成形车刀设计
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二 金属切削原理与刀具课程设计任务书
一、 原始数据及条件
工件如图所示，工件材料为易切钢Y15，毛坯为圆棒料，其直径为dM，大批量
生产，用成形车刀加工出全部外圆表面并切出预切槽，表面粗糙度为Ra3.2，加工车
床用C1336单轴转塔自动车床。
工 件 尺 寸（mm）
题号 组号 dM D1 D2 D3 D4 L1 L2 L3 L 热处
理
1 1 Φ35 Φ31.90-0.41 Φ22 Φ260-0.28 Φ18 4 14 40+0.2 240-0.8 调质
2 2 Φ45 Φ420+0.2 Φ30 Φ280+0.1 Φ20 4 14 40+0.2 240-0.8 调质
3 3 Φ36 Φ340-0.2 Φ25 Φ280-0.4 Φ20 5 14 40+0.2 250-0.8 调质
4 4 Φ42 Φ400-0.41 Φ26 Φ300-0.2 Φ22 4 20 40+0.2 280-0.8 调质
5 5 Φ22 Φ200+0.2 Φ16 Φ240+0.2 Φ18 3 16 30+0.3 250-0.8 调质
二、设计要求
1、设计分五大组，按学号顺序划分，多余的人为最后一组。其中每大组里，学
号为单号的设计圆体成形车刀，双号的设计棱体成形车刀，具体原始数据如上表。
2、设计结束后，应提交的材料：课程设计报告一份；成形车刀工作图一张；成
形车刀样板图一张。
2
一 圆体成形车刀设计
设计步骤如下：
1) 选择刀具材料
参考《金属切削刀具设计简明手册》P113附录表5，选用普通高速钢
W18Cr4V制造。
2）选择前角γf及后角αf
由表2—4（参见《金属切削刀具设计简明手册》P28）查得：γf=15
º，αf=10º。
3）画出刀具廓形（包括附加刃）计算图（见下图）
3
Δ
Δ
0
Δ
Δ
Δ
Δ
取kr=20º，a=3mm,b=1.5mm,c=8mm,d=0.5mmm（a,b,c,d的含义见《金属
切削刀具设计简明手册》P24图2－2）。标出工件廓形各组成点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rjx（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）
rjx=基本半径±半径公差∕2
4
rj1=20∕2mm=10.000 mm
rj3=（28∕2+0.1∕4）mm=（14+0.025）mm=14.025mm
rj4 =rj5=（42∕2+0.2∕4）mm=（21+0.05）mm=21.05mm
rj6=rj7=30∕2mm=15.000mm
rj8=rj1-1mm=9.000mm
rj9=rj10=rj0=rj1-（1-1）mm=8.000mm
rj11=rj12=rj6-0.5∕tan20ºmm=（15-2.747）mm=13.626mm
再以1点为基准，计算出计算长度l
jx
ljx=基本长度±公差∕2
lj2=[（4-1）＋0.2∕2]mm=3.55
lj3=lj4=[（14-1）-0∕2]mm=13mm
lj6=（4-0）mm=4mm
lj7=[（24-1）-0.8∕2]mm=22.6mm
4）计算切削刃总宽度Lc，并校验Lc∕dmin之值
Lc= lj7＋a＋b＋c＋d=（22.6＋3＋1.5＋8＋0.5）mm=35.6mm,取Lc =36，
dmin=2 rj8=2×9mm=18mm
则Lc∕dmin=36∕18=2＜2.5,允许。
5）确定结构尺寸
应使d0=2R0≥2（Amax＋e＋m）＋d（见《金属切削刀具设计简明手册》
P25图2－3）
5
由（《金属切削刀具设计简明手册》P27表2－3）差得，C1336单轴转
塔自动车床所用圆体成形车刀：d0=68mm,d=16mm,又已知毛坯半径为
22.5mm，则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
可选取e=6mm,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
其计算过程见表2－6。
标注廓形径向尺寸时，应选公差要求最严的1－12段廓形作为尺寸
标注基准，其他各点用廓形深度△R表示其径向尺寸。△R见表2－6
hc=R0sin(γf+αf)=34sin(15º+10º) =14.36902
Bo=R0cos(γf+αf)=34cos(15º+10º) =30.81446
廓形组成点 rjx γfx=arcsin(sinγf rj0∕rjx ) Cx= rjx cosγfx Bx= Bo- Cx =arctg(hc∕Bx) Rx= hc∕sinx(取值精度0.001) △R=
（R-R）
± (取
值精度
0.01)
9. 10（作8.00 150 0 25 34 △
R=32.14
8-34=-1.
852±
6
为0点） 0.1
1 .2 1
0
.00 11.95832 2.05559 28.7588 26.540 32.1480 0
3 1
4
.025 8.49576 6.14369 24.67077 30.21785 28.550 3.6±
0.02
4 .5 21.050 5.6489 13.22037 17.59409 39.23837 22.716 9.43±
0.03
7
6.7 15 7.93426 7.12900 23.68546 31.240 34.27397 4.44±
0.1
8 9 13.29969 1.03121 31.11679 24.786410 34.27397 -2.1259
7±0.1
11.12 14.8 9.73039 4.34636 26.468 28.49677 30.11679 2.03121
±0.1
7）根椐表2－6可确定各点廓形深度△R的公差
8）校验最小后角
7－11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α0 =arctg[tg（ε11－Υf11）sin20º] =
arctg[tg（31.05º－8.04º）sin20º]=8.26º
一般要求最小后角不小于2º～3º，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（公差值是按《金属切削刀具设计简明手册》P29表2-5确定的，表中
未列出者可酌情取为±0.2㎜）
l2=lj2=（3.55±0.03）mm
l3=l4= lj3=lj4=（13±0.10）mm
8
l5=l6= lj5=lj6=（4±0.05）mm
l7=lj7=（22.6±0.1）mm
l8=lj8=（1.0±0.2）mm
10）画出刀具工作图及样板工作图
如图2－9与图2－10所示
参考文献：
1、赵家奇,金属切削刀具指导书(2版),机械工业出版社,2006年.
2、曾志新,吕明主编,机械制造技术基础,:武汉理工大学出版社,2001年.
3、李益明主编,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,1993年.
4、肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社,1993年.
5、陈宏钧．金属切削速算手册．机械工业出版社．2007.9
6、邹青．机械制造技术基础课程设计指导教程．机械工业出版社．2006.7
