圆体成形车刀设计说明书
圆体成型车刀设计说明书
34.00
ΔP0
=-1.868 ±0.01
1,2 10.975 8.16382° 2.02513 29.49912 23.35289° 32.131
0
2.716± 3,4 13.93 6.42372° 5.0088 26.51568 25.65701° 29.416 0.02
5,6
16.4
5.45305°
所选为课程设计题目之二：
圆体成型车刀设计说明书
图解钢筋工程常见质量问题
工件如下图所示，材料为 45#钢， b=0.60GPa，HB=170～200，直径为 35mm，车削后不再磨削，要求车 出全部表面，并切出预切槽，用 C1336 单轴转塔自动车床，试设计圆体成型车刀。
10 0 -0.5
50 -0.36
查带销孔圆体成形车刀结构尺寸表得：C1336 单轴转塔自动车床用圆体成形车刀： d0=68mm，d=16mm，又知毛坯半径为 17.5mm，则 Amax=17.5-10.475=7.025mm≈7.0mm，代入 上式，可得
(e
m)
R0
Am a x
d 2
(34 7.0 8.0)
19mm
可选取 e=10mm，m=9mm，并选用带销孔的结构形式。
一般要求最小后角不小于 2°-3°，因此校验合格。
9）车刀廓形宽度 lx 即为相应工件廓形的计算长度 ljx，其数值及公差如下（公差是按 刀具设计手册第 29 页表 2-5 成形车刀廓形公差表确定）
l2=lj2=(2.716±0.02)mm
l3=lj3=(2.716±0.02)mm
l4=lj4=(2.716±0.02)mm
l5=lj5=(2.716±0.02)mm
C刀片95°偏头外圆车刀设计课设说明书
1 装C刀片95°偏头外圆车刀设计已知: 工件材料HT200，使用机床CA6140，加工后dm=95,Ra=3.2,需粗、半精车完成，加工余量自定，设计装C刀片95°偏头外圆车刀。
设计步骤：1.1选择刀片夹固结构考虑到加工是在CA6140普通机床上进行，属于连续切削，参照表2-1典型刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。
1.2选择刀片材料由原始条件给定：被加工工件材料为HT200，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YG3。
1.3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=8°，(2)后角=7°, (3)副后角=7°, (4)主偏角=95°，(5)副偏角=12°(6)刃倾角=2°后角的实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验后确定。
1.4选择切削用量根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为：=0.5mm，f=0.15mm/r，v=120m/min精车时:ap1.5选择刀片型号和尺寸1.5.1选择刀片有无中心固定孔由于刀片夹固结构已选定为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。
1.5.2选择刀片形状按选定的主偏角=95°，选用菱形刀片。
1.5.3选择刀片精度等级选用U 级1.5.4选择刀片边长内切圆直径d （或刀片边长L ）根据已选定的p a ,k r s λ，可求出刀刃的实际参加工作长度se L 。
为； L se =sr pk a λcos sin =)2cos(95sin 5.0oo=0.502mmL>1.5L se =0.753mm因为是菱形，所以L=d>0.753 1.5.5选择刀片厚度S根据a p ,f ，利用诺模图，得S ≥2.0。
1.5.6选择刀尖圆半径r ε根据a p ,f, 利用诺模图，得连续切削r ε=0.4。
第六章 成形车刀
成形车刀的样板和技术条件
• 成形车刀设计后还需要设计成形车刀的样板，一 般样板设计是成对出现，一块是工作样板，用来 检验成形车刀廓形，另一块是校对样板，是用于 检验工作样板磨损程度。 • 技术条件 通常用高速钢制成，整体式，热处理硬度为63 ～ 66HRC，尺寸公差一般是廓形深度取工件公差的 1/2 ～1/3，宽度取1/5 ～1/8。位置公差为不超 过0.02/100。表面粗糙度：前刀面：Ra0.16-0.63， 侧面取Ra0.63-1.25，其余为Ra1.25-2.5
• 制造刀具时需先按名义前、后角之 和在磨出ε 角。 • 棱体成形车刀的前刀面是平面。后 刀面是成形柱面。靠燕尾及其定位 基准面J 倾斜成αf角夹持在刀夹内。 切削时，将刀刃上的基准点调整到 与工件中心等高，得到进给后角αf及 进给前角γf 。 • 任意点x处前、后角γfX ，αfX 有 γfX≠ γf , ,αfX ≠ αf γfX+ αfX = γf + αf = ε • r1· f =rx·sinγfx =h sinγ sinγfX=h/rx 求得γfX后，即可求得αfX
四、成形车刀的附加刀刃
图示为成形车刀加工棒料时的情况。总宽度 LC=lj +a+b+c+d lj —工件或成形表面宽度， a—为避免出现尖刃而附加的刀刃宽度， 一般为2—5mm b—考虑工件端面的精加工和倒角数值， 可取1～3mm。 c—为保证后续切断工序顺利进行而设的 预切槽刀刃宽度，取3～8mm. d——为保证该处刀刃延长到工件毛坯表 面外而设，取0.5～2mm. Kr—保证该段刀刃在主剖面内有一定的后 角，常取15O～20O，或等于工件端面的倒 角值。
第四节 成形车刀其他部分设计简介
成形车刀的装夹与结构尺寸
金属成形车刀设计说明书
金属成形车刀课程设计说明书班级姓名学号二○一四年四月合肥工业大学[原始条件] 待加工工件如下图所示，材料为45钢，毛坯圆棒料，毛坯直径45mm ，要求成形表面粗糙度为Ra3.2mm 。
按所述要求设计成圆体成形车刀。
设计步骤：（1）选择刀具材料因为工件材料为45钢，它是碳素结构钢，其抗拉强度σb =600Mpa ，其硬度为HB170～229，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，查表取前角γf =10°，后角αf =12°。
（3）确定附加切削刃尺寸取a=2mm,b=0mm,c=3mm,d=1mm ，k r =15°。
因为0l =24mm ，则刀具的总宽度0L =0l +a+b+c+d=24+2+0+3+1=30mm 。
因为min d =20mm ，则0L /min d =30mm/20mm=1.5，则在允许范围内。
（4）确定刀具的结构尺寸工件的最大廓形深度αpmas =（42-20）/2=11mm 。
按表15-4中的αpmas =10~12mm 来选0d 和d ，0d =70mm ，d=22mm 。
外径0d 和孔径d 主要考虑工件的最大廓形深度、排屑、刀体强度、刀杆强度和刚度等问题，并选用带端面齿纹的结构形式，则查表可得1d =34mm ，r=2mm ，e=5mm ，2d =35mm ，ly = 4mm ，b=αpmas +k=11mm(取11mm)； 沉头孔深度1l ，根据工件宽度，在下列范围内选取：l 1=（1/4~1/2）0L ，取1l =10mm ；（5）根据工件形状决定其组成点1、2、3、4、5、6、7，各组成点的径向及轴向尺寸：1r =2r =10mm ；3r =14mm ；4r =5r =21mm ； 6r =7r =15mm 。
（6）用图解法决定刀具廓形，见图所示。
根据图解结果得：1R =2R =35mm ；3R =31.287mm ；4R =5R =25.073mm ；6R =7R =30.376mm 。
径向圆体成形车刀的分段设计
径向圆体成形车刀的分段设计贵州工业大学机械系何林0 概述径向圆体成形车刀加工工件圆锥面时，由于刀具前刀面平面没有通过工件圆锥面轴线，要使加工出的圆锥面形状准确，刀具的刃形就必须做成刀具前刀面与工件圆锥面相交得的双曲线。
在实际制造时，由于双曲线刃形制造复杂困难，刃形精度不易保证，通常把径向圆体成形车刀也做成圆锥面。
由于刀具前刀面与径向成形车刀本身的圆锥表面相交的曲线也为双曲线，该双曲线就是刀具的实际刃形曲线，这样就造成成形车刀的实际刃形双曲线与成形车刀应具有的刃形双曲线不一致(见图1)，从而产生双曲线误差，它影响了被加工工件的精度。
图1 径向圆体成形车刀加工锥面数学模型径向圆体成形车刀加工圆锥面的双曲线误差的大小与被加工工件锥半角a w,锥长l w，锥小头半径r1w以及刀具前角γf,后角a f,刀具的最大半径R1有关。
1 数学模型径向圆体成形车刀加工圆锥面的数学模型如图1所示，图中oxyz坐标系为工件坐标系，且不难得出工件圆锥面在oxyz中的方程：x2+y2=(r1w-ztgαw)2 (1)其中：r1w—工件圆锥小头半径αw—工件圆锥锥半角刀具前刀面平面在oxyz中的方程x+ctgγf y=r1w (2)其中：γf—圆体成形车刀的前角圆体成形车刀圆锥面在oxyz中的方程：(x-r1w-R1cosαf)2+(y-R1sinαf)2=(R1+ztgαc)2(3)其中：R1—圆体成形车刀最大半径αf—圆体成形车刀的后角αc—圆体成形车刀的锥半角tgαc=(R1-R2)/l w，R2为与工件锥面大头半径r2w处对应的圆体成形车刀半径，可用下式计算：因此有刀具前刀面平面与工件锥面相交双曲线(理论刃形)方程：刀具前刀面平面与圆体成形车刀本身圆锥面相交的双曲线(实际刀刃刃形曲线)的方程：取一系列的垂直于Z轴的平面(即取一系列的z值)，分别与式(5)、式(6)理论刃形双曲线和实际刃形双曲线相交，分别得到一系列点，设与理论刃形双曲线相交的点为(x wi,y wi,z i)，与实际刃形双曲线相交的点为(x ci,y ci,z i)，这两点之间的距离Δi在xoz平面的投影δi直接反映了该圆体成形车刀加工工件以后对工件半径方向上精度影响的大小。
圆体成形车刀的课程设计毕业资料
1.2 设计目的
金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等 有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩 固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培养学生综合运用所学知识和理 论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。 通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到： (1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法； (2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难； (3) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条
2
件。 １．3 设计课题： 待加工工件如下图所示，材料为 40Cr 钢，年生纲领为 50 万件，要求 成形表面粗糙度为 Ra3.2mm。按所述要求设计成圆体成形车刀。
１．３设计步骤： 工件图
１．4 设计步骤： （1）选择刀具材料 因为工件材料为 40Cr，它是合金结构钢，其抗拉强度σb≥980Mpa， 其硬度为 HB174～229，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，查表取前角γf=5°，后角αf=10°。 （3）确定附加切削刃尺寸 取 a=2mm,b=1mm,c=3mm,d=1mm，kr=15°，kr1=15°。因为l0 =42mm，则 刀具的总宽度 L。=l。+a+b+c+d=42+3+1+3+1=49mm。因为 dmin =16mm， 则 L0 / dmin =49mm/16mm=3.0625,则在允许范围内。 （4）确定刀具的结构尺寸 工件的最大廓形深度αpmas=（28-16）/2=6mm。 按表 15-4 中的αpmas=10~12mm 来选 d0 和 d， d0 =70mm，d=22mm。 外径 d0 和孔径 d 主要考虑工件的最大廓形深度、排屑、刀体强度、刀 杆强度和刚度等问题，可由公式 d0=2R1≥2（αpmas+e+m+r）计算：
圆体成形车刀设计
圆体成形车刀设计1150111-01 秦磊一、设计课题：工件材料为45#钢，0.6b GPa σ=，工件如下图1所示。
要求设计圆体成形车刀，D=35mm ，d 1=22.28mm ，d 2=34mm ，d 3=32mm ，L 1=10mm ，L 2=25mm ，L 3=30mm ，L 4=40mm ，R=20mm 。
图1 加工工件图二、圆形成形车刀的结构尺寸： 序号 项目 数据来源或计算采用值 1 刀具材料 W18Cr4V2前角与后角由表2－615;12f f γα=︒=︒3 最大廓形深度max 3422.285.862t mm -== max 5.86t mm = 4 外径 由表2－2D 0=40mmR 1=20mm5画出工件廓形及刀具廓形标出各组成点及计算半径计算图（见图2）r 1=22.28/2=11.14mmr 2·3=34/2=17mmr 4·5=32/2=16mm r 1=11.14mmr 2·3=17mmr 4·5=16mm6成型刀宽度L 0=L 4+a+b+c+d=40+4+1+6+1=52mmL 0=52mm校验成型刀的宽度工件的最小直径d min ：min 12211.1422.28d r mm ==⨯=0min 52 2.3 2.522.28L d ==<允许 宽度允许7 其余尺寸 按表2－2 d=13mmd 1=20mm d 2=20mm工件各组成点尺寸图2三、圆形成形车刀截形计算： 已知 条件 工件计算半径1r 11.14mm =，23r 17mm = ，45r 16mm = 刀具前，后角及外径15;12f f γα=︒=︒，R 1=20mm步骤 计算采用值（mm ） 1 1h sin 11.14sin15 2.8832f r γ==⨯︒= h=2.8832211cos 11.14cos1510.7604f A r γ==⨯︒=110.7604A =3 1sin 20sin(1512)9.0798c h R ε==⨯︒+︒= 9.0798c h =4 11cos 20cos2717.8201B R ε==⨯︒=117.8201B =5 454545 2.8832sin 0.1802,10.381416f f h r γγ====︒ 4510.3814f γ=︒6 454545cos 16cos10.381415.7381f A r γ==⨯︒= 4515.7381A =7 4545115.738110.7604 4.9777C A A =-=-= 45 4.9777C =8 4514517.8201 4.977712.8424B B C =-=-=4512.8424B =94545459.0798tan 0.707,35.260312.8424c h B εε====︒ 4535.2603ε=︒1045459.079815.7283sin sin 35.2603c h R ε===︒451452015.73 4.27P R R =-=-=4515.73R = 45 4.27P =11 232323 2.8832sin 0.1696,9.764617f f h r γγ====︒ 239.7646f γ=︒12 232323cos 17cos9.764616.7537f A r γ==⨯︒= 2316.7537A = 13 2323116.753710.7604 5.9933C A A =-=-= 23 5.9933C =14 2312317.8201 5.993311.8268B B C =-=-=2311.8268B =152323239.0798tan 0.7677,37.513411.8268c h B εε====︒ 2337.5134ε=︒1623239.079814.9107sin sin 37.5134c h R ε===︒231232014.91 5.09P R R =-=-=2314.91R =23 5.09P =图3 成形车刀样板图。
圆体成形车刀设计说明书
目录1.圆体成形车刀设计1.1前言 -------------------------------------------------------11.2设计要求 --------------------------------------------------- 11.3选取刀具材 ------------------------------------------------11.4选择前角及后角 ------- ------------------------------------ 11.5 刀具廓形及附加刀刃计算 ---------------------------------- 11.6计算切削刃的总长度------------------------------------ 31.7确定结构尺寸 --- ----------------------------------------- 3R1.8用计算法求原体成形车刀廓形上的点xR------------------ 41.8.1计算廓形上的各个点所在圆半径x的公差 --- ------------------- 51.8.2 确定各个点廓形深度R1.9 最小后角的校验 -------------------------------------------- 5L------------------------------------------ 61.10 车刀廓形宽度x1.11 绘制刀具的加工工作图和样板工作图 -------------------------------------------- 6 2.矩形花键拉刀设计2.1刀具类型和材料的选定2.1.1选择刀具类型 -- ------------------------------------ 72.1.2选择刀具材料 -------------------------------------- 72.2刀具结构参数2.2.1拉刀的结构 ----------------------------------------72.2.2切削方式 - -----------------------------------------8 2.2.3 拉削余量 ------------------------------------------8 2.24 拉刀刀齿结 ---------------------------------------8 2.3拉刀几何参数的设计2.3.1选择拉刀材料 ------------------------------------92.3.2 拟订拉削余量切除顺序和拉削方式 --------------------92.3.3 选择切削齿几何参数 --------------------------------92.3.4确定校准齿直径-----------------------------------92.3.5计算倒角齿参数------------------------------------92.3.6计算切削余量-------------------------------------102.3.7选择齿升量--------------------------------------102.3.8设计容屑槽----------------------------------------102.3.9花键齿截形设计-------------------------------------112.3.10确定分屑槽参数 ------------------------------------112.3.11选择拉刀前柄 ------------------------------------112.3.12校验拉刀强度------------------------------------112.3.13确定拉刀齿数及每齿直径-------------------------------122.3.14拉刀齿部长度------------------------------------122.3.15设计拉刀其他部分------------------------------------132.3.16拉刀总长及其校验------------------------------------132.3.17拉刀几何参数汇总------------------------------------132.4对技术条件的说明2.4.1拉刀各部分的表面光洁度-------------------------------172.4.2键槽拉刀的尺寸偏差 ---------------------------------182.4.3拉刀其他部分长度偏差 --------------------------------18小结-----------------------------------------------------------19 参考文献-----------------------------------------------------------19。
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金属切削刀具设计
说明书
题目：圆体成形车刀设计
专业：机械设计制造及其自动化
指导老师：王付杰
班级：机电系1102班
学号：2011090231
姓名：刘鹏慧
完成时间：2013.12.15
计算说明书主要计算1、设计课题：
待加工工件如下图所示，材料为45号钢，圆棒料，直径为
23.5mm，大批量生产，要求成形表面粗糙度为Ra6.3mm。
按所述要求设计成圆体成形车刀。
工件图
2、设计步骤：
（1）选择刀具材料
因为工件材料为45号钢，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，查表取前角γf=15°，后角αf=10°。
（3）画出刀具廓型（包括附加刃）计算图、根据附加刃的
取法，预切槽部分附加切削刃的主偏角为20°,a=0.5mm,b=1.5mm,c=3mm,d=0.5mm,画出刀具廓形计算
图，标出工件廓型的组成点1~10。
将最接近工件轴线的切削刃作为基准线，（图中9~10段），记为0-0线，计算出1~10各点处的计算半径。
圆体成形车刀廓形计算图
各点的计算半径为
mm mm r j 538.42/076.91==
mm r j 2.112=
mm mm r j 001.72/)463.22076.9(3=⨯+= mm mm r j 151.92/)2613.4076.9(4=⨯+=
mm mm r r j 928.820tan /5.045=-= mm mm r r r j 038.35.11109=-==
再以1点为基准点计算出各点的长度
mm mm l j 836.18)37.1130(1=-=
mm l j 302=
（4）计算切削刃总宽度c L ，并检验min c /L d 之值
mm d c b a l L j c 5.382=++++=
mm r d j 002.1423min ==,则
375.2002.14/5.35min
<==d L c
，满足要求。
（5）确定结构尺寸。
应使d m e A R d +++>=)(22max 00， 由表3.3查的C1336单轴砖塔自动车床所用圆体成形车刀
,16,680mm d mm d ==又已知毛坯半径为11.75mm ，则mm r A 212.775.111max =-=，代入上式，计算得
mm d A R m e 778.182/max 0=--≤+
可选取e=10mm ，m=8mm ，并选用带销孔的结构形式。
（6）用计算法求圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径Rx （计算过程见下表），选点1作为尺寸标注基准。
因为1-2-3段为不对称圆弧，按成形车刀廓形近似计算法计算，则
729.8471.22.11)(2/4.22'2=-=--=mm P P r b a
圆体成形车刀廓形计算表:
369
.14)1015sin(34)sin(f 0=+=+= αγf c R h
814.30)1015sin(34)cos(f 00=+=+= αγf R B
廓形组成点
x r
)
sin /(arcsin 0f jx j fx r r r =
γ
x C x B
x ε
x R R ∆
1
4.538 9.962° 1.535 29.279 26.140° 32.615 0 '2
8.729
5.168°
5.759
25.055
29.883°
28.840
3.78±0.02 3 7.001 6.449°
4.002 26.812 28.188° 30.419
2.20±0.1 4
9.151 4.929° 6.183 24.631 30.258° 28.516
4.10±0.02 5-6
8.928
5.053°
5.959
24.885
30.033°
28.735
3.88±0.02 9-10
3.038
-1.39±0.1
计 算 说 明 书
主要计算
（7）根据表3.8可确定各点廓形深度R ∆的公差δ，其值列于上表。
（8）校验最小后角。
4-5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
=-=]20sin )(arctan[tan 555 f o a γε 3.53°，校验合格。
（9）车刀廓形宽度x l 即为相应的工件廓形的计算长度jx l ，其数值和公差值为：
mm l l j 1.084.1811±== mm l l j 1.03022±==
（10）画出圆体成形车刀工作图和样板图（见图纸）。