圆孔拉刀设计
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机械制造技术基础课程设计(刀具部分) 圆孔拉刀设计计算说明书机械工程学院目录一、原始条件及设计要求: (3)二、刀具结构形式的确定: (3)三、刀具材料的确定: (3)四、刀具几何参数的合理选择及其计算 (4)五、拉削力及拉刀强度验算: (8)5.1拉削力验算 (8)5.2 拉力强度验算 (9)六、技术条件的制定 (9)6.1拉刀热处理(文献[5]) (9)6.2拉刀表面粗糙度的制定(文献[3]) (9)6.3拉刀重要尺寸公差的制定(文献[3]) (10)七、拉刀的制造工艺及检验方法 (10)7.1拉刀的检验方法: (10)7.2拉刀制造工艺 (11)八、设计体会 (11)九、参考文献: (12)一、原始条件及设计要求:工件直径为:Φ30H7,长度为:25~40mm ,材料为45#钢,调质处理后硬度为HB220~250,抗拉强度为:0.75GPa ,工件如下图所示。
使用机床为L6140拉床。
试设计圆孔拉刀。
查阅《机械加工工艺手册》,所用机床为卧式内拉床,额定拉力为400kN ,最大行程为2000mm 。
最大拉力5300N 。
取拉削长度0L =40mm ,孔的最终尺寸要求为+0.021030mm二、刀具结构形式的确定:选用综合式圆拉刀,它综合分块式圆拉刀和分层式圆拉刀的优点,且圆拉刀可加工的精度和表面粗糙度为:一般:H7~H9,Ra0.8um 以下,完全符合加工要求。
综合式圆拉刀精切齿采用分层拉削图形,可保证较高的加工精度和表面质量,其粗切削齿采用分块拉削,但不分齿组,而是每齿切去一圈金属的一半,其余留给下一齿,每齿都有齿升量,故实际切削厚度为2f a (第一齿为f a )。
由于单位切削力减小,故齿升量f a 可适当增大,拉刀长度可减小。
此外,圆弧形分屑槽具有较大的侧后角,刀尖角也大,这些都使拉刀寿命延长。
这种拉刀也较易制造,所以在生产中应用较多。
三、刀具材料的确定:根据《金属切削刀具设计手册》,可选用拉刀材料为W6Mo5Cr4V2的普通高速工具钢。
序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
目录0.序言 (1)1.可转位车刀设计 (3)2.圆孔拉刀设计 (10)3.结语 (15)4参考文献 (16)一可转位车刀设计设计题目:已知:工件材料Y12,使用机床CA6140,加工后dm=22,Ra3.2,需精车完成,加工余量自定,设计装T刀片95°偏头外圆车刀。
设计步骤:1.1 选择刀片夹固结构:考虑到加工在CA6140普通车床上进行,属于连续切削,采用杠杆式刀片夹固结构。
1.2选择刀片材料:(硬质合金牌号)由原始条件给定:被加工工件材料为Y12,连续切削,完成精车工序,按照硬质合金的选用原则,选取刀片材料(硬质合金牌号)为YT30。
1.3选择车刀合理角度:根据刀具合理几何参数的选择原则,并考虑到可转位车刀:几何角度的形成特点,选取如下四个主要角度。
(1)前角=15°,(2)后角=8°,(3)主偏角=95°;(4)刃倾角=-3°,后角α。
的实际数值以及副后角在计算刀槽角度时,经校验后确定。
1.4选择切削用量:根据切削用量的选择原则,查表确定切削用量为, 精车:pa =0.5 mm ,f =1mm/r ,v =60m/min1.5选择刀片型号和尺寸: (1)选择刀片有无中心固定孔由于刀片夹固结构已选定为杠杆式,因此应选用有中心固定孔的刀片。
(2)选择刀片形状按选定的主偏角=95°,选用三角形刀片 (3)选择刀片精度等级 选用U 级。
(4)选择刀片内切圆直径d (或刀片边长L ) 根据已选定的pa 、r K 、sλ,可求出刀刃的实际参加工作Lse 。
机械设计制造及其自动化专业设计说明书(圆孔拉刀设计)题目:圆孔拉刀设计说明书学院:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化姓名:指导教师:完成日期: 2013年11月28日机械工程学院2013年11月目录第1章原始条件 (1)第2章设计计算过程 (2)2.1选择拉刀材料及热处理硬度 (2)2.2确定拉削方式 (2)2.3选择刀齿几何参数 (2)2.4确定校准齿直径 (2)2.5确定拉削余量 (2)2.6选取齿升量 (2)2.7设计容屑槽 (3)2.8确定分屑槽参数 (3)2.9选择拉刀前柄 (4)2.10校验拉刀强度与拉床载荷 (4)2.11确定拉刀齿数和每齿直径尺寸 (4)2.12设计拉刀其他部分 (5)2.13技术要求 (5)2.14绘图 (5)设计总结 (7)致谢 (8)参考文献 (9)第1章原始条件1、工件材料:40Cr,硬度:217-255 HB,毛坯为扩孔。
Ra=1.6,L=80mm,有空刀槽。
2、零件尺寸:拉前孔径:DW=53,上偏差为+0.12,下偏差为0,拉后孔径:DM=55,上偏差为+0.03,下偏差为0,。
3、使用设备:L6140型卧式拉床。
第2章 设计计算过程2.1选择拉刀材料及热处理硬度40Cr 为合金结构钢,选择W18Cr4V 钨系高速钢按整体式制造拉刀。
拉刀热处理硬度:刀齿及后导部63~66HRC ;前导部60~66HRC ;前柄45~58HRC 。
2.2确定拉削方式综合式拉刀较短,拉削精度和表面质量并不低于其它拉削方式,且拉刀耐用度较高。
因此,本例选择综合式拉削。
2.3选择刀齿几何参数按《金属切削刀具设计简明手册》表4-2、表4-3选择,得工件材料为合金结构钢,拉刀刀齿前角10o γ=︒,粗切齿11230,0.1o a b mm α+︒'=︒≤;精切齿3012,(0.1~0.2)o a b mm α'︒+==;校准齿3011,(0.2~0.3)o a b mm α'︒+==。
A=0.005+(0.050.1)mm=1mm拉削后孔的最大直径为=55.030mm 拉削孔的最小直径取为=55mmA=-=1mm 确定校准齿的直径=55.030mm=15°=55.030mm=55mm=55.030mm =15°的作用是减少刀齿后刀面与被加工面之间的摩擦,查表可知拉刀粗切齿=3°=3°,校准齿=1°)确定刀具刀带刀带的作用是使于在制造拉刀时,控制查表可知拉刀刃带粗切齿=0.2mm切齿=0.3mm,校准齿=0.8mm齿升量查表得=0.05mm 粗切齿=3°精切齿=3°校准齿=1°粗切齿=0.2mm 精切齿=0.3mm 校准齿=0.8mm=0.05mm同时工作齿数可用下式计算:=L/t+11.5)=8查表可知=81/2,可属过渡齿;Z=(A-0.2-0.1)/2+1=8h`=1.13=1.13×=3.5纳在槽中。
分屑槽的深度一定要大于齿升量,弧形槽查表=55mm,槽数=12,三角形槽查表=60mm=12π=34,=50f8、=38mm 度为=10mm 三种,取=15mm =60mm 等于工件拉前孔的最小直径=54mm =54f7后导部的长度,可取为工件的=(1/21/3)=(1/2=50f8=38mm =15mm =60mm=54mm=54f7=30mm=11×(8+5L`=++=L=+L`+=231+312+30=573mm=55mm d=38mm =6 F`=69.6N查表计算=F`(π/2)=42069N=π/4=π×/4=1133.54δ=/=42069/1133.54×=37.11M机床=200×0.8KN=160KN<,=231mm=60mmd=38mm=6F`=69.6N=1133.54 [δ]=350MPa δ=37.11MPa=160KN<。
专业课程设计说明书(智能制造专业)(刀具部分)设计题目:圆孔拉刀设计者:学号:指导教师:山东大学机械工程学院二零二一年十二月二十九日目录1前言 (3)2绪论 (3)2.1矩形花键拉刀的相关介绍 (3)2.2设计的目的及要求 (3)2.2.1设计目的 (3)2.2.2设计要求 (4)3矩形花键拉刀设计 (4)3.1 原始条件和设计要求 (4)3.2 设计步骤 (4)3.2.1选择拉刀材料 (4)3.2.2确定拉削方式 (4)3.2.2选择切削齿几何参数 (4)3.2.4确定核准齿直径 (5)3.2.5计算拉削余量 (5)3.2.6选取齿升量 (5)3.2.7设计容屑槽 (5)3.2.8拉刀强度与拉床载荷 (6)3.2.9拉刀其他部分设计 (8)3.2.10计算和校验拉刀总长 (8)4总结 (9)5致谢 (9)6参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。
1前言经过机械学院前三年的培养,刀具设计课程设计旨在锻炼我们运用所学知识的能力,将平时积累的知识和经验运用到刀具设计之中,夯实学习成果,进一步提高专业设计水平和设计能力。
拉刀种类繁多,它可加工各种形状通孔,直槽,螺旋槽和直线或曲线的外表面。
它是一种高生产率刀具,它切削速度低,耐用度高,寿命高。
拉刀是多刃切削刀具,切削力较大但机床结构简单,成本高,只适用于大批量生产。
我本次的课程设计课题是圆孔拉刀。
在设计过程当中,我查阅设计说明书和指导手册,比如金属切削原理及刀具,利用AutoCAD等软件辅助设计计算。
通过这次设计,我把以往所有所学知识加以梳理,同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补,进而使我对专业知识得到更加全面和系统的掌握。
2绪论2.圆孔拉刀的相关介绍我设计选择的题目是:圆孔拉刀设计。
拉刀上有很多齿,后一个刀齿(或后一组刀齿)的齿高要高于(或齿宽宽于)前一个刀齿,所以当拉刀作直线运动时(对某些拉刀来说则为旋转运动),便能依次地从工件上切下很薄的金属层。
圆孔拉刀,矩形花键铣刀的设计说明书目录一.绪论 (3)1.1刀具的发展............................ .. (3)1.2本课题的研究目的....... .. (3)二.圆孔拉刀的设计 (3)1.刀具结构参数及各部分功用............................ . (5)2. 设计步骤 (5)3.设计要求 (5)4.确定拉削方式 (5)5.选择刀齿几何参数 (5)6.确定校准齿直径 (6)7.确定拉削余量 (6)8.选取齿升量 (6)9.设计容屑槽 (6)10.确定分屑槽参数 (8)11.选择拉刀前柄 (8)12校验拉刀强度与拉床载荷................. .. (8)13确定拉刀齿数和每齿直径尺寸........... . (9)14设计拉刀其它部分.......... .. (10)15.计算和校验拉刀总长 (11)16.制定拉刀技术条件 (12)17.绘制拉刀工作图 (12)三.矩形花键铣刀的设计 (12)3.1原始数据 (13)3.2设计步骤 (13)3.21齿槽半角 (13)3.22齿顶圆弧中心半角 (13)3.23齿顶宽 (13)3.24初算齿廓高度 (13)3.25铣刀宽度 (13)3.26按铣刀宽度最后确定齿廓高度 (13)3.27铣刀齿顶圆弧半径 (14)3.28齿顶圆角半径 (14)3.29铣刀前角 (14)3.30容屑槽形式 (14)3.31铣刀孔径 (14)3.32铣刀外径 (14)3.33铣刀圆周齿数 (14)3.34铣刀的后角 (15)3.35铲削量 (15)3.38容屑槽间角 (15)3.40键槽尺寸 (15)3.41空刀导角尺寸 (15)3.42技术条件 (15)总结 (16)参考文献 (17)一绪论1.1刀具的发展随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广.刀具的发展在一定程度上决定着生产率,中国加入WTO后,各行各业面临的竞争越来越激烈,一个企业要有竞争力,其生产工具必须具有一定的先进性.中国在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小与复杂程度,都离不开刀具。
圆孔拉刀设计说明书目录前言 (3)1.原始条件和设计要求 (4)2.设计步骤 (4)2.1选择拉刀材料 (4)2.2拉削方式 (4)2.3校准齿直径 (5)2.4拉削余量 (5)2.5几何参数 (5)2.6齿升量 (5)2.7确定齿距 (5)2.8确定同时工作齿数 (5)2.9容屑槽形状 (5)2.10确定容屑系数 (6)2.11确定容屑槽尺寸 (6)2.12拉刀的分屑槽形状及尺寸 (6)2.13确定拉刀的齿数和每齿直径 (6)2.14柄部结构形式及尺寸 (8)2.15颈部直径与长度 (8)2.16过渡锥长度 (9)2.17前导部直径长度 (9)2.18后导部直径长度 (9)2.18柄部前端到第一齿长度 (9)2.19后导部直径长度 (9)2.20计算最大切削力 (9)2.21拉床拉力校验 (9)2.22拉刀强度校验 (10)2.23计算校验拉刀 (10)2.24确定拉刀技术要求 (10)2.25绘制拉刀工作图 (13)3.总结 (14)4.总结 (15)5.参考文献 (16)前言大学三年的学习即将结束,在我们即将进入大四,踏入社会之前,通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学,同时对于我们自身来说,这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。
为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
我的课程设计课题是圆孔拉刀的设计。
在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识,比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD、PRO/E的运用,设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。
我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验,同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补。
使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握.1.原始条件和设计要求工件直径03.0+Ra1.6 μm,工件材料: 拉床型号采用10%极压乳化液 2.设计步骤 2.1选择拉刀材料拉刀材料常用 W6Mo5Cr4V2高速工具钢整体制造。
金属切削原理与刀具课程设计说明书圆孔拉刀设计1:已知条件 (2)1.1:拉刀条件选择 (2)1.2:工件材料 (2)1.3拉床类型选择 (2)1.5刀具材料 (2)2.零件尺寸参数表 (2)3:确定拉屑余量A (2)3.1:选取齿升量fz (2)3.2:计算齿数Z (3)3.5:直径Dx (3)3.6:切屑齿齿距P (3)3.7:粗与过渡切屑齿齿距P1 P2 (3)3.7.1:精与校准切屑齿齿距P3 Pz (3)3.7.2:同时工作齿数Zi (3)3.7.3 :容屑槽形式 (4)3.8:容屑槽深度h (4)3.9:分屑槽尺寸 (4)4:刀齿前角和后角与刀齿韧带宽 (4)5:柄部结构尺寸 (4)6:过渡锥与颈部 (4)7:前导部与后导部 (5)8.:最大拉屑力 (5)9:拉力强度校核 (5)10.切屑部长度 (5)10.1校准部长度 (5)10.2 拉刀总长度 (6)11 :材料与热处理硬度 (6)12:技术条件 (6)参考文献:综合室圆孔拉刀设计一.课程设计题目:1:已知条件1.1要加工的工件零件图如图所示。
1.2工件材料:45钢。
σb =0.598Gpa 1.3使用拉床:卧式内拉床L6140A 1.4倒角5X45° 1.5刀具材料:45钢零件图2.零件尺寸参数表3.确定拉削余量 A .由<金属切削与刀具实用手册>查表按表5-36,直径方向拉屑余量 A=1.025mm 3.1选取齿升量f z. (Ⅰ-粗切 Ⅱ-过渡 Ⅲ-精切 Ⅳ-校正 )由<金属切削原理与刀具>,精切齿齿升量f z Ⅲ=0.010。
f z Ⅰ=0.03。
过渡齿齿升量调正为: f zⅡ=0.0250.020 0.015 0.010 f z Ⅳ=03.2计算齿数Z初选取Z Ⅲ=4 Z Ⅱ=4 Z Ⅳ= 6 计算Z Ⅰ Z Ⅰ=[A -(A Z Ⅱ+A Z Ⅲ)]/(2×f z Ⅰ)Z Ⅰ=[A -(A Z Ⅱ+A Z Ⅲ)]/(2×f z Ⅰ)={1.025-[2×(0.025+0.020+0.015+0.010)+2×(4×0.01)]}/(2×0.03)=13.416 取Z Ⅰ= 13 余下未切除的余量为:2A={1.025-[13×2×0.03+2×(0.025+0.020+0.015+0.010)+4×2×0.010]} =1.025-(0.78+0.14+0.08) =0.025工件材料 组织状态 D dL参数45钢调制12001.005080将0.025未切除的余量分配给粗切齿,则粗切齿Z Ⅰ=14 最终选定齿数 Z Ⅰ= 13+1 Z Ⅱ=4 Z Ⅲ= 4 Z Ⅳ= 6 Z =Z Ⅰ+Z Ⅱ+Z Ⅲ+Z Ⅳ = 28 3.5 直径 D x⑴ 粗切齿D x1=d min =49.00 D x2 =D x1+2f z Ⅰ……………………D x2 -D x14=49.06、49.12、49.18、49.24、49.30、49.36、49.42、49.48、49.54、49.60、49.66、49.72、49.78⑵ 过渡齿D x15 -D x18 =49.83、49.87、49.90、49.92 ⑶ 精切齿D x14 -D x17 =49.94、49.96、49.98、50.00 ⑷ 校准齿D x18 -D x23 =50.00 3.6 切屑齿齿距P齿距P=(1.25~1.8)× L 0.5=1.5×5.080=13.416,取整13mm 3.7粗与过渡切屑齿齿距P1 P2 取P1=P2=133.7.1精与校准切屑齿齿距P3 Pz 取P3=Pz=(0.6~0.8)P=10mm3.7.2同时工作齿数Zi工作齿数Zi= L / P +1 =80 /13+1=7.15 取整Zi=73.7.3 容屑槽形式 选取直线齿背型3.8容屑槽深度h 形式:圆弧齿背形由<金属切削原理与刀具实用技术.>:得粗切齿.过渡齿尺寸: h=(0.3~0.4)P=4g=(0.3~0.35)P=4 r=(0.5~0.6)h=2齿背角(50°~55°)精切齿. 校准齿尺寸:h=(0.3~0.4) ×(0.6~0.8)P=4 g=(0.3~0.35×(0.6~0.8)P=3.2 r=(0.5~0.6)×h=2齿背角(50°~55°)3.9分屑槽尺寸由<金属切削原理与刀具实用技.>查表5-13得 弧形槽:n=12 R=25角度槽:n=22 b =1mm h=1mm 槽底后角:αn =5°4刀齿前角和后角与刀齿韧带宽由<金属切削原理与刀具实用技术>。
圆孔拉刀及矩形花键铣刀设计说明书目录刖言一、绪论 (2)二、刀具设计1.圆孔式拉刀的设计 (4)2.矩形花键铣刀的设计 (11)三、小结 (16)四、参考文献 (18)、八前言大学三年的学习即将结束,在我们即将进入大四,踏入社会之前,通过这次课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学,是一件非常有意义的事。
对于我们自身来说,这次课程设计很巧妙地把一些实践性的东西带入我们的设计,并和我们平时所学的理论知识联系在了一起。
这为我们是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个良好的基础。
我的课程设计课题目是圆孔拉刀与矩形花键铣刀的设计。
在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识,比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCA的运用,设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。
我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验,同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补,使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。
由于本人水平有限,设计时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题,再加上现有我们对知识掌握的程度,所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方,为了提高今后设计设计的质量,希望在审核的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激.一、绪论1.刀具的发展随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广•刀具的发展在一定程度上决定着生产率,中国加入WTO后,各行各业面临的竞争越来越激烈,一个企业要有竞争力,其生产工具必须具有一定的先进性•中国作为一个农业大国,其在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小与复杂程度,都离不开刀具。
目前,在金属切削技术领域中,我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距,但这种差距正在缩小。
随着工厂、企业技术改造的深入开展,各行各业对先进刀具的需要量将会有大幅度的增长,这将有力地促进金属切削刀具的发展2.本课题研究的目的课程设计作为工科院校大学生的必修环节,不仅是巩固学生大学所学知识的重要环节,而且也是在检验大学生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力,是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。
一、设计题目 2二、机床的选择及其他参数 2三、设计步骤 21、拉刀材料选择 22、拉削方式选择 33、几何参数的确定 34、校准齿直径 35、拉削余量计算 36、齿升量确定 47、容屑槽的确定 4(1)计算齿距 4(2)容屑槽形状及尺寸采用曲线齿背 4(3)容屑条件校验 4(4)同时工作齿数校验 48、确定分屑槽参数 59、前柄部形状和尺寸设计 510、拉刀强度和拉床载荷校验 511、齿数及每齿直径确定 612、拉刀其他部分设计 613、计算和校验拉刀总长确定 714、技术条件 7小结 8参考文献 9一、设计题目工件外径D:180mm,长度64mm,材料45钢,热处理状态:调质,硬度在220~250HBS,孔内径d:。
二、机床的选择及其他参数拉床为L6140型不良好状态的旧拉床,采用10%极压乳化液,拉削后孔的收缩为0.011mm。
三、设计步骤1、拉刀材料选择拉刀结构复杂,价格昂贵,因此要求采用耐磨的刀具材料,以尽量提高刀具耐磨度。
此任务可采用。
2、拉削方式选择拉刀从工件上把拉削余量切下来的顺序和方式,通常都用图形表达,称这种图形为“拉削图形”。
拉削图形分为分层式、分块式和综合式三大类。
综合式拉削集中了成形式拉削与轮切式拉削的特点,即粗切齿制成轮切式结构,精切齿则采用成形式结构。
这样,既缩短了拉刀长度,保证较高的生产率,又能获得较好的工件表面质量。
这里也使用综合式设计。
3、几何参数的确定按表4.2,取前角,精切齿和校准齿前刀面倒。
按表4.3,取粗切齿后角,倒棱宽,精切齿后角,,校准齿,。
4、校准齿直径以角标x表示校准齿的参数:式中------收缩量,取,则。
5、拉削余量计算按表4.1计算。
当预制孔采用钻削加工时,A的初值为:采用钻头,最小孔径为,拉削余量为:6、齿升量确定按表4.4,取粗切齿齿升量为。
7、容屑槽的确定(1)计算齿距按表4.8,粗切齿与过渡齿齿距为取精切齿与校准齿齿距(用角标j表示精切齿的参数)(2)容屑槽形状及尺寸采用曲线齿背按表4.9基本槽形,粗切齿与过渡齿取,精切齿与校准齿取,如图1.4所示。
新乡学院课程设计说明书学生姓名:袁琛学号:12042010113学院:机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化题目:圆孔拉刀的设计指导教师:梁炜2013年06月03日圆孔拉刀设计设 计 说 明 及 计 算备 注设计课题如图所示,材料为σb=0.735GPa 的45钢料,硬度为185—220HBS 。
内孔尺寸φ20H7×30mm ;在L6120型卧式拉床上加工,拉床工作状态良好。
要求设计圆拉刀。
拉前预制孔用麻花钻或扩孔钻作出。
设计步骤如下: 1)选择拉刀的材料及热处理硬度,查高速钢牌号及用途表选择W6Mo5Cr4V2高速钢按整体式制造拉刀,热处理要求:刀齿及后导部 63—66HRC ;前导部 60—66HRC ;前柄 45—58HRC 。
2)确定拉削方式 综合式拉刀较短,适于拉削碳钢和低合金钢,拉削精度和表面质量并不低于其它拉削方式,且拉刀耐用度较高。
因此,本例选择综合式拉削。
3)选择刀齿几何参数 查拉刀前角及后角推荐值表,选择拉刀前角γ0=15°,粗切齿:α0=3°30′,b a1=0.1 精切齿:α0=2°30′,b a1=0.15 校准齿: α0=1°30′,b a1=0.2。
4) 确定校准齿直径 d 拉刀校准齿=d 拉削孔+δ=20.035mm 式中δ----- 拉削变形(收缩)量,δ=0.01mm. 5) 确定拉削余量,计算余量为 mm l d A m 922.03015.020005.0)2.0~1.0(005.0'=⨯+⨯=+=按GB1439-78《锥柄长麻花钻》第1系列取φ19.0mm 的钻头。
这样实际拉削余量为 A=20.035-19.0=1.035mm 6) 选取齿升量 查分层式拉刀粗切齿齿升量表,选取粗切齿齿升量a f =0.03mm 。
7)设计容屑槽 (1)计算齿距 查拉刀齿距及同时工作齿数表,粗切齿与过渡齿齿距为 高速钢牌号及用途表出自刀具设计手册第113页,附录表-5拉刀前角及后角推荐表出自刀具设计手册第66页表4-2,表4-3分层式拉刀粗切齿齿升量表出自刀具设计手册第67页表mm l p 2.8~8.630)5.1~25.1()5.1~25.1(===取 p=8mm. 精切齿和校准齿齿距取为 mm p p p x j 5)8.0~6.0(===(2)选取拉刀容屑槽 查拉刀容屑槽形状及尺寸表,选曲线齿背型,粗切齿和过渡齿取深槽,h=3mm ;精切齿和校准齿取基本槽,h=2mm 。
(3)校验容屑条件 查拉刀容屑槽容屑系数表取容屑系数k=3.0,则 mm l a k h f 63.23003.02313.1)2(13.1'=⨯⨯⨯⨯==h’<h ,容屑条件校验合格。
(4)校验同时工作齿数 查表拉刀齿距及同时工作齿数表,得(l/p)=30/8=3,z emin =3,z emax =3+1=4。
满足3≤z e ≤8的校验条件,校验合格。
8) 确定分屑槽参数 拉刀粗切齿与过渡齿采用弧形分屑槽,精切齿(最后一个精切齿除外)采用三角形分屑槽。
弧形槽按圆拉刀弧形分屑槽参数设计,当d 0min =19mm ,槽数n k =6,槽宽 mm mm mm n d a k 5.4)7.0~3.0(690sin 19)7.0~3.0(90sin min 0=-⨯=-=切削宽度 mm a n d a k w 34.55.4690sin 19290sin 2min 0=-⨯⨯=-=因aw>a ,可使拉削表面质量较好,前后刀齿重叠拉削而无空隙。
三角形槽按圆拉刀三角形分屑槽参数设计,d 0=20mm ,槽数 12)51~61(0==d n π槽宽b=0.8—1mm ,槽深h ’=0.4mm ,槽形角ω≥90°。
前后刀齿的分屑槽应在圆周方向错开半个槽距,交错排列。
9) 选择拉刀前柄 查圆柱形前柄GB3832.2-83选用Ⅱ型-A 无周向定位面的圆柱形前柄,取d 1=18mm ,卡爪处底径d 2=13.5mm ,其他见拉刀零件图。
拉刀不设后柄。
10)校验拉刀强度与拉床载荷 (1)拉削力的计算 查拉削力计算公式及修正系数表和拉刀切削刃切削力表,根据综合式拉削特点,切削厚度ac=2af: KNk k k k k Z a F F e w z 67.39101113.11.11.1422014.3231103343210max 'max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∑=-- (2) 拉刀强度校验 拉刀最小断面为前柄卡爪底部,其面积为: 2222min 1.14345.1314.34mm d A r =⨯==π 4-4,拉刀齿距及同时工作齿数表出自刀具设计手册第69页表4-7,拉刀容屑槽形状及尺寸表出自刀具设计手册第69页表4-8,拉刀容屑槽容屑系数表出自刀具设计手册第71页表4-10圆拉刀弧形分屑槽参数设计和拉刀三角形分屑槽参数设计参考刀具设计手册第71,72页表4-11,表4-12圆柱形前柄GB3832.2-83参考刀具设计手册第73页表4-17拉削力计算公式及修正系数表和拉刀切削刃切削力表参考刀具设计手册第76,77页表4-20,表4-21,表4-22危险断面部位的拉应力为:GPa GPa A F r 2772.01.14367.39min max ===σ 查高速钢拉刀许用应力表高速钢圆拉刀许用应力[σ]=0.35—0.4GPa ,显然σ< [σ],拉刀强度校验合格。
(3) 拉床拉力校验 已知使用的拉床L6120状态良好,查拉床参数表得知L6120公称拉力为200KN ,查拉床工作状态修正系数表得修正系数k=0.8,所以拉床实际拉力 KN F 1608.0200=⨯=实际显然,F max <F 实际,拉床载荷校验合格。
11) 确定拉刀齿数和每齿直径尺寸 取过渡齿与精切齿齿升量为:0.025, 0.02, 0.015, 0.01, 0.01mm ,共切除余量 mm A A g j 16.0)01.001.0015.002.0025.0(2=++++=+其中,前2齿为过渡齿;后3齿为精切齿。
粗切齿齿数为: 12104.0216.0035.112=+⨯-=+--=f j g c a A A A z 粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量 mm mm 04.1]16.004.02)112[(=+⨯⨯-因(1.035-1.04)mm=-0.005mm ,切除过多,因此将最后一个精切齿齿升量改为0.005mm 。
查拉刀校准部齿数表取校准齿6个,其直径d ox =20.035。
这样拉刀的总齿数为: 2363212=+++=+++x j g c z z z z各齿直径尺寸及其公差见下表: 齿 号 直径基本尺寸D(mm) 直径尺寸公差(mm)1 19.000±0.015 2 19.0803 19.1604 19.2405 19.3206 19.4007 19.4808 19.5609 19.64010 19.72011 19.80012 19.88013 19.930 ±0.010拉床参数表及拉床工作状态修正系数表参考刀具设计手册第78页表4-23,表4-24拉刀校准部齿数表参考刀具设计手册第73页表4-1414 19.970 15 20.000 -0.01016 20.020 17 20.030 18 20.035 0 -0.005 19 20.035 20 20.035 21 20.035 22 20.035 2320.03512) 设计拉刀其他部分查拉刀刀柄颈部、过渡锥部、前导部和后导部参数设计表,选取参数如下: 前柄 l 1=80mm ,d 1=18mm颈部 l 2=m+B s +A-l 3=10+75+35-10≈110mm ,d 2=17.5mm 过渡锥 l 3=10mm前导部 l 4=40mm ,d 4=d win =19f7mm 后导部 l 7=20mm, d 7=d mmin =20f7mm 拉刀前柄端面至第1刀齿的距离mm l A B m l L s 265)40357510105(4''1'1=++++=++++=13) 计算和校验拉刀总长粗切齿与过渡齿长 l 5=8×(12+2)=112mm 精切齿与校准齿长 l 6=5×(3+6)=45mm拉刀总长 mm l l l L L 4422045112265765'1=+++=+++=查圆孔拉刀的最大总长度参数表,得知此拉刀最大允许长度为: mm d L 5602028280max =⨯== 显然L<L max ,所以长度校验合格。
14) 绘制圆孔拉刀零件图 见圆孔拉刀零件图。
拉刀刀柄颈部、过渡锥部、前导部和后导部参数设计表参考刀具设计手册第75页表4-19圆孔拉刀的最大总长度参数表参考刀具设计手册第78页表4-26设计总结这次刀具课程设计,是我们第一次较全面的金属切削刀具知识的综合运用,通过这次练习,使得我们对金属切削刀具基础知识有了一个较为系统全面的认识,加深了对所学知识的理解和运用,将原来看来比较抽象的内容实现了具体化,初步掊养了我们理论联系实际的设计思想,训练了综合运用相关课程的理论,结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展了有关金属切削刀具设计方面的知识。
通过制订设计方案,合理选择各种参数,正确计算金属切削刀具的各项尺寸,以及针对课程设计中出现的问题查阅资料,大大扩展了我们的知识面,培养了我们在本学科方面的兴趣及实际动手能力,对将来我们在此方面的发展起了一个重要的作用。
本次课程设计是我们对所学知识运用的一次尝试,是我们在刀具知识学习方面的一次有意义的实践。
在本次课程设计中,我独立完成了自己的设计任务,通过这次设计,弄懂了一些以前书本中难以理解的内容,加深了对以前所学知识的巩固。
在设计中,通过老师的指导,使自己在设计思想、设计方法和设计技能等方面都得到了一次良好的训练。
参考文献[1] 金属切削原理,陈日曜主编,北京:机械工业出版社,2007[2] 金属切削刀具,乐兑谦主编,北京:机械工业出版社,2007[3] 金属切削刀具设计简明手册,刘华明主编,北京:机械工业出版社,2005[4] 刀具设计手册,袁哲俊,刘华明主编,北京:机械工业出版社,1999[5] 非标刀具设计手册,许先绪主编,北京:机械工业出版社附录图纸:。