刀具设计步骤
刀具课程设计说明书(完整版).
矩形花键拉刀及成形车刀设计说明书目录1。
前言 (1)2。
绪论 (2)3.刀具设计3.1圆孔式拉刀的设计过程 (3)3。
2 矩形花键铣刀的设计 (8)4．小结 (15)5．致谢 (15)6．参考文献 (15)1、前言大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联.为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
我的课程设计课题目是矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计。
在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识,比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。
我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补，使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。
由于本人水平有限,设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的程度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高今后设计设计的质量，希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至。
2、绪论2。
1刀具的发展随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广.刀具的发展在一定程度上决定着生产率，中国加入WTO后，各行各业面临的竞争越来越激烈，一个企业要有竞争力，其生产工具必须具有一定的先进性.中国作为一个农业大国，其在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小与复杂程度，都离不开刀具。
目前,在金属切削技术领域中，我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距，但这种差距正在缩小。
随着工厂、企业技术改造的深入开展，各行各业对先进刀具的需要量将会有大幅度的增长，这将有力地促进金属切削刀具的发展2。
外圆车刀的设计详解
《金属切削原理与刀具》课程设计（1）刀具的选择组别第七组姓名姚飞学号*********姓名高亚学号*********姓名季学元学号*********姓名徐成学号*********姓名郭斌学号*********姓名学号题目：用P10（YT15）车刀粗车（精车）40Cr齿轮锻坯，加工工艺系统刚性为中等，试选择刀具几何参数和切削用量。
内容：1、画出毛坯图2、确定加工表面3、材料的切削加工性能分析4、确定刀具的几何参数并画图：几何角度、刃形、刀尖形状、刀面型式、断屑槽、刀杆形状和尺寸5、切削用量的选择（注：切削速度进行计算）6、切削液的选择7、机床的选择及功率校核8、切削效果评估目录题目 (2)第一章毛坯图 (4)第二章材料的切削加工性能分析 (5)第三章确定加工表面 (6)第四章确定刀具的几何参数并画图 (7)第五章切削用量的选择 (17)第六章切削液的选择 (20)第七章机床的选择及功率校核 (21)第八章切削效果评估 (23)第一章毛坯图40Cr齿轮锻坯第二章材料的切削加工性能分析1. 锻坯的材料分析（1）材料为40Cr合金结构钢、（2）40cr钢材化学成分和力学性能成分：碳0.37—0.45%，硅0.17—0.37%，锰0.5—0.8，铬0.8～1.1% 退火硬度：小于207HBS :正火硬度：小于250HBS调质处理：试样直径：25mm，850度淬火加热油淬，520度回火后：抗拉1000兆帕，屈服800兆帕，延伸9％，断面收缩45％，冲击韧性588.3千焦/平方米。
2. 加工性能分析40Cr有一定的韧性,切削时易缠刀和工件,不易断屑,在普通车床上加工采用YT15,粗加工时,刀具刃磨时前角不宜过大,适当留一些平刃(0.5mm-0.8mm),采用低速大进给量切削加工.第三章加工表面圆柱面加工表面为圆柱面（如图）第四章确定刀具的几何参数刀具材料是P10（YT15），是T类硬质合金的突出优点是硬度高、耐热性好、高温时的硬度和抗压强度比YG类高、抗氧化性能好。
刀柄和护手的制作方法
刀柄和护手的制作方法刀柄和护手是刀具的关键部分，影响着刀具的握持感和使用稳定性。
下面将详细介绍刀柄和护手的制作方法。
一、刀柄的制作方法:1. 材料准备：选择合适的木材作为刀柄的材料，如樱木、榉木、柚木等。
木材应该具有密度较高、硬度较大和纤维结构较密集的特点。
2. 切割木材：根据刀具的尺寸和形状，将木材切成适当大小的木块，一般刀柄的尺寸要比刀具的尺寸略大。
3. 制作刀柄形状：利用刨子、刨刀等工具，将木块的两侧和两端进行初步的修整，使其具备适合握持的形状。
在这个过程中，需要注意刀柄的曲线和握持感。
4. 钻孔：在刀柄的一侧，使用合适的钻头在木材中钻孔，形成一个刀柄内腔。
钻孔的直径和深度应该适合刀具的刀片和柄部的尺寸。
5. 装配刀具：将刀具的刀片插入刀柄内腔，并使用合适的胶水或粘合剂进行固定，确保刀片与刀柄的结合牢固。
6. 整体修整：对刀柄进行整体的修整，包括刨光、打磨和光泽处理。
在这个过程中，可以使用细砂纸、抛光布等工具，使刀柄表面光滑、细腻。
7. 上油：对刀柄进行上油处理，使其具备一定的防潮和防腐的性能。
可以选择木器专用的蜡油、亚麻油等进行上油处理。
二、护手的制作方法:1. 材料准备：选择合适的金属材料作为护手的材料，如不锈钢、铜、铝等。
材料应该具备耐磨性和耐腐蚀性。
2. 绘制设计图纸：根据刀具的形状和尺寸，绘制护手的设计图纸。
图纸中应包括护手的外形轮廓、孔洞位置和尺寸等。
3. 材料切割：将选定的金属材料按照设计图纸进行切割。
可以使用金属锯、剪刀等工具进行切割。
4. 打磨加工：使用砂纸、砂轮等工具对切割好的金属板进行打磨加工，使其表面平整、光滑。
5. 钻孔：根据设计图纸，在金属板上进行钻孔，形成孔洞。
孔洞的位置和数量应与刀具的形状相匹配，以确保护手与刀柄的稳固连接。
6. 抛光处理：对打磨好的金属板进行抛光处理，以提高其表面的光泽和美观度。
可以使用抛光膏、抛光机等工具进行抛光。
7. 安装固定：将制作好的护手与刀柄进行固定安装。
专用刀具设计
专用刀具设计标题：专用刀具设计（圆体）引言：在制造与工业领域中，专用刀具是至关重要的工具。
它们用于切削、钻孔、磨削和其他加工任务。
本文将重点介绍一种特殊的专用刀具设计，即圆体刀具。
圆体刀具是一种具有圆柱形状的刀具，广泛用于车削、铣削和钻孔等任务中。
我们将探讨它的设计原理、制造工艺以及应用领域。
一、设计原理：圆体刀具的设计原理是充分利用其圆柱形状的特点。
它通常由刀柄和刀片两部分组成。
刀柄是用来握持和固定刀片的部分，通常由金属材料制成。
刀片是用来进行实际切削的部分，要根据具体任务而选择合适的材料。
在圆体刀具的设计中，刀片的切削边缘是一个重要的考虑因素。
切削边缘应该具有足够的硬度和锐利度，以确保高效的切削。
此外，切削边缘的形状也需要合理设计，以适应不同材料的切削要求。
这涉及到刀片的几何参数，如刀尖半径、刀片倾角等。
圆体刀具的设计还需要考虑刀片的刚性。
在高速切削过程中，刀片需要具有足够的刚性，以避免振动和变形。
因此，刀片的材料选择和几何设计需要充分考虑刚性的要求。
二、制造工艺：制造圆体刀具的工艺通常包括以下几个步骤：1.选材：根据具体任务的要求，选择合适的材料作为刀柄和刀片的原料。
通常，刀柄采用高强度材料，如优质钢或硬质合金。
而刀片则需要选择具有高硬度和耐磨性的材料，如钨钢或陶瓷。
2.加工刀柄：通过数控机床等设备对刀柄进行加工。
加工内容包括车削、铣削、钻孔等步骤，以形成刀柄的最终形状。
3.制造刀片：根据刀片的几何要求，通过切削或电火花加工等方法制造刀片。
刀片的几何参数可以通过数控机床等设备进行精确控制。
4.安装组装：将制造好的刀片固定在刀柄上，通常采用机械紧固或焊接等方法。
在组装过程中需要确保刀片的位置和刚性。
5.表面处理：为了提高刀具的使用寿命和切削性能，可以采用表面处理技术，如渗碳、镀膜等方法。
三、应用领域：圆体刀具广泛应用于制造与工业领域。
以下是一些常见的应用领域：1.车削：圆体刀具可以用于车削任务，如车削圆形零件、内外圆筒面等。
刀具设计步骤范文
刀具设计步骤范文第一步：需求分析和定义在刀具设计之前，需要对刀具的需求进行分析和定义。
这包括了刀具的应用场景、使用目的、切削材料等方面的要求。
根据这些需求，可以进一步明确刀具的功能、形状、尺寸等基本参数。
第二步：研究材料特性和选择根据刀具的使用场景和需求，需要研究不同材料的特性，并选择最合适的材料用于刀具的制作。
刀具可以使用各种钢材、硬质合金、陶瓷等材料制作，每种材料都有其特定的性能和应用范围。
第三步：设计刀具形状根据刀具的应用场景和功能需求，设计刀具的形状。
刀具的形状包括刀片的形状、刀刃的形状、刀具整体的形状等。
这需要考虑切削力的传递、切削过程的稳定性、刀具的刚度等因素。
第四步：确定刀具尺寸和比例根据刀具的功能和指定的材料，确定刀具的尺寸和比例。
这包括刀片的长度、宽度，刀尖圆弧的半径，刀具整体的长度、宽度等。
这些尺寸需要根据切削力的大小、刀具使用的稳定性和刚度等因素进行合理的选择。
第五步：考虑工艺制作在设计刀具时，需要考虑刀具的工艺制作过程。
这包括刀具的加工工艺、热处理工艺等。
刀具的工艺制作可以直接影响刀具的性能和寿命，在设计中需要充分考虑这些因素。
第六步：进行刀具力学分析一个刀具的设计必须经过力学分析，以确保刀具在使用过程中能够承受切削力和其他载荷的作用。
力学分析可以通过计算或模拟软件进行，以确定刀具的切削性能和使用寿命。
第七步：制作和测试原型在设计确定后，可以制作和测试刀具的原型。
原型制作后进行实际使用和测试，以验证刀具的设计和性能是否符合预期。
根据测试结果，可以对刀具进行改进和优化。
第八步：批量生产和使用在经过原型测试后，如果刀具设计满足要求，可以进入批量生产阶段。
在批量生产过程中，需要选择合适的制造商，并进行质量控制，确保刀具的品质和性能的稳定性。
生产的刀具可以应用于实际的切削加工中，并根据使用情况进行维护和保养。
刀具设计是一个复杂而又创造性的过程，需要综合考虑功能需求、材料特性、刀具形状、尺寸比例等多个因素。
金属切屑刀具设计——圆体成形车刀、棱体成形车刀、圆拉刀的设计
湖南工学院金属切屑刀具课程设计说明书题目圆体成形车刀、棱体成形车刀和圆拉刀的设计专业级班姓名学号指导老师职称圆体成形车刀设计设计说明及计算备注设计课题：工件如下图所示，材料为ζb=0.65GPa碳钢棒料，成形表面粗糙度为Ra3.2um，在C1336型单轴自动车床上加工。
要求设计圆体成形车刀。
设计步骤如下：1) 选择刀具材料查高速钢牌号及用途表，选用普通高速钢W18Cr4V制造。
2) 选择前角γf及后角αf根据材料的力学性能，查成形车刀的前角和后角表得：γf=10°，αf=12°。
3）画出刀具廓形（包括附加刃）计算图如下取k r=20°，a=2mm，b=1.5mm，c=5mm，d=1mm。
标出工作廓形各组成点1-12。
以0-0线（通过9-10段切削刃）为基准（以便于对刀），计算出1-12各点处的计算半径r jx（为避免尺寸偏差值对计算准确性的影响，故常采用计算尺寸、计算半径、计算长度和计算角度来计算）：a、b、c、d ------ 成形车刀的附加刀刃；a ------ 为避免切削刃转角处过尖而设的附加刀刃宽度，常取为0.5—3mm；b ------ 为考虑工件端面的精加工和倒角而设的附加刀刃宽度，其数值应大于端面精加工余量和倒角宽度。
为使该段刀刃在主剖面内有一定后角，常做成偏角k r=15°--45°，b值取为1—3mm；如工件有倒角，k r值应等于倒角角度值，b值比倒角宽度大1—1.5mm；c ------ 为保证后续切断工序顺利进行而设的预切槽刀刃宽度，c值常取3—8mm；d ------ 为保证成形车刀刃延长到工件毛坯表面之外而设的附加刀刃宽度，常取d=0.5—2mm。
高速钢牌号及用途表出自金属切削刀具设计简明手册第113页附表5。
注：在本课程设计中本书后面简称刀具设计手册。
成形车刀前角和后角表见刀具设计手册第28页表2-4。
r jx=基本半径±(半径公差/2) r j1=22.64/2mm=11.32mmr j2=28/2mm=14mmr j4=25/2mm=12.5mm再以1点为基准点，计算出计算长度l jxl j2=10mml j3=20mml j4=27mml j5=35mm4) 计算切削刃总宽度Lc ，并校验Lc/d min 之值 Lc=lj5+a+b+c+d=35+2+1.5+5+1=44.5mm d min =2×rj1=2×11.32=22.64mm 则5.29655.164.225.44min <==mmmmd L c ，允许。
深孔车削加工刀具的设计
３ 工艺参数的选择 ．
（ ）三个 定心 浮动 支 承几 何尺 寸 和行 位 公 １
差 ，尤其 重 要 的是 长 度方 向尺寸 必 须 选 配一 致 ，误 差 在０ ３ ｍ以 内 ，否 则会 影 响车 削 质量 。 ．ｍ ０ （ ）选 用 加 长 ＣＡ １ ３ 床 刚 性 要 好 ，精 度 ２ ６６车
深孔车削加工刀具的设计
新疆 机 电职业 技术学 院 （ 乌鲁 木齐 ８ ０ １ ） 柳鹏旭 ３ ０ ３
我 们在实 际加 工 中遇 到 了内孔 １０ ２ ｍｍ、长
１ ８ｍｍ 深 孔加 工工 件 ，用 普 通 的 内孔 加 工 刀具 ０ 的 ３
刀具 （ 构 如 图２ 示 ）采 用 车 削加 工 获 得成 功 。 机 所
工件太长超 出一
般 通 用镗 床 的加
图１ 深孔工件
本 刀具工作原理 ：采用旋转长轴杆手轮１ 、带 ３
动 锥体 ４ 向左 做 直线 运 动 ，锥 体 ４ 压 三个 定 心 浮动 挤
工 行 程 ，故 采 用 设 计带 自动 定 心和 支 撑 的深 孔 加 工
对 凸 圆弧加 工情 况 ，圆弧 Ｊ （ ［ 虚线 ）为 假 想 刀尖 ） 轨 迹 ，Ｄ 点 为 圆心 ，半 径 为 （ ｒ ；凹 圆弧 加 工 Ｒ＋ ）
图８ 刀尖位置
的坐标 由刀具安装的定位点移到刀尖位置。在数控
车 削 编程 中 ，参 与车 削的 每 一把 刀的 刀尖 都是 从 同
一
标 。 假 设 我 们 以 Ｔ 刀 尖 为 基 准 ，将 此 点坐 标 设 为 １
参考点出发的 ，但实际上每一把 刀转到切削位置
（ ． ，００ ），然后使其他各把 刀具 的刀尖都与 ０Ｏ ０ ． ０
ｙ ｙ ｙ
金属切削刀具课程设计说明书
硬质合金可转位外圆车刀设计说明书机械设计制造及其自动化[原始条件] 加工一批尺寸如图所示的零件，工件材料为45号钢, D=78mm，d=56mm，L=300mm，l=120,B=1.6。
需分粗车、半精车两道工序完成其外圆车削，单边总余量为4mm，使用机床为CA6140普通车床。
试设计一把硬质合金可转位外圆车刀。
[设计步骤]⑴ 选择刀片夹固结构。
考虑到加工在CA6140普通车床上进行，且属于连续切削，参照表典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。
⑵ 选择刀片材料。
由原始条件给定：被加工工件材料为45号钢（正火），连续切削，完成粗车、半精车两道工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料(硬质合金牌号)为YT15。
⑶ 选择车刀合理角度。
根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，选取如下四个主要角度：①前角 140=γ；②后角 70=α；③主偏角︒=90r κ；④刃倾角 5-=s λ。
后角0α的实际数值以及副后角0α'和副偏角r κ'在计算刀槽角度时，经校验后确定。
⑷ 选择切削用量。
根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量。
粗车时：背吃刀量mm a p 7=，进给量r mm f 6.0=，切削速度c v 如下得出：242=v c 15.0=v x 35.0=v y 2.0=m866.0735.0637.0==mv k 9.0=sv k 1=tv k 81.0=v r k κ 63.0=⋅⋅⋅=v tv sv mv v r k k k k k κ min 60=Tmin 04.6063.06.0760242135.015.02.0m k f a T c v v y xp m v c vv =⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=min /64.612m k fa T c Vc v y xp m v vv =⋅⋅⋅=min/2.19110014.304.601000110001r dw Vc n ⨯⨯==π 根据标准可得 min /180r n = min /52.5610001m dwn Vc ==πmin /26.2288614.364.611000210002r dw Vc n =⨯⨯==πmin /200r n = min /01.5410002m dwnVc ==π精车时：背吃刀量mm a p 1=，进给量r mm f 4.0=，切削速度c v 如下得出：291=v c 15.0=v x 2.0=v y 2.0=m 63.0=⋅⋅⋅=v tv sv mv v r k k k k k κ min 60=Tmin 53.1113m k fa T c v v y xp m vc vv =⋅⋅⋅=则m in r 444=理论n ，则选用min 303r n =机床，则实际速度m in 89.82m v c =。
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4. 加工阶段
由于锻造成型毛坯，其余量小，CA6140车床车去余量，用93 度偏头仿形车刀车阶梯面、外圆，保证刀具后面不与工件表面 贴合，减小摩擦，保证阶梯面的粗糙度和加工表面质量，进行 精加工后需要淬火保证材料硬度（进行一次淬火处理可以提高 硬度和耐磨性)。
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（3）副后角 因为硬质合金刀是焊接刀具，为便于制造
和刃磨，可取α。’=α。
(4)主偏角κr 选择主偏角为93度。 (5)副偏角κr’ 是影响表面糙度的主要角度，过小的副
偏角会增加副后角与已加工表面间的摩擦，引起振动，而 副偏角越小表面粗糙度越好，查表86页4-7 κr’选择值10度 到6度。为保证表面粗糙度和已加工表面摩擦小，不引起 振动，选取8度。
1.零件分析 2. 毛胚选择 3.刀具选择 4. 加工阶段 5.刀具几何参数 6.选择背吃刀量 7.选择进给量f 8.选择切削速度vc
目录
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1. 零件分析
结构如下图所示，其材料为45号钢成份（含C量是0.42-0.50%，含si量为0.17--0.37%，含Mn量0.50--o.80%， 含Cr≤0.25%，含Ni≤0.30%，Cu≤0.25%）
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7.选择进给量f
由于背吃刀量ap小于等于3mm，工件直径为Φ50， Φ100，所以选择车刀杆为 B x H（mmxmm）16 x 25， 则粗加工时进给量分别为0.6r/mm，0.8r/mm.查表4-8. 由于图纸要求Ra为3.2，刀尖圆弧半径为1.2r/mm； （表4-9）精加工查表4-10得进给量f取0.56mm/r。
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（2）后角（10度）：主要影响刀具后面与切削表面
摩擦，增大后角，可减少摩擦，故加工表面质量高。但过 大的后角会使切削强度降低，散热条件差，刀面磨损大， 因而刀具寿命低。由于表面有粗糙度要求Ra3.2材料45号钢 退火后塑性材料，软材料，后角可适当取较大值，根据85 页4-17图，可取后角取10度，这个角度既不过打也不过小， 刀具磨损也不会过大，从而保证了刀具寿命，又保证了一 定的表面粗糙度。
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总结
通过这次的设计和学习我们不仅学到了关于刀具的 一些应该注意的问题，同时也掌握了一些关于道具 角度设计的知识，最后我们要感谢我们老师的指导。
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参考文献
刘守勇.《机械制造工艺与机床夹 具》.北京：机械工业出版社.
陆剑中、孙家宁.《金属切削原理 与刀具》.北京.机械工业出版社。
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（6）刃倾角λs 生产中选较大前角的同时选取
负刃倾角以解决“锋利与强固”难以并存的矛盾， λs选-1度，在一定程度上增加刀头强度提高切削刃的 抗冲击能力，减少划伤已加工表面。
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6.选择背吃刀量
由于材料锻造后其轮廓比所需零件约大5mm，其加
工余量不多，且毛坯较均匀，加工工艺系统刚性足 够。在粗加工时，可以使背吃刀量一次切除余量约 2mm，即ap=2。然后精加工至图纸所需尺寸，其背 吃刀量为0.5。
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谢谢观赏
WPS Office
Ma15页
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5.刀具几何参数
（1）前角（15度）：由于刀具材料为硬质合
金，工件材料为45号钢。从网上得知45号钢抗拉强 度为0.6GPa参考课本84页4-6表得知前角选择范围为 12 度到15 度，由于45号钢硬度在60-65HRC，硬质合 金硬度为89-92HRC，切削硬度足够，选择前角为15 度。（刀具前角增大使切削锋利，切削流出时阻力 小，摩擦力小，切削变形小，切削温度低。）
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2. 毛胚选择
选择材料为45号钢如下图，锻造成毛坯材料 余量为5mm。经退火处理，降低硬度，增 加其塑性，有利于切削加工。这样可以节约 成本而且在一定程度上提高工件强度.
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3.刀具选择
（1） 刀具选择硬质合金刀（有足够的硬度切屑45号钢）， 93度偏头仿形车刀（在车端面加工至图纸所需尺寸，退刀 可减少刀后面与工件摩擦从而保证粗糙度）。