綜合輪切式圓孔拉刀刀具設(shè)計(jì)說明書

1、目 錄一、設(shè)計(jì)可轉(zhuǎn)位車刀 (1).選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)2 (2).選擇刀片結(jié)構(gòu)材料2 (3).選擇車刀合理角度2 (4).選擇切削用量2 (5).選擇刀片型號(hào)和尺寸2 (6)選擇刀墊型號(hào)的尺寸3 (7).計(jì)算刀槽角度3 (8).計(jì)算銑制刀槽時(shí)需要的角度6 (9).選擇刀桿材料和尺寸6 (10).選擇偏心銷及其相關(guān)尺寸6二、設(shè)計(jì)綜合輪切式圓孔拉刀(1).選擇拉刀材料7(2).選擇拉削方式7(3).選擇拉刀幾何參數(shù)7(4).確定校準(zhǔn)齒直徑8(5).確定拉削余量8(6).選取齒升量8(7).設(shè)計(jì)容屑槽8(8).確定分屑槽參數(shù)9(9).選擇拉刀前柄部形狀和尺寸9(10).校驗(yàn)拉刀強(qiáng)度與拉床載荷9(11).

2、確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑 9(12).設(shè)計(jì)拉刀其他部分10(13).設(shè)計(jì)和校驗(yàn)拉刀總長11三、設(shè)計(jì)總結(jié)12 參考文獻(xiàn)13一設(shè)計(jì)可轉(zhuǎn)位車刀（1）: 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 工件的直徑d為 140mm,因此可以在普通機(jī)床c630上加工. 且屬于連續(xù)切削，參照2.1典型刀片結(jié)構(gòu)簡圖和特點(diǎn),采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)較為合適.（2）: 選擇刀片結(jié)構(gòu)材料. 加工工件材料為40cr,正火處理,連續(xù)切屑,且加工工序?yàn)榇周?半精車了兩道工序.由于加工材料為鋼料,因此刀片材料可以采用yt系列,yt15宜粗加工,yt30宜精加工,本題要求達(dá)到半精加工,因此材料選擇yt30硬質(zhì)合金.（3）: 選擇車刀合理角度 根據(jù)刀具合理幾何

3、參數(shù)的選擇,并考慮可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度的形成特點(diǎn),四個(gè)角度做如下選擇: 前角:工件材料為40cr,半精車,因此前角可選=140, 后角:工件材料為中碳鋼(正火),半精車,因此后角可選=60 主偏角:根據(jù)題目要求,主偏角=450 刃傾角:刃傾角=-50后角的實(shí)際數(shù)值及副刃后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí)經(jīng)校驗(yàn)確定.（4）: 選擇切屑用量 粗車時(shí),背吃刀量=3mm,進(jìn)給量f=0.6mm/r,切削速度v=110m/min半精車時(shí), 背吃刀量=1mm,進(jìn)給量f=0.3mm/r,切削速度v=130m/min（5）: 刀片型號(hào)和尺寸 選擇刀片有無中心孔.由于刀片加固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式,因此應(yīng)選用有中心固定孔的刀

4、片. 選擇刀片形狀.按選定主偏角=45,選用正方形刀片. 選擇刀片的精度等級(jí).刀片精度等級(jí)的選擇原則,一般情況下選用u級(jí). 選擇刀片內(nèi)切圓直徑d(或刀片邊長l).根據(jù)已確定的背吃刀量=1mm, 主偏角=450,刃傾角=-50,將,代入下式可得刀刃的實(shí)際參加工作長l為l=1.42mm因?yàn)槭钦叫?，l=d1.5 l=2.13mm,保證切削工作順利進(jìn)行. 選擇刀片厚度.根據(jù)已選擇的背吃刀量=1mm,進(jìn)給量f=0.3mm/r選擇刀片厚度的諾模圖,求得刀片厚度s2.7mm. 選擇刀尖圓弧半徑.根據(jù)已選擇的背吃刀量=1mm,進(jìn)給量f=0.3mm/r選擇刀尖圓角半徑的諾莫圖,求得連續(xù)切削時(shí)=0.6mm 選擇

5、刀片斷屑槽型式和尺寸.中刀片斷屑槽類型和尺寸的選擇原則,根據(jù)已知的已知條件,選擇a型斷屑槽.綜上7方面的選擇結(jié)果,根據(jù) 表2.10確定選用的刀片型號(hào)為snum120408-a3.l=d=12.70mm;s=4.76mm;d=5.16mm;m=2.301mm; =0.8mm刀片刀尖角=90;刀片刃傾角=0;斷屑槽寬w=3mm;取法前角=200（6）: 選擇硬質(zhì)合金刀墊型號(hào)和尺寸硬質(zhì)合金刀墊形狀和尺寸的選擇,取決于刀片加固結(jié)構(gòu)及刀片的型號(hào)和尺寸,選擇與刀片型號(hào)snum120408-a3相適應(yīng)的硬質(zhì)合金刀墊的型號(hào)，根據(jù)表2.14選擇型號(hào)為s12b型刀墊.尺寸為:長度l=11.70mm,厚度s=3.1

6、8mm中心孔直徑d=6.6mm.，=0.8，d=8，c=1.5.（7）: 計(jì)算刀槽角度 可轉(zhuǎn)為車刀幾何角度,刀片幾何角度，刀槽幾何角度之間的關(guān)系， 刀槽角度的計(jì)算: 刀桿主偏角 =450 刀槽刃傾角 =-50 刀槽前角 將=140，=200, =-50代入下式 tan =-0.106 則=-6.050,取=-60 驗(yàn)算車刀后角a.車刀后角a的驗(yàn)算公式為:tan a=當(dāng)=0時(shí),則上式成為:tan a=-將=-60, =-50代入上式得a=5.8800。前面所選后角a=6,與所選后角相近,可以滿足切削要求刀桿后角aa=60. 刀槽副偏角 k=k=1800-= k=,= 因此k=1800- 車刀刀尖

7、角的計(jì)算公式為 cos=coscos 當(dāng)=900時(shí),上式變?yōu)閏os= - cos 將=-60, =-50代入上式得=90.520 故kk=1800-450-90. 520=44.480 取k=44. 50 驗(yàn)算車刀副后角a，車刀副后角的驗(yàn)算公式為: tan a= 當(dāng)a=0時(shí), tan a= - 而tan=sin+tan sintan=sin+tan sin 將=-60, =-50,=90.520代入上式 tan=tan(-6 0)cos90.520,+tan (-50)sin90.520 =-0.087,則=-4.950,tan=tan(-60)sin90.52 0+tan (-50)cos9

8、0.520 -0.016 =-6.040, 再將=-4.95 0,=-6.040代入得 tan a= -tan（-4.950）0.086, a=4.91可以滿足切削要求 刀槽副后角aa,故a=4.910,取a=50 綜上述計(jì)算結(jié)果,可以歸納出: 車刀的幾何角度: =140, =5.880, =450, k=44.480,=-50, a=4.910 刀槽的幾何角度: =- 60, a=60, k=450 , k=44.50, =-50, a=50（8）: 計(jì)算銑制刀槽時(shí)所需的角度 計(jì)算刀槽最大副前角及其方位角 將=-60, =-50代入下式得: tan=- -0.136，則=-7.770 將=-

9、60 , =-50代入下式得: tan= 1.20 ，=500 計(jì)算刀槽切深剖面前角和進(jìn)給剖面前角 將=-60, =-50, k=450代入下式tan=cos k+tan sin k-0.136，=-7.750tan=sin k- tan cos k-0.062， =-4.180（9）: 選擇刀桿材料和尺寸 選擇刀桿材料:為保證刀桿強(qiáng)度,增加刀桿使用壽命,刀桿材料一般可用中碳鋼,采用45號(hào)鋼,熱處理硬度為hrc38-45,發(fā)黑處理 選擇刀桿尺寸:選擇刀桿截面尺寸.因?yàn)榧庸な褂玫腸630普通車床，中心高度為300mm,根據(jù)表2.37,選取截面尺寸為:2030mm。由于切削深度=1mm,進(jìn)給量f=

10、0.3mm/r,可以不必校驗(yàn)刀桿強(qiáng)度。選擇刀桿長度尺寸:參照刀桿長度選擇原則,選取刀桿長度為160mm.（10）: 選取偏心銷機(jī)器相關(guān)尺寸. 選擇偏心銷材料:偏心銷材料選用40cr,熱處理硬度為hrc4045,黑處理. 選擇偏心銷直徑d和偏心量 偏心銷直徑可用下式: d=d-(0.20.4mm)，前面已選定d=5.16，括號(hào)內(nèi)取最大值0.4，故可取d=5.16-0.4=4.76mm偏心量e可用: e0.13 d=0.6188mm則e可取0.62mm為使刀具夾固可靠,可選用自鎖性能較好的螺釘偏心銷,并取螺釘偏心銷轉(zhuǎn)軸半徑d=m6 計(jì)算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前刀面上的位置,根據(jù)前面已選好的各尺寸

11、d=5.16mm, d=12.70mm d=4.76mm, e=0.62mm 取=30,代入下式 m=0cos30 0=6.48mm n=0sin300=5.71mm 二設(shè)計(jì)綜合輪切式圓孔拉刀題目要求加工精度為it8,工件直徑,長度40mm，材料40cr。拉床為l6110型不良狀態(tài)的舊拉床，采用10%極壓乳化液，拉削后孔的收縮量為0.01mm。設(shè)計(jì)步驟如下：（1） 拉刀材料：拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，因此要求采用耐磨的刀具材料，以盡量提高刀具耐用度，一次選用w18cr4v。（2） 拉削方式：因綜合式拉刀可縮短拉刀長度，并保證被拉孔獲得較小的表面粗糙度，因而采用綜合式。（3） 幾何參數(shù)：按表3-2

12、，取前角，精切齒與校準(zhǔn)齒前刀面倒棱，=0.51.0mm，。按表3.3，取粗切齒后角，倒棱寬，精切齒后角，校準(zhǔn)齒，。（4） 校準(zhǔn)齒直徑（以角標(biāo)x表示校準(zhǔn)齒的參數(shù)）= （1-1）式中 收縮量，取，則。（5）拉削余量：按表4.1計(jì)算。當(dāng)預(yù)制孔采用鉆削加工時(shí)，a的初值為 （1-2）采用鉆頭，最小孔徑為拉削余量為 （1-3）（6）齒升量：按表3.4去粗切齒齒升量為（7）容屑槽：計(jì)算齒距。按表3.7，粗切齒與過渡齒齒距為 ，取p=1.6=10mm。 （1-4）取精切齒與校準(zhǔn)齒齒距（用角標(biāo)j表示精切齒的參數(shù)） ，取pj=0.6p=6mm。 （1-5）容屑槽形狀及尺寸采用曲線齒背。按表3.8基本槽型，粗切齒與

13、過渡齒取，精切齒與校準(zhǔn)齒取，。校驗(yàn)容屑槽條件 （1-6）按表3.10，取容屑系數(shù)，工件長度，齒升量，則 （1-7）而容屑槽深,所以校驗(yàn)合格。校驗(yàn)同時(shí)工作齒數(shù)。按表3.7計(jì)算。 （1-8）滿足的校驗(yàn)條件。（8）確定分屑槽參數(shù)。綜合式拉刀粗切齒與過度齒用弧形分屑槽，精切齒用三角形分屑槽。根據(jù)表3-12，當(dāng)最小直徑時(shí)，弧形分屑槽數(shù)。槽寬為a=d0minsin（）-(0.30.7)=29sin() -0.55mm （1-9）根據(jù)表6-11，當(dāng)直徑時(shí)，三角形分屑槽數(shù)為 （1-10）槽寬b=11.2mm，槽深。見圖3-1。 前后齒分屑槽應(yīng)交錯(cuò)排列。校準(zhǔn)齒及最后一個(gè)精切齒不做分屑槽。（9）前柄部形狀和尺寸。

14、按表3-27，選用型-a式無周向定位面的圓柱形前柄，取，最小斷面處直徑為。（10）校驗(yàn)拉刀強(qiáng)度與拉床載荷。按表3-22、3-23、3-24計(jì)算最大拉削力。綜合式拉刀粗切齒的切削厚度為齒升量的1倍，1mm長度刀刃上的切削力，應(yīng)按確定。183（）51.271.151.131110-3=64kn（1-11）柄部最小斷面處為危險(xiǎn)斷面，直徑為22，面積為 （1-12）拉應(yīng)力為 （1-13）按表3-27，=0.350.40gpa，則,校驗(yàn)合格。（11）確定拉刀齒數(shù)及每齒直徑。取過渡齒與精切齒齒升量為0.018、0.016、0.014、0.012、0.010、0.008、0.006mm。后四齒齒升量小于粗切

15、齒的1/2，為精切齒，而前三齒稱過渡齒。過渡齒與精切齒切除的余量為=2（0.018+0.016+0.014+0.012+0.010+0.008+0.006）=0.168mm則粗切齒齒數(shù)為（第一個(gè)粗切齒齒升量為零） （1-14）粗切齒與過度齒，精切齒共切除余量為=1mm，缺少0.043mm的余量，需要增加一個(gè)精切齒，調(diào)整各精切齒齒升量。各齒直徑列于圖的尺寸表中。按表4.15取6個(gè)校準(zhǔn)齒，共有粗切齒、過度齒、精切齒、校準(zhǔn)齒齒數(shù)為18+3+4+4=29（個(gè)）（12）拉刀及其他部分。取前導(dǎo)部的直徑與長度為后導(dǎo)部的直徑與長度為前柄端面至第一齒的距離：查表3-17，m取20mm，查表4-30，前導(dǎo)部，則

16、（1-15）頸部直徑為 (1-16)過度錐長度為15mm。拉刀直徑較小，不設(shè)后柄部。（13）計(jì)算和校驗(yàn)拉刀總長。粗切齒與過度齒的長度 (1-17)粗切齒與校準(zhǔn)齒的長度 (1-18)總長為 (1-19)查表3-28，當(dāng)拉刀直徑為30時(shí)，允許長度 ，總長度校驗(yàn)合格。三、 課程設(shè)計(jì)小結(jié)為期一周的金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)終于進(jìn)入了尾聲，雖然感覺很忙很勞累，但也收獲頗大。從剛開始的無從下手，到后來的數(shù)據(jù)計(jì)算，手冊(cè)查閱，拉刀及其各個(gè)部分的結(jié)構(gòu)選用等，這一切的不斷設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)都喚回了我對(duì)拉刀更深入的認(rèn)識(shí)，更為我以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了牢固的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注也尤為重要。其中有些細(xì)節(jié)問題需要特別注意，

17、比如確定拉削方式，確定刀齒幾何參數(shù)等。這些計(jì)算要一步一步仔細(xì)的來，錯(cuò)了的話改起來非常麻煩。計(jì)算結(jié)束后，畫圖要輕輕的畫，方便日后更改。在畫刀齒容屑槽時(shí)遇到許多困難，和同學(xué)們討論共同解決。這整個(gè)過程主要是鍛煉自己處理復(fù)雜問題的思路，考慮細(xì)節(jié)問題的能力。說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計(jì)成果，回味這一周的歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消。通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂，有2次因?yàn)椴恍⌒奈矣?jì)算出錯(cuò)，只能重來。但想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時(shí)刻提示自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對(duì)待的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練。現(xiàn)在把