成形車刀的設(shè)計(jì)

蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院圓體成形車刀設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者：黃剛學(xué)號(hào)：100101110系別：機(jī)械工程班級(jí)：機(jī)制〔1、2〕導(dǎo)師：胡俊前設(shè)計(jì)日期：2012-6-1目錄一前沿背景………………11.1成形車刀簡介………………11.2原始數(shù)據(jù)及條件……………11.3刀具材料及角度的選擇…3二刀具廓形及附加刀刃計(jì)算…………42.1刀具的輪廓圖………………52.2附加刀刃的計(jì)算……………5三切削刃Lc的計(jì)算及校驗(yàn)Lc∕dmin之值…6四確定結(jié)構(gòu)尺寸及其計(jì)算過程………74.1結(jié)構(gòu)尺寸確實(shí)定……………74.2尺寸的計(jì)算過程……………7五公差確實(shí)定及后角的檢驗(yàn)…………105.1確定各點(diǎn)廓形深度△R的公差……………105.2最小后角的檢驗(yàn)……………10六車刀廓形寬度lx數(shù)值及公差………10七樣板工作圖…………12八設(shè)計(jì)總結(jié)……………13九參考文獻(xiàn)……………13一前沿背景1.1成形車刀簡介成形車刀又稱為樣板刀，它是加工回轉(zhuǎn)體成形外表的專用刀具，它的切削刃形狀是根據(jù)工件廓形設(shè)計(jì)的。成型車刀主要用于大量生產(chǎn),在半自動(dòng)或自動(dòng)車床上加工內(nèi)、外回轉(zhuǎn)體的成型外表。當(dāng)生產(chǎn)批量較小時(shí)，也可以在普通車床上加工成形外表。成型車刀的種類很多,按照刀具本身的結(jié)構(gòu)和形狀分為:平體成形車刀,棱體成形車刀和圓體成形車刀三種。相較傳統(tǒng)的車刀，成形車刀的具有顯著的優(yōu)勢(shì):穩(wěn)定的加工質(zhì)量,生產(chǎn)率較高,刀具的可重磨次數(shù)多，使用期限長。但是它的設(shè)計(jì)、計(jì)算和制造比擬麻煩,制造本錢也比擬高。目前多在紡織機(jī)械廠,汽車廠,拖拉機(jī)廠,軸承廠等工廠中使用。1.2原始數(shù)據(jù)及條件〔1〕工件材料：40Gr〔2〕毛坯：圓棒料〔3〕毛坯直徑：dM，用成形車刀加工出全部外圓外表，工件如下列圖所示。工件尺寸〔mm〕組號(hào)題號(hào)DmD1D2D3D4L1L2L3L熱處理11Φ35Φ31.90-0.41Φ22Φ260-0.28Φ1841440+0.2240-0.8調(diào)質(zhì)1.3刀具材料及角度的選擇1.31參考《金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》附錄表5，選用普通高速鋼W18Cr4V制造。題號(hào)組號(hào)dMD1D2D3D4L1L2L3L熱處理11Φ35Φ31.90-0.41Φ22Φ260-0.28Φ1841440+0.2240-0.8調(diào)質(zhì)22Φ45Φ420+0.2Φ30Φ280+0.1Φ2041440+0.2240-0.8調(diào)質(zhì)33Φ36Φ340-0.2Φ25Φ280-0.4Φ2051440+0.2250-0.8調(diào)質(zhì)44Φ42Φ400-0.41Φ26Φ300-0.2Φ2242040+0.2280-0.8調(diào)質(zhì)55Φ22Φ200+0.2Φ16Φ240+0.2Φ1831630+0.3250-0.8調(diào)質(zhì)1.32由表2—4〔參見《金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》P28〕查得：前角γf=15o，后角αf=10o。二刀具廓形及附加刀刃計(jì)算2.1刀具的輪廓圖2.2附加刀刃的計(jì)算取kr=20o，a=3mm,b=1.5mm,c=8mm,d=0.5mmm〔a,b,c,d的含義見《金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》圖2－2〕。以0－0線為基準(zhǔn)，計(jì)算出1－12各點(diǎn)處的半徑rjx〔為防止尺寸偏差值對(duì)計(jì)算準(zhǔn)確性的影響，故常采用計(jì)算尺寸——計(jì)算半徑、計(jì)算長度和計(jì)算角度來計(jì)算〕。rjx=根本半徑±半徑公差∕2rj1=20∕2mm=10.000mmrj3=〔28∕2+0.1∕4〕mm=〔14+0.025〕mm=14.025mmrj4=rj5=〔42∕2+0.2∕4〕mm=〔21+0.05〕mm=21.05mmrj6=rj7=30∕2mm=15.000mmrj8=rj1-1mm=9.000mmrj9=rj10=rj0=rj1-〔1-1〕mm=8.000mmrj11=rj12=rj6-0.5∕tan20omm=〔15-2.747〕mm=13.626mm再以1點(diǎn)為基準(zhǔn)，計(jì)算出長度ljxljx=根本長度±公差∕2l2=lj2=〔3.55±0.03〕mml3=l4=lj3=lj4=〔13±0.10〕mml5=l6=lj5=lj6=〔4±0.05〕mml7=lj7=〔22.6±0.1〕mml8=lj8=〔1.0±0.2〕mmlj2=[〔4-1〕＋0.2∕2]mm=3.55lj3=lj4=[〔14-1〕-0∕2]mm=13mmlj6=〔4-0〕mm=4mmlj7=[〔24-1〕-0.8∕2]mm=22.6mm三切削刃Lc的計(jì)算及校驗(yàn)Lc∕dmin之值Lc=lj7＋a＋b＋c＋d=〔22.6＋3＋1.5＋8＋0.5〕mm=35.6mm,取Lc=36mm,dmin=2rj8=2×9mm=18mm那么Lc∕dmin=36∕18=2＜2.5〔允許值〕四確定結(jié)構(gòu)尺寸及其計(jì)算過程4.1結(jié)構(gòu)尺寸確實(shí)定應(yīng)使d0=2R0≥2〔Amax＋e＋m〕＋d〔見《金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》圖2－3〕由〔《金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2－3〕查得，C1336單軸轉(zhuǎn)塔自動(dòng)車床所用圓體成形車刀：d0=68mm,d=16mm,又毛坯半徑為22.5mm，那么Amax=22.5－rj8=〔22.50－9〕mm=13.50mm,代入上式，可得：〔e＋m〕≤R0－Amax－d∕2=〔34－13.50－8〕mm=12.50mm應(yīng)選取e=6mm,m=8mm,且選用帶銷孔的結(jié)構(gòu)形式。4.2尺寸的計(jì)算過程標(biāo)注廓形徑向尺寸時(shí)，應(yīng)選公差要求最嚴(yán)的1－12段廓形作為尺寸標(biāo)注基準(zhǔn)，其他各點(diǎn)那么用廓形深度△R表示其徑向尺寸值。△R見表2－6hc=R0sin(γf+αf)=34sin(15o+10o)=14.36902Bo=R0cos(γf+αf)=34cos(15o+10o)=30.81446廓形組成點(diǎn)rjxγfx=arcsin(sinγfrj0∕rjx)Cx=rjxcosγfxBx=Bo-Cx=arctg(hc∕Bx)Rx=hc∕sinx(取值精度0.001)△R=〔R-R〕±(取值精度0.01)11.12點(diǎn)作為0點(diǎn)8.0015002534△R=32.148-34=-1.852±0.1110.0011.958322.0555928.758826.54032.148002|314.0258.495766.1436924.6707730.2178528.5503.6±0.024.521.0505.648913.2203717.5940939.2383722.7169.43±0.036.7157.934267.1290023.6854631.24034.273974.44±0.18913.299691.0312131.1167924.78641034.27397-2.12597±0.111.1214.89.730394.3463626.46828.4967730.116792.03121±0.1五公差確實(shí)定及后角的檢驗(yàn)5.1確定各點(diǎn)廓形深度△R的公差根椐表2－6可確定各點(diǎn)廓形深度△R的公差。5.2最小后角的檢驗(yàn)由工件圖可知：8—9段切削刃與進(jìn)給方向〔即工件端面〕的夾角最小，因而這段切削刃上后角最小，其值為α0=arctg[tg〔ε8－Υf8〕sin20o]=arctg[tg〔31.05o－8.04o〕sin20o]=8.26一般要求最小后角不小于2o～3o，因此校驗(yàn)合格。六車刀廓形寬度lx數(shù)值及公差車刀廓形寬度lx即為相應(yīng)工件廓形的計(jì)算長度ljx，其數(shù)值及公差如下：〔公差值是按《金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表2-5來確定的，表中未列出可取為±0.2㎜〕l2=lj2=〔3.55±0.03〕mml3=l4=lj3=lj4=〔13±0.10〕mml5=l6=lj5=lj6=〔4±0.05〕mml7=lj7=〔22.6±0.1〕mml8=lj8=〔1.0±0.2〕mm表2-511.12點(diǎn)作為0點(diǎn)8.0015002534△R=32.148-34=-1.852±0.1七樣板工作圖