1、- 1 -刀具设计举例1、棱形成形车刀 设计2、组合式圆孔拉刀设计3、带导向硬质合金铰 刀设计4、铲齿成形铣刀设计形成形车刀设计举例一已知条件加工零件如右图材料：Y15 易切钢， b0.49Gpa选取前角 f 15 后角 f 12二设计要求设计计算棱形成形车刀截形，绘制成形车刀及样板图三设计计算过程：1、零件计算分析图 2、零件平均尺寸计算：- 2 -取刀具上 1， (2， ) 为刀具轮廓形设计计准点。节点 1、2、3、4、5、6、7 平均直径分别为：d7 (25.2525.4)2 25.325 r7 12.663 B 2、7 10 d1、2 2（12.663 210 2） 0.5 r1、2
2、7.769 B 2、1 20 d3、4 2（17.8518）2 17.925 r3、4 8.963 B 2、3 48 d5、6 2（19.920）2 19.95 r5、6 9.975 B5、6 (14.8515.3) 2 15.0753、计算刀具廓形深度：h r 1、2 Sin f 7.769Sin152.011h24.044r 1、2 Cos f 7.769Cos157.504 Cos（ f f）Cos（1512）0.891P x ( r x2（r 1、2 Sin f ） 2 r1、2 Cos f） 0.5 Cos（ f f）P 3、4 ( 8.96324.044） 0.5 7.504 0.
3、891 1.096 P 5、6 ( 9.97524.044） 0.5 7.504 0.891 2.019 P 7 ( 12.6632 4.044） 0.5 7.504 0.891 4.453计算近似圆弧半径 R 7 TanP 72 ” 7 ” 4.4533 0.4453 24R 72 ” 7 ” Sin 210Sin4813.459圆心的位置对称圆弧中心线4、校验：校验 4 ” 5 ” 切削刃上后角 o 4 ” 5 ” 因 r 4 ” 5 ” 0 , 故 o 4 ” 5 ” 0 改善措施，磨出 r 4 ” 5 ” 8校验刀具廓形宽度 L 3 - 6 -8. 计算容屑槽深度 hh = 1.13
4、(k L hD )0.5 = 1.13 (3500.06 )0.5 = 3.39 9. 容屑槽形式和尺寸 形式：圆弧齿背形尺寸：粗切齿： p=11、g=4、h=4 、r=2、R=7精切齿、校准齿：p=9、g=3、h=3.5 、r=1.8、R=510. 分屑槽尺寸 弧形槽：n=6、R=25角度槽：n=8、b n =7、=90 槽底后角： n =511检验检验拉削力：F c FQ Fc = Fc bD Ze k 187D Ze k = 195 3.1416 20/2 5 10 3 kN 30.6 kNFQ 1000.75 kN 75 kNFc FQ检验拉刀强度： =350 MPa= F c / A
5、min Amin =(D z12h) 2/4 = 3.1416（198） 24 942 mm = 30615 N94 Mpa =325 Mpa 350 MPa12. 前柄 D1 = 18 d1 = 13.5 L1=162036 13 过渡锥与颈部 过渡锥长：l 3 =15颈部： D2=18 l2 =100 -0.016-0.043D1 = 18 -0.018 0-0.018 - 7 -14. 前导部与后导部前导部：D 4 = dmin =19.00 l 4 50 后导部：D 6 = Dmin =20.00 l 6 40 15. 长度 LL 前柄过渡锥颈部前导部刀齿部后导部361510050（1
6、811119）40 538540mm16. 中心孔两端选用带护准中心孔d=2 d1= 6.3 t1 = 2.54 t =217. 材料与热处理硬度 材料：W6Mo5CrV2 刀齿与后导部 6366HRC前导部 6066HRC柄部 4052HRC18技术条件 参考国标确定。 （GB3831-83 JB/T6457-92 ）19绘图 返回-0.02-0.053-0.041-0.02-0.018 - 8 -带导向硬质合金铰刀设计举例在 Z32K 摇臂钻窗上精饺 19 mm 铸铁 (HT200)孔，余量 A=0.2mm，切削速度 vc =8mmin，进给量 f =0.8mmr ，使用柴油作为切削液，加
7、工示意图如下：设计步骤与计算方法入下：1、直径及公差取孔的最小收缩量 P amax =0.1IT=0.10.033 =0.0033取铰刀制造公差 G=0.35IT=0.350.0330.01155。考虑一般厂能接受的加工精度，减少 G 值，以提高铰刀使用寿命，最终选取 G=0.006 mm铰刀直径： dmax =dwmaxP amin =19.0330.003=19.036dmin =dwmaxP aminG=19.0330.0030.006=19.0302、铰刀材料于热处理铰刀材料：刀体材料 9CrSi 刀片材料 YG6 刀片型号 E505 , 尺寸: L=22 B=3.5 C=2 R=25
8、热处理 柄部硬度 3045HRC 导向部硬度 5762HRC3、齿数 Z=6 等齿距分布4、槽型参数 槽型：圆弧直线齿背参数：D 2=18 H=12.8 =85-0.0330-0.0240-0.024.024330- 9 -5、齿槽方向：直槽6、几何角度： r=5 p0切削部分 o8 b 1 0.010.07校正部分 o10b 1 0.015后锥角=3, 后锥长度3mm7、前导引前导锥长 l3=12锥角 58、切削部长度 l1=(1.31.4) A cot r =1.40.111.43 1.69、工作部长度 l = (0.83) d = 1.119 21 , 取等于刀片长度10、颈部直径 d
9、4 和长度 l 6 d 4 = D2 = 18 l 6 = 34 22 12 11、导向部直径 D3 及公差 D3 = 20 H6g5 = 20 12、导向部分结构采用齿槽式结构 = 85 H=12.8 f=0.12 2= 3013、导向部长度 l5 取铰刀切出长度为 15l5 = 343810 131522127614、铰刀柄部 用 3# 莫氏锥柄15、总长 LL = 9877634215-0.007-0.016- 10 -16、 绘制铰刀工作图返回铲齿成形铣刀设计举例在 X62W 铣床上铣削如图轮廓工件 工件材料：45 钢铣刀前、后角 f =10， f =10 工件廓形曲线部分允许误差为
10、0.1mm 角度部分允许误差为 15设计高速钢铲齿成形铣刀。一、铲齿成形铣刀结构尺寸决定根据工件廓形最大高度 h0 =26mm 按铣刀的结构尺寸资料，选取加强型齿槽，铣刀宽度 B=b+3 =37+3=40 mm二、验算铣刀结构参数1、验算铣刀壁厚 m要求满足条件：m = (d2Hd 1)2 0.4 d1m = (14021640)2 34 0.4 d1 = 0.440 16 m = 34 0.4 d 116 满足要求- 11 -2、验算铣刀后角 ox要求满足条件：tan ox = RR x tan f sin rx 34tan f = K Z d (K=9 Z=10 d=140 rx =15)
11、tan ox = 910sin 15140 900.2588439.8226 =0.0529577 ox = 3.03，满足要求3、验算齿根强度要求满足条件：C （0.81.8）HC = (d /2 K 3 / h) sin 3 = (140 /2 9 5 / 626 ) sin30= 18H = hKr = 2691 36(81.8）H 28.864.8 C=1828.8 强度不足 , 宜选用加强型齿槽三、铲齿成形铣刀廓形计算1、轴向廓形计算(廓形高度和齿形角计算 ) R2 Rh 2 14025.6 64.4 R2 64.4mm sin f2 R sin f R 2 70 sin10 64.
12、40.18875 f2 10.879 2 f2 f 10.88100.88 20.88 h2 h 2KZ3605.69100.883605.38 h2 5.38mm R3 Rh 3 140211.958.1 R3 58.1mm sin f3 R sin f R 3 70 sin10 58.10.20921 f3 12.076 3 f3 f 12.076102.076 32.076 h3 h 3KZ 336011.99102.07636011.380 - 12 -h3 11.38mm R4 Rh 4 140218.751.3 R4 51.3mm sin f4 R sin f R 4 70 sin
13、10 51.30.2369 f4 13.706 4 f4 f 13.706103.706 43.706 h4 h 4KZ 436018.79103.70636017.773 h417.77mm R5 Rh 5 14022644 R5 44mm sin f5 R sin f R 5 70 sin10 440.2763 f 516.037 5 f5 f 16.037106.037 56.037 h5 h 5KZ 5360269106.03736024.491 h5 24.49mm tan c = h5tan wh 5 = 26 tan1524.49=0.2844 c= 155444”2、铣刀前面刃
14、型计算(前面刃形高度和齿形角计算) h 2” = R2sin 2sin f =64.4 sin0.88sin10=5.6958 h2” = 5.7mm h 3” = R3sin 3sin f =58.1 sin2.076sin10=12.12 h3” = 12.12mm h4” = R4sin 4sin f =51.3 sin3.706sin10=19.095 - 13 -h4” = 19.1mm h 5”=R5sin 5sin f =44sin6.037sin10=26.65 h5” = 26.65mm tan r = h5tan wh 5” = 26 tan1526.65 =0.2614 r = 1439四、确定成形铣刀的技术条件根据工件精度要求,取铣刀廓形公差为工件公差 1/3。铣刀曲线部分误差为0.03mm。角度部分误差为5 。其它技术条件参考有关刀具设计手册。五、绘制成形铣刀设计图返回
