圆孔拉刀设计说明书.doc

课程设计说明书 圆孔拉刀设计学生姓名： 王洁 学 号：学 院： 机械及动力工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 金属切削原理及刀具课程设计 指导教师： 高爱华 2011年12月28日课程设计说明书金属切削原理及刀具课程设计圆孔拉刀设计 任务书 （1）设计要求 在L6110型卧室拉床上，拉制上图所示零件孔，已知工件材料45钢， ，185220HBS,坯孔为钻孔，尺寸见下表分组。要求设计一把空拉刀。已知参数: （拉后孔径） （拉前孔径）（2）完成作业1）拉刀工作图2）设计说明书一、内容摘要 拉刀种类很多，其中圆孔拉刀是使用很广泛一种，圆孔拉刀由工作部分及非工作部分组成。圆孔拉刀在加工工件时，因拉削方式不同每个刀齿切屑层形状，切削顺序与切削位置也不同，而且它及切削力大小，刀齿负荷，加工质量，拉刀耐用度拉削长度等都有密切关系，因此要根据需要设计拉刀。拉刀上有很多齿，后一个刀齿（或后一组刀齿）齿高要高于（或齿宽宽于）前一个刀齿（或前一组刀齿），所以当拉刀作直线运动时，便能依次从工件上切下很薄金属层。故加工质量好，生产效率高。拉刀寿命长，并且拉床结构简单。拉削有如下特点 ：1）拉削时只有主运动，拉床结构简单操作方便。2）拉削速度较低，一般为 ，拉削平稳，且切削厚度很薄，因此拉刀精度可达到 ，表面粗糙度达 。3）同时工作刀齿多，切削刃长，一次行程完成粗、精加工，生产效率高。4）每一刀齿在工作过程中只切削一次，刀齿磨损慢，刀具耐用度高，寿命长。5）加工范围广，可拉削各种形状通孔与外表面，但拉刀设计、制造复杂，价格昂贵，较适于大批量生产中应用。前言 将近一学期金属切削原理及刀具学习与认识，我们了解了各种刀具材料，使用范围，使用方法及其性能；并且能够自己动手设计并能根据设计条件及加工条件查用资料、工作手册及公式具备计算设计简单刀具能力 。目 录1、已知条件52、刀具材料选择63、几何参数确定64、齿升量确定75、齿距确定76、拉刀刚度允许最大槽深87、检验容屑系数88、容屑槽尺寸89、柄部计算910、拉刀强度校核911、机床拉刀校核1012、拉刀校准齿直径1113、拉刀余量1114、切削齿齿数1115、校准齿齿数1116、确定各刀齿直径1217、切削部分长度1218、校准切削部分长度1219、分屑槽长度1220、前导部直径与长度1321、后导部直径与长度1322、柄部前端到第一齿长度1323、拉刀总长度1424、中心孔14参考书目 14小 结151、已知条a. 被拉孔直径 表面粗糙度为b.预加工孔直径：c.拉削长度：d.工件材料： 45钢，185220HBS，孔为钻孔坯。e.拉床型号： L6110型卧式拉床 刀具材料选定为W18Cr4Va. 前角前角大小是根据被加工材料性质选择，材料强度或硬度高，前角宜小；反之，前角宜大，前角偏差值一般取为°。由复杂刀具设计手册表1-1-7可以查得：=15°°b. 后角 后角是拉刀类型及被加工工件所需精度来决定，内拉刀后角应比外拉刀选小些，校准齿后角比切削齿后角选小些，切削齿后角偏差取，校准齿后角偏差取。 由复杂刀具设计手册表1-1-8可以查得： 切削齿后角 校准齿后角选择 刃带应根据拉刀类型及被加工材料性质选择，在拉刀切削齿上，允许有=0°，宽度=0.05mm刃带。 根据金属切削刀具课程设计参考资料查得：确定 齿升量大小，对拉削生产率与加工表面质量都有很重要影响。 齿升量是根据工件材料性质与拉刀类型决定，综合式切削方式拉刀粗切齿齿升量由复杂刀具设计手册表1-1-10查得：5. a.齿距t是相邻两齿轴向距离，齿距越小，同时工件齿数越多，切削过程越平稳，加工表面光洁度也越高，但齿距小时，容削槽容积也很小，比较容易堵塞。 齿距可按以下公式计算： 对于综合式式拉刀：确定=4 根据实际生产经验，不同直径拉刀按刚度允许最大槽深也是不同，可以查复杂刀具设计手册表1-1-8得： =4mm 用不同拉刀加工不同材料时，最小容屑系数k也是不同。 由齿升量与加工材料可以从复杂刀具设计手册表1-1-15中选取最小容屑系数 拉削刚料时，切削总是形成中空卷屑，它们体积总是大于被切下金属层体积，二者比值称为容屑系数k。 所以选取适用。8容屑槽尺寸 容屑槽尺寸主要取决于拉削长度及每齿切削厚度。槽各个参数及齿距t之间关系大致如下：0.38)t0.30)t0.70)t 所以各值如下： （由复杂刀具设计手册表1-1-14）查得：切削齿：t=8 h=2.5 R=5校正齿：=5 h=2 R=3.5 g=1.5 r=19. 柄部计算：选用柄部时，应尽量采用快速卡头形状，因其制造容易，柄部强度高。柄直径按标准选取，所以现取由由复杂刀具设计手册表1-1-25查:最小横截面：95刀柄强度允许拉力p：对于W18Cr4V: p=3325kg =35kg/对于45Cr： p=1900kg 10. 拉刀强度校核第一齿槽底直径：切削刃总长度：最大拉削力：最小断面拉应力：由公式可计算得：在这一部位所用材料为W18Cr4V，所以由复杂刀具设计手册表1.1-36查：对于W18Cr4V:=35kg/ <=35kg/所以经校核可知，这以拉刀强度是允许。每一种型号拉床都是规定有允许最大拉力,拉削时最大拉削力应小于机床实际允许拉力Q=（0.50.9）。一般对于新机床，上述公式中系数取0.91.0；对处于良好状态旧机床，系数取0.8；对于处于不良状态下旧机床，系数取0.50.7。如果计算结果表明机床允许拉力或拉刀强度不够时，则应降低拉削力。所以Q >=3040kg 也就是说机床校核允许。12拉刀校准齿直径.为了保证拉刀有最长使用寿命，校准齿与最后一个精切直径，应等于被拉孔最大直径，并考虑到拉削时由于金属或工件变形而引起孔尺寸变化。校准齿直径为： 变形量由复杂刀具设计手册表1.1-24查得： 变形量=0所以 13拉削余量单边余量14切削齿齿数 切削齿齿数可以根据公式计算得出取=1815校准齿齿数：校准齿齿数视加工孔精度而定。孔精度要求较高时，校准齿齿数取也变越多。根据复杂刀具设计手册表1.1-23S可以查得:对于圆孔拉刀,加工工级及8级精度孔时,选取=716.确定各刀齿直径.<详见拉刀图纸> 可以根据以下公式计算得到: 拉刀校准切削剖长度:19.分屑槽尺寸. 拉刀上开有分屑槽后,会降低加工表面光洁度,为了提高孔加工质量,在最后1个精切齿上不开分屑槽. 切齿上不开分屑槽. 拉刀分屑槽尺寸由表1.1-19可以查得: 槽数 槽宽 槽深 槽底圆角半径20.前导部直径与长度. a. 前导部直径: 由表1.1-29拉刀前导部及后导部形状与尺寸可知:选取了前导部形状得:偏差取dd或dcb. 前导部长度: 由表1.1-29可知: 取=25mm a.由表1.1-29后导部中选取可得:b. 后导部长度. 由表1.129与表1.1-30可知:22.柄部前端到第一齿长度.a.颈部直径: 由前述计算并结合复杂刀具设计手册表1.1-25可以查得: 颈部直径 颈部长径 查金属切削刀具课程设计参考资料拉刀部分表29 对于型拉床床壁厚度花盘法兰厚度所以颈部长度所以 柄部前端到第一齿长度23拉刀总长度24中心孔 查复杂刀具设计手册总附表可知： d=2mm D=5mm L=5mm（1）复杂刀具设计手册 机械工业出版社（2）金属切削刀具课程设计参考资料拉刀部分（3）刀具设计手册 袁哲俊 刘明华 机械工业出版社（4）金属切削原理及刀具小 结本次课程设计主要任务独立把拉刀整个设计过程弄清楚，在此基础上完成相关设计任务，由于设计内容看似简单，其实所要做辅助性工作也是相当多，因为刀具设计过程中所涉及到参数实在很多，所以在做课程设计之间，我又认真复习了从图书馆借来拉刀设计参考资料，学会了如何分析现有问题，并熟悉了设计步骤，知道了如何查阅手册与一些相关量常规选取方法，以及要注意问题等等。在做过程中，还结合了平时实习中所看到实际情况，这也使我在思想素质与分析能力上都有所提高。通过这次设计，我基本上掌握了拉刀设计一般思路，并能够独立查询相关手册完成设计。这次设计使我在基本理论综合运用以及正确解决实际问题等方面得到了一次较好训练。金属切削及刀具课程设计已结束，回顾圆孔拉刀设计整个过程，我觉得受益匪浅。金属切削及刀具课程设计是整个相关课程重要教学环节，使理论及现实更加接近，加深了我们对理论知识理解，强化了生产实习中感性认识。提高了我独立思考问题，解决问题创新设计能力，为以后设计工作打下了较好基础。第 12 页