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20**年6月12日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。
5) 确定结构尺寸应使d m e A R d +++≥=)(22max 00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：d 0=68mm ，d=16mm ，又知毛坯半径为15mm ，则A max =15-rj1=15-11.32=3.68mm ≈3.7mm ，代入上式，可得mm dA R m e 3.22)87.334(2)(max 0=--=--≤+ 可选取e=12mm ，m=10mm ，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R x计算结果列于下表:7366.12)1210sin(34)sin(0=+⨯=+= f f c R h αγ 5243.31)1210cos(34)cos(00=+⨯=+= f f R B αγ 廓形组成点r jxγfx = arc sin(r j0/ r jx sin γf ) C x =r jx cos γfx - r j0cos γfB x =B 0-C xεx =arctg (h c /B x )R x =h c / sin εxΔR=(R 1-R x ) +δ 11,12（作为0点）10.8210°ΔP 0 =0.465±0.1111.32 γf1=arcsin(10.82 /11.32×sin10°)=9.56°C 1=11.32×cos9.56°-10.82×cos10°=0.5072 B1=31.5243 -0.5072= 31.0171 ε1=arctg(12.7366/31.0171)=22.32°R 1=12.7366/sin22.32=33.5352,3 14 7.71° 3.2178 28.3065 24.225° 31.041 2.494±0.2 4,5 12.58.644°1.702429.8201 23.128° 32.426 1.109±0.1 6,79.753 11.107° -1.085332.609621.335°35.008-1.473±0.17) 根据上表计算数值确定各点廓形深度ΔR 的公差。
8）校验最小后角此表出自刀具设计手册第27页表2-3此表内公差根据刀具设计手册第29页表2-5成形车刀廓形公差表确定5-6段切削刃与进给方向（即工件端面方向）的夹角最小，因而这段切削刃上后角最小，其值为a0=arctg[tg(ε6-γf6)sin20°]=arctg[tg(21.335-11.107)sin20°]=3.53°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l x即为相应工件廓形的计算长度l jx，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=l j2=(10+0.2)mml3=l j3=(20+0.1)mml4=l j4=(27+0.2)mml5=l j5=(35+0.2)mm10) 画出车刀零件图及样板图车刀零件图及样板图见零件图和样板图图纸。
棱体成形车刀设计设计说明及计算备注设计课题如图所示，材料为易切钢，ζb=0.49GPa，成形表面粗糙度为Ra3.2um。
要求设计棱体成形车刀。
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=20°，αf=15°。
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刀具设计手册第113页附表5。
成形车刀前角和后角表见刀具设计手册第28页表2-4。
rj1=16/2mm=8mmrj3=12/2mm=6mmrj5=18/2mm=9mmrj7=rj5-1/tg20°=6.253mmrj11=rj1-1=7mmrj13=rj1-1.5=6.5mm再以1点为基准点，计算出计算长度l jxlj2=2mmlj3=5mmlj4=8mmlj5=12mm 棱体成形车刀lj6=15mmLc=lj6+a+b+c+d=15+2+1.5+5+1=24.5mm4) 确定刀具结构尺寸查棱体成形车刀结构尺寸表，根据Lc确定各参数如下：F=20mm，B=25mm，H=75mm，E=7.2，f=5mm，d’=5mm，M=27.870-0.15) 用计算法求出N-N剖面内刀具廓形上各点至12、13点（零点）所在后刀面的垂直距离，之后选择1-2段廓形为基准线，计算出刀具廓形上各点到该基准线的垂直距离ΔPx，即为所求的刀具廓形深度，并确定各点ΔPx公差，计算结果列于下表:h=rj0sinγf=6.5×sin20°=2.223 A0=rj0cosγf=6.5×cos20°=6.108廓形组成点r jxγfx =arcsin(h/r jx)Ax=r jxcosγfxC x=A x-A0P x=C x cos(γf+a f)ΔP=(p x-p1)+δ12,13作为零点6.5 20°ΔP0=-1.292±0.11,2 8γf1=arcsin(2.223/8)=16.135°A1=8×cos16.135°=7.685C1=7.685-6.108=1.577P1=1.577×cos(15+20)=1.2923,4 6 21.746° 5.573 -0.535 -0.438 -1.73±0.1 5,6 9 14.3°8.721 2.613 2.14 0.848±0.1 7,8 6.253 20.824° 5.845 -0.263 -0.215 1.507±0.111 7 18.516° 6.638 0.53 0.434 -0.858±0.056) 校验最小后角6-7段切削刃与进给方向（即工件端面方向）的夹角最小，因而这段切削刃上后角最小，其值为a0=arctg[tg(ε7-γf7)sin20°]=arctg[tg(80.252-20.824)sin20°]=30.07°一般要求最小后角不小于2°-3°，因此校验合格。
7) 确定棱体成形车刀廓形宽度l x，即为相应工件廓形的计算长度l jx，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=(2+0.04)mm=2.04mml3=(5+0.06)mm=5.06mml4=(8+0.06)mm=8.06mml5=(12+0.1)mm=12.1mml6=(15+0.1)mm=15.1mm8) 确定刀具的夹固方式采用燕尾斜块式。