圓孔拉刀設(shè)計(jì)說明書

1、課程設(shè)計(jì)說明書圓孔拉刀設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：王潔學(xué)號：310804010402學(xué)院：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化題目：金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：高教華2011年12月28日課程設(shè)計(jì)說明書金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)圓孔拉刀設(shè)計(jì)任務(wù)書（1）設(shè)計(jì)要求在L6110型臥室拉床上，拉制上圖所示零件的孔，已知工件材料45鋼，、=0.735GPa,185220HBS,坯孔為鉆孔，尺寸見下表分組。要求設(shè)計(jì)一把空拉刀。已知參數(shù)：Dm=2l0*23mm（拉后孔徑）0L0=30_0.1mmDw=20-黑mm（拉前孔徑）（2）完成作業(yè)1）拉刀工作圖2）設(shè)計(jì)說明書一、內(nèi)容摘要拉刀的種類很多，其中圓孔拉

2、刀是使用很廣泛的一種，圓孔拉刀由工作部分與非工作部分組成。圓孔拉刀在加工工件時(shí)，因拉削方式不同每個(gè)刀齒的切屑層形狀，切削順序和切削位置也不同，而且它與切削力的大小，刀齒的負(fù)荷，加工質(zhì)量，拉刀耐用度拉削長度等都有密切的關(guān)系，因此要根據(jù)需要設(shè)計(jì)拉刀。拉刀上有很多齒，后一個(gè)刀齒（或后一組刀齒）的齒高要高于（或齒寬寬于）前一個(gè)刀齒（或前一組刀齒），所以當(dāng)拉刀作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，便能依次的從工件上切下很薄的金屬層。故加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高C拉刀壽命長，并且拉床結(jié)構(gòu)簡單。拉削有如下特點(diǎn)：1）拉削時(shí)只有主運(yùn)動(dòng)，拉床結(jié)構(gòu)簡單操作方便。2）拉削速度較低，一般為，拉削平穩(wěn)，且切削厚度很薄，因此拉刀精度可達(dá)到，表面粗糙度

3、達(dá)。3）同時(shí)工作的刀齒多，切削刃長，一次行程完成粗、精加工，生產(chǎn)效率高。4）每一刀齒在工作過程中只切削一次，刀齒磨損慢，刀具耐用度高，壽命長。5）加工范圍廣，可拉削各種形狀的通孔和外表面，但拉刀設(shè)計(jì)、制造復(fù)雜，價(jià)格昂貴，較適于大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。刖百將近一學(xué)期的金屬切削原理及刀具的學(xué)習(xí)和認(rèn)識，我們了解了各種刀具的材料，使用范圍，使用方法及其性能；并且能夠自己動(dòng)手設(shè)計(jì)并能根據(jù)設(shè)計(jì)條件及加工條件查用資料、工作手冊及公式具備計(jì)算設(shè)計(jì)簡單刀具的能力。1、已知條件52、刀具材料的選擇63、幾何參數(shù)的確定64、齒升量的確定75、齒距的確定76、拉刀剛度允許最大梢深87、檢驗(yàn)容屑系數(shù)88、容屑梢尺寸89、柄部

4、的計(jì)算910、拉刀強(qiáng)度的校核911、機(jī)床拉刀校核1012、拉刀校準(zhǔn)齒直徑1113、拉刀余量1114、切削齒齒數(shù)1115、校準(zhǔn)齒齒數(shù)1116、確定各刀齒直徑1217、切削部分長度1218、校準(zhǔn)切削部分長度1219、分屑梢長度1220、前導(dǎo)部的直徑和長度1321、后導(dǎo)部的直徑和長度1322、柄部前端到第一齒長度1323、拉刀總長度1424、中心孔14參考書目14小結(jié)151、已知條a被拉孔直徑Dm=2100023mm表面粗糙度為Ra0.8mmb預(yù)加工孔直徑:Dw=20W；mmc.拉削長度：L0=3000.1mmd.工件材料：45鋼,db=0.735GPa,185220HBS,孔為鉆孔坯。e拉床型號：

5、L6110型臥式拉床2 .刀具材料的選擇刀具材料選定為W18Cr4V3 .幾何參數(shù)的確定a.前角r前角r0的大小是根據(jù)被加工材料性質(zhì)選擇的，材料的強(qiáng)度或硬度高，前角宜??；反之，前角宜大，前角的偏差值一般取為2。由復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1-1-7可以查得：r0=15。2。b.后角a。后角a是拉刀的類型及被加工工件所需的精度來決定的，內(nèi)拉刀的后角應(yīng)比外拉刀選的小些，校準(zhǔn)齒的后角比切削齒的后角選的小些，切削齒后角的偏差取30,校準(zhǔn)齒后角的偏差取15。由復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1-1-8可以查得：切削齒后角a=2030?30校準(zhǔn)齒后角az=130?15C.刃帶ba1的選擇刃帶應(yīng)根據(jù)拉刀的類型及被加工材料的性質(zhì)選

6、擇，在拉刀的切削齒上，允許有a=0,寬度bai=0.05mm的刃帶。根據(jù)金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)參考資料查得：bai切=0.05mmbai校=0.6mm4 .齒升量sz的確定齒升量sz的大小，對拉削生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量都有很重要的影響。齒升量是根據(jù)工件材料的性質(zhì)和拉刀的類型決定的，綜合式切削方式拉刀粗切齒的齒升量Sz由復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1-1-10查得:sz=0.04mm5 .a齒距t是相鄰兩齒軸向的距離，齒距越小，同時(shí)工件的齒數(shù)越多，切削過程越平穩(wěn)，加工表面的光潔度也越高，但齒距小時(shí)，容削梢容積也很小，比較容易堵塞。齒距可按以下公式計(jì)算：對于綜合式式拉刀：t-(1.451.9).L0-=(1.4

7、51.9)30=8.0mmb.同時(shí)工件齒數(shù)Zi的確定可根據(jù)1.1-13查取乙=46 .拉刀剛度允許最大梢深hmax根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，不同直徑拉刀按剛度允許的最大梢深也是不同的，可以查復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1-1-8得：hma=4mm7 .校驗(yàn)容屑系數(shù)k用不同的拉刀加工不同材料時(shí)，最小容屑系數(shù)k也是不同的。由齒升量和加工材料可以從復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1-1-15中選取最小容屑系數(shù)%所=3.0拉削剛料時(shí)，切削總是形成中空的卷屑，它們的體積總是大于被切下金屬層的體積，二者的比值稱為容屑系數(shù)k。,二h23.1442k=16.7kmin4szI040.02530所以選取適用。8 .容屑梢尺寸容屑梢尺寸主要取決

8、于拉削長度及每齒的切削厚度。梢的各個(gè)參數(shù)與齒距t之間的關(guān)系大致如下：h=(0.450.38)tg=(0.350.30)tR=(0.650.70)tr=0.5h所以各值如下：(由復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1-1-14)查得：切削齒：t=8h=2.5R=5g=3r=1.3校正齒：tz=5h=2R=3.5g=1.5r=19 .柄部的計(jì)算:選用柄部時(shí)，應(yīng)盡量采用快速卡頭的形狀，因其制造容易，柄部強(qiáng)度高。柄直徑Di按標(biāo)準(zhǔn)選取，所以現(xiàn)取Di=16-0.07mm由由復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1-1-25查的：.011=70D=11.24D2=15,01=15mml=2828mmc=5mm最小橫截面：95mm2刀柄強(qiáng)度允許拉

9、力p:對于W18Cr4V:p=3325kgo=35kg/mm2對于45Cr：p=1900kgo=20.1kg/mm210 .拉刀強(qiáng)度校核第一齒梢底直徑d:d、=Dw-2h=20-22.5=15mm切削刃總長度工B:“B=圖Dw=3.1420-62.8mm最大拉削力Pmax：Pmax=P.BZi其中P為拉刀單位長度刀刃上的切削力由復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1.1-25可以查的QP=12.1kg/mmPmax=12.162.84=3040kg最小斷面拉應(yīng)力:-由公式二=Pax可計(jì)算得:Fmin30142(J31.7kg/mm95在這一部位所用材料為W18Cr4V,所以由復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1.1-36查的:

10、對于W18Cr4V:2二=35kg/mm2二Pmax=3040kg也就是說機(jī)床校核允許。12 .拉刀校準(zhǔn)齒直徑Dz.為了保證拉刀有最長的使用壽命，校準(zhǔn)齒和最后一個(gè)精切的直徑，應(yīng)等于被拉孔的最大直徑Dmax,并考慮到拉削時(shí)由于金屬或工件變形而引起的孔尺寸變化校準(zhǔn)齒的直徑Dz為：Dz =Dmax: 變形量由復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1.1-24查得:變形量:=0所以 Dz =Dmax =Dm =2l00.023mm13 .拉削余量AoA0 =Dz-DW =21.023-19.9 =1.123mm單邊余量 A =A0 /2 = 1.123/2 = 0.5615mm14 .切削齒齒數(shù)Zq切削齒齒數(shù)可以根據(jù)公式

11、計(jì)算得出Zq2Sz(35)1.1232 0.04+ (35)=17.04 19.04取Zq=18q15 .校準(zhǔn)齒齒數(shù)Zz：校準(zhǔn)齒的齒數(shù)視加工孔的精度而定?？椎木纫筝^高時(shí)，校準(zhǔn)齒齒數(shù)取的也變越多。根據(jù)復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1.1-23S可以查得:對于圓孔拉刀，加工工級及8級精度的孔時(shí)，選取Zz=716.確定各刀齒直徑.詳見拉刀圖紙17 .切削部分長度Iq可以根據(jù)以下公式計(jì)算得到La=tZa=818=144mmqq18 .校準(zhǔn)切削剖長度Iz拉刀校準(zhǔn)切削剖長度:Lz=tzZz=57=35mm19 .分屑梢尺寸.拉刀上開有分屑梢后，會(huì)降低加工表面的光潔度，為了提高孔的加工質(zhì)量，在最后1個(gè)精切齒上不開分

12、屑梢.切齒上不開分屑梢.拉刀的分屑梢尺寸由表1.1-19可以查得：梢數(shù)n1=12梢寬b=1mm梢深h1=0.7mm梢底圓角半徑r1=0.3mm20 .前導(dǎo)部的直徑和長度.a.前導(dǎo)部直徑D3:由表1.1-29拉刀前導(dǎo)部及后導(dǎo)部的形狀和尺寸可知：選取了前導(dǎo)部形狀得：D3=Dw=20-0；偏差取dd或dcb.前導(dǎo)部長度：由表1.1-29可知:l3=(0.751.0)l。=(0.751.0)30=22.530mm取L3=25mm21 .后導(dǎo)部直徑D4a.由表1.1-29后導(dǎo)部中選取可得D4=Dmax=21。023mmb.后導(dǎo)部長度.由表1.129和表1.1-30可知:L4=(0.50.7)Lo=(0.

13、50.7030-15-21mm從表1.1-30中直接選取L4=20mm22 .柄部前端到第一齒長度.a頸部直徑：由前述計(jì)算并結(jié)合復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊表1.1-25可以查得:頸部直徑D2=15mm頸部長徑L2=lbla查金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)參考資料一一拉刀部分表29對于L6110型拉床床壁厚度lb=60mm花盤法蘭厚度la=30mm所以頸部長度L2=60-30=90mmb.過渡錐L3=15mm所以柄部前端到第一齒長度I1L1至l1+l2+l3+l0=70十90十15+30=205mmI123023 .拉刀總長度Lg=L+Lq+L2+L4=205+144+35+20=404mmgq24 .中心孔查復(fù)雜

14、刀具設(shè)計(jì)手冊總附表I可知：d=2mmD=5mmL=5mml=3mma=0.8mm25參考書目(1)復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊機(jī)械工業(yè)出版社(2)金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)參考資料一一拉刀部分(3)刀具設(shè)計(jì)手冊袁哲俊劉明華機(jī)械工業(yè)出版社(4)金屬切削原理與刀具本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)的獨(dú)立把拉刀的整個(gè)設(shè)計(jì)過程弄清楚,在此基礎(chǔ)上完成相關(guān)的設(shè)計(jì)任務(wù)，由于設(shè)計(jì)內(nèi)容看似簡單，其實(shí)所要做的輔助性工作也是相當(dāng)多的，因?yàn)榈毒咴O(shè)計(jì)過程中所涉及到的參數(shù)實(shí)在很多，所以在做課程設(shè)計(jì)之間，我又認(rèn)真復(fù)習(xí)了從圖書館借來的拉刀設(shè)計(jì)的參考資料，學(xué)會(huì)了如何分析現(xiàn)有問題，并熟悉了設(shè)計(jì)步驟，知道了如何查閱手冊和一些相關(guān)量的常規(guī)選取方法，以及要注意的問題等等。在做的過程中，還結(jié)合了平時(shí)實(shí)習(xí)中所看到的實(shí)際情況，這也使我在思想素質(zhì)和分析能力上都有所提高。通