兩把進行設(shè)計，也可另外指定一到兩把刀具進行設(shè)計，時間為4天。3.設(shè)計刀具的一般步驟確定刀具的類型；選擇刀具材料；確定刀具合理的幾何角度；確定刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)(包括：刀體尺寸、刀齒齒數(shù)、刀齒和容屑槽形狀和尺寸、刀具夾持部分的結(jié)構(gòu)和尺寸等)；設(shè)計計算刀具的廓形；制訂合理的技術(shù)條件(包括：重要尺寸的公差、形位公差、各重要表面的粗糙度、對刀具材料及熱處理的要求等)；考慮刀具的制造工藝及檢驗方法；繪制刀具工作圖；編寫出刀具設(shè)計計算說明書。4.尖齒銑刀設(shè)計（該刀具設(shè)計資料很少）注：這部分容是從相關(guān)資料中匯集的，同學(xué)們可直接用！(1)銑刀直徑d和心軸（孔）直徑d1選擇銑刀直徑時，應(yīng)保證銑刀的軸具有足夠的剛度和強度，刀齒具有足夠的容屑空間以及能多次重磨。在滿足這些條件的前提下，盡可能選擇較小的數(shù)值，否則，銑削扭矩大，動力消耗多，而且銑刀切入時間長，從而降低了生產(chǎn)率。此外，小直徑銑刀成本低，一般根據(jù)銑削用量和銑刀的軸來選擇銑刀直徑。表1銑刀直徑選擇銑刀名稱高速鋼銑刀硬質(zhì)合金端銑刀ap/mm≤70~90~100≤4~5~6~6~8~10ae/mm≤5~8~10≤60~90~120~180~260~350d0/mm~8080~100100~125~80100~125160~200200~250315~400400~500表1銑刀直徑選擇（續(xù)）銑刀名稱圓盤銑刀槽銑刀及切斷銑刀ap/mm≤8~12~20~40≤5~10~12~25ae/mm~20~25~35~50≤4≤4~5~10d0/mm~8080~100100~160160~200~6363~8080~100100~125注：如ap、bD不能同時與表中數(shù)值統(tǒng)一，而ap（圓柱銑刀）或bD（端銑刀）又較大時，則主要依據(jù)ap（圓柱銑刀）或bD（端銑刀）選擇銑刀直徑銑刀直徑d和心軸直徑d1有如下關(guān)系d=2.25d1心軸直徑由表2選取。表2銑刀直徑和心軸直徑d1(mm)整體銑刀直徑d4050607590~100130150鑲齒條銑刀直徑d－607590110130150銑刀心軸d116222732405060為了保證銑刀體壁厚有足夠的強度，所選的d及d1還必須滿足以下條件d≥d1+2m+2h式中m—銑刀體壁厚，通常取m≥0.3d(mm)，m小時會引起鍵槽處在熱處理或工作時裂開；h—銑刀刀齒的高度(mm)。圖1硬質(zhì)合金端銑刀(2)銑刀的齒數(shù)z銑刀按齒數(shù)多少可分為粗齒和細齒兩種：粗齒銑刀的刀齒強度高，容屑空間大，重磨次數(shù)多，但平穩(wěn)性差，故多用于粗加工、或切削塑性材料（為有足夠容屑空間）。細齒銑刀刀齒較多，切削平穩(wěn)，加工表面質(zhì)量較好，故多由于半精加工和精加工。在實際生產(chǎn)中，銑刀刀齒常按下式計算式中d—銑刀直徑(mm)；K—根據(jù)銑刀種類和切削條件確定的系數(shù)，按表3選取。表3系數(shù)K值銑刀種類螺旋角/()K粗齒圓柱平面銑刀301.05細齒圓柱平面銑刀15~202鑲齒粗齒圓柱平面銑刀204555~600.90.80.5細齒端銑刀－2粗齒端銑刀－1.2細齒槽銑刀－2角度銑刀－2.8~2.5成形銑刀－1.5~1.2注：對于角度銑刀和成形銑刀，大直徑時K取小值，其余銑刀則小直徑時K取大值。(3)銑刀螺旋角1)直線齒背幾何參數(shù)計算公式（圖2）0=45~50=0+0+式中0—銑刀的前角()；—360/z（z為銑刀齒數(shù)）對于螺旋齒銑刀，zj應(yīng)按下式選?。殂姷堵菪牵┦街衐—銑刀直徑(mm)。2)折線齒背與曲線齒背幾何參數(shù)計算公式（圖2）1=0+0+2=60~65r=1~4mm02=01+8~12銑刀的螺旋角大時，因增大了實際工作前角和切屑卷曲半徑，從而排屑方便，故可降低表面粗糙度，減少振動，但螺旋角過大則會引起軸向力增大。各種銑刀螺旋角見表4。表4標(biāo)準(zhǔn)銑刀螺旋角值銑刀類型/()銑刀類型/()端銑刀整體25~40盤銑刀兩面刃15鑲齒10三面刃8~15圓柱形銑刀細齒30~45錯齒三面刃10~15粗齒40鑲齒三面刃L15mm12~15鑲齒20~45L<15mm8~10立銑刀30~45組合齒三面刃15鍵槽銑刀15~25圖2刀齒的幾何形狀（注：刀齒的法剖面）銑刀螺旋角的方向可根據(jù)具體工作情況確定。在銑槽和側(cè)面時，應(yīng)按圖3所示來選擇銑刀的螺旋角和銑刀的旋轉(zhuǎn)方向。圖3銑刀螺旋槽方向(4)刀齒的幾何形狀（圖2）刀齒的幾何形狀應(yīng)滿足：應(yīng)有足夠的強度；有足夠的容屑空間；保證排屑順利；有足夠多的重磨次數(shù)。二、刀具工作圖及設(shè)計計算說明書1.繪制刀具工作圖時應(yīng)注意的主要問題刀具設(shè)計計算最終要用刀具工作圖表示出來，為刀具制造提供全部參數(shù)及要求。刀具工作圖在圖紙中的布置，應(yīng)當(dāng)各部分之間協(xié)調(diào)，松、密恰當(dāng)，整體美觀。繪制刀具工作圖時應(yīng)注意的主要問題如下：刀具工作圖的畫法刀具工作圖應(yīng)表示出該刀具的結(jié)構(gòu)特征及其具體尺寸。同時除主要視圖外，常有剖面圖，局部放大圖。如切削刃口型式，分屑槽結(jié)構(gòu)型式、小圓角及空刀槽等。在繪制刀具工作圖時，除按機械制圖投影理論繪制外，通常還采用簡化畫法。例如齒輪滾刀、蝸輪滾刀、花鍵滾刀等正視圖其外圓及兩端面用粗實線畫，而刀齒、螺旋槽則可用雙點劃線簡化表示，但螺旋方向必須一致。拉刀切削部粗切齒、精切齒、校準(zhǔn)齒，按類只畫前后幾個齒而中間齒可以用簡化畫出，即外圓用粗實線，容屑槽底用細實線，其拉刀長度可以斷開等。刀具工作圖的標(biāo)注刀具工作圖像其它圖紙一樣按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)進行標(biāo)注尺寸、公差及表面粗糙度。形位公差盡量標(biāo)注在圖形上，有時為了簡便也可用文字說明，寫在技術(shù)要求中。整體式刀具工作圖與裝配式刀具工作圖其標(biāo)注有不同之處，像標(biāo)注零件圖與裝配圖之區(qū)別一樣。刀具工作圖的比例刀具工作圖的比例通常是1:1的比例，而對不同實際尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)繁程度不同也可用放大或縮小比例。當(dāng)?shù)毒吖ぷ鲌D中有局部放大比例的圖形時，一定在放大圖形上方標(biāo)明放大比例。2.設(shè)計說明書的容及要求刀具設(shè)計說明書是繪制刀具工作圖的依據(jù)，是刀具設(shè)計方案正確與否、幾何參數(shù)選擇合理與否的檢驗文件，因此刀具設(shè)計說明書應(yīng)包括：原始條件及設(shè)計要求；刀具結(jié)構(gòu)型式的確定；刀具材料的確定；刀具幾何參數(shù)的合理選擇及其計算；刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計及結(jié)構(gòu)尺寸計算和驗算；刀具強度、剛度的校核；確定刀具工作圖的技術(shù)條件；設(shè)計體會。刀具設(shè)計說明書大體上包含以上幾方面，對于具體設(shè)計*種刀具可參考這種刀具設(shè)計示例。對于刀具設(shè)計說明書，要求字跡工整、文圖結(jié)合，簡圖明了、直觀，計算步驟完整、正確。說明書要用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的課程設(shè)計說明書紙，最后裝訂成冊。三、刀具設(shè)計題目（根據(jù)實際工藝設(shè)計零件確定，以下為例子！?。。?.從自己的零件工藝中選擇1把刀進行設(shè)計，比如(1)成形車刀設(shè)計設(shè)計活塞加工過程中的下列容之成形車刀：粗锪燃燒室，使用雙面組合機床。精車燃燒室，使用專用精車燃燒室車床。(2)成形銑刀設(shè)計題設(shè)計活塞）加工過程中的下列容之成形銑刀（尖齒成形銑刀）：銑腔，使用立式專用腔銑床。銑上開襠，使用立式銷座開襠銑床。銑下開襠，使用立式銷座開襠銑床。銑避碰弧，使用臥式銑床。2.其它成形車刀、綜合式圓孔拉刀設(shè)計（見下一頁）3.要求：不能設(shè)計普通的外圓車刀、端面車刀、麻花鉆等標(biāo)準(zhǔn)刀具。4.每個同學(xué)設(shè)計自己的刀具，互相不能重復(fù)。即使結(jié)構(gòu)相同，刀具的結(jié)構(gòu)參數(shù)應(yīng)有區(qū)別?。?！四、主要參考文獻袁哲俊、華明主編.《金屬切削刀具設(shè)計手冊》,機械工業(yè)，2008.華明主編.《金屬切削刀具課程設(shè)計指導(dǎo)資料》,機械工業(yè).樂兌謙主編.《金屬切削刀具》,機械工業(yè).省機械工業(yè)局編.《復(fù)雜刀具設(shè)計手冊》,機械工業(yè).《機械工程手冊》第47篇《金屬切削刀具》,機械工業(yè).其它“機械制造裝備方面”的手冊。綜合式圓孔拉刀課程設(shè)計題目之一：工件直徑為：30H7，長度為：25～40mm，材料為45*鋼，調(diào)質(zhì)處理后硬度為HB220～250，抗拉強度為：0.75GPa，工件如下圖所示。使用機床為L6140拉床。試設(shè)計圓孔拉刀。30H725～401.63.23.2綜合式圓孔拉刀課程設(shè)計題目之二：工件直徑為：45H7，長度為：45～60mm，材料為45*鋼，調(diào)質(zhì)處理后硬度為HB220～250，抗拉強度為：0.75GPa，工件如下圖所示。使用機床為L6140拉床。試設(shè)計圓孔拉刀。45H745～601.63.23.2圓孔拉刀課程設(shè)計題目之三：設(shè)計綜合輪切式圓孔拉刀，已知數(shù)據(jù)和技術(shù)要求為：拉后孔徑為28+0.0230；拉削長度為48mm；拉前用鉆頭預(yù)加工，拉前孔徑為27+0.280，工件材料為45*鋼，硬度為HB220～240，拉削表面粗糙度為Ra1.6，使用機床為L6110。48481.63.23.2成型車刀課程設(shè)計題目之一：工件如下圖所示，材料為45*鋼，b=0.60GPa，HB=170～200，直徑為40mm，車削后不再磨削，要求車出全部表面，并切出預(yù)切槽，用C1336單軸轉(zhuǎn)塔自動車床，試設(shè)計圓體成型車刀。28280-0.84140-0.74+0.250100-0.550-0.36260-0.1340-0.28380-0.430成型車刀課程設(shè)計題目之二：工件如下圖所示，材料為45*鋼，b=0.60GPa，HB=170～200，直徑為35mm，車削后不再磨削，要求車出全部表面，并切出預(yù)切槽，用C1336單軸轉(zhuǎn)塔自動車床，試設(shè)計圓體成型車刀。28280-0.84140-0.74+0.250100-0.550-0.36220-0.1280-0.28330-0.425成型車刀課程設(shè)計題目之三：工件如下圖所示，材料為45*鋼，b=0.60GPa，HB=170～200，直徑為45mm，車削后不再磨削，要求車出全部表面，并切出預(yù)切槽，用C1336單軸轉(zhuǎn)塔自動車床。試設(shè)計圓體成型車刀。28280-0.84140-0.74+0.250100-0.550-0.36300-0.1370-0.28430-0.432成型車刀課程設(shè)計題目之四：工件如下圖所示，材料為45*鋼，b=0.60GPa，HB=170～200，直徑為30mm，車削后不再磨削，要求車出全部表面，并切出預(yù)切槽，用C1336單軸轉(zhuǎn)塔自動車床。試設(shè)計圓體成型車刀。28280-0.84140-0.74+0.250100-0.550-0.36200-0.1240-0.28280-0.420成型車刀課程設(shè)計題目之五：工件如下圖所示，材料為碳鋼，b=0.49GPa，車削后不再磨削，要求車出全部表面，試設(shè)計圓體成型車刀。1.851.85270.111.5470-0.65149.546.541.50.1成型車刀課程設(shè)計題目之六：工件如下圖所示，材料為45*鋼，b=0.60GPa，HB=170～200，直徑為40mm，車削后不再磨削，要求車出全部表面，并切出預(yù)切槽，試設(shè)計棱體成型車刀。28280-0.84140-0.74+0.250100-0.550-0.36260-0.1340-0.28380-0.430成型車刀課程設(shè)計題目之七：工件如下圖所示，材料為45*鋼，b=0.60GPa，HB=170～200，直徑為35mm，車削后不再磨削，要求車出全部表面，并切出預(yù)切槽，試設(shè)計棱體成型車刀。28280-0.84140-0.74+0.250100-0.550-0.36220-0.1280-0.28330-0.425成型車刀課程設(shè)計題目之八：工件如下圖所示，材料為45*鋼，b=0.60GPa，HB=170～200，直徑為45mm，車削后不再磨削，要求車出全部表面，并切出預(yù)切槽，試設(shè)計棱體成型車刀。28280-0.84140-0.74+0.250100-0.550-0.36300-0.1370-0.