圓孔拉刀刀具課程設計說明書

1、沈陽理工大學1序言序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。沈陽理工大學2目錄目錄0.0.序言序言 .1 11.1.可轉(zhuǎn)位車刀設計可轉(zhuǎn)位車刀設計 .3 32.2.圓孔拉刀設計圓孔拉刀設計 .10103.3.結(jié)語結(jié)語 .15154 4 參考文

2、獻參考文獻.1616沈陽理工大學3一一 可轉(zhuǎn)位車刀設計可轉(zhuǎn)位車刀設計設計題目設計題目: :已知：工件材料 Y12，使用機床 CA6140，加工后 dm=22，Ra3.2，需精車完成，加工余量自定，設計裝 T 刀片 95偏頭外圓車刀。設計步驟：1.11.1 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)：選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)：考慮到加工在 CA6140 普通車床上進行，屬于連續(xù)切削，采用杠桿式刀片夾固結(jié)構(gòu)。1.21.2 選擇刀片材料：（硬質(zhì)合金牌號）選擇刀片材料：（硬質(zhì)合金牌號）由原始條件給定：被加工工件材料為 Y12，連續(xù)切削，完成精車工序，按照硬質(zhì)合金的選用原則，選取刀片材料（硬質(zhì)合金牌號）為 YT30。1.31.3 選擇車

3、刀合理角度：選擇車刀合理角度：根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀：幾何角度的形成特點，選取如下四個主要角度。（1）前角15， （2）后角8， （3）主偏角95;（4）刃傾角-3，后角 。的實際數(shù)值以及副后角在計算刀槽角度時，經(jīng)校驗后確定。沈陽理工大學41.41.4 選擇切削用量選擇切削用量：根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定切削用量為，精車：0.5 mm，f1mm/r，v60m/minpa1.51.5 選擇刀片型號和尺寸：選擇刀片型號和尺寸：（1）選擇刀片有無中心固定孔由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選定為杠桿式，因此應選用有中心固定孔的刀片。（2）選擇刀片形狀按選定的主偏角95，選用三角形刀

4、片（3）選擇刀片精度等級選用 U 級。（4）選擇刀片內(nèi)切圓直徑 d（或刀片邊長 L）根據(jù)已選定的、，可求出刀刃的實際參加工作 Lse。parKs為： L1.5Lse=1.026psers0.50.804sincossin95 cos(3 )aLK（5）選擇刀片厚度 S根據(jù)，f，利用諾模圖，得 S4.73pa（6）選擇刀尖圓弧半徑：根據(jù)，f，利用諾模圖，得連續(xù)切削rpa=1.6r（7）選擇刀片斷屑槽型式和尺寸根據(jù)條件，選擇 A 型。當?shù)镀吞柡统叽绱_定后，斷屑槽尺寸便沈陽理工大學5可確定。確定刀片型號：TNUM220416-A，尺寸為：L=22;d12.7;S4.76 ; =5.16;m=17.

5、463;=1.61dr1.61.6 確定刀墊型號和尺寸：確定刀墊型號和尺寸：硬質(zhì)合金刀墊型號和尺寸選擇，取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀片的型號和尺寸:適合于偏心式夾固結(jié)構(gòu)的需要，并與刀片型號為TNUM220416-A 相對應的硬質(zhì)合金刀墊的型號為：T22A，其具體尺寸為 L20.26,d11.7,S3.18,d1=6.6， 0.8，c=1.5r 8D 1.71.7 計算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何計算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關(guān)系，刀槽角度計算步驟是角度之間的關(guān)系，刀槽角度計算步驟是：（1）刀桿主偏角95rgKrK（2）刀槽刃傾角，-3sg

6、sgs=（3）刀槽前角 刀槽底面可看作刀面，則刀槽前角的計算公式ogrogrsogstancostan1tantancosnboonbt an將15，20，-3代入得：onbsogtan20cos(3 )tan0.0881 tan15 tan20 cos(3 ) tan15則5.029 取5ogog（4）驗算車刀后角0沈陽理工大學6車刀后角的驗算公式為0ogss0ogs(tantancos)costan1tantancosnbnb當0時 nb20ogstantancos 將53ogs代入 則4.97220tantan5cos (3 )0.087 0與所選后角值相近，可以滿足切削要求。而刀桿后角

7、og0故4.972，取5ogog（5）刀桿副偏角/rgK /rgK/rK 而180/rKrKr 又，rgrrgKrK 180180/rgKrgKrgrKr車刀刀尖角的計算公式r/2rogsogsscotcot1 (tancos)tansincosrb當時,將-5-3代入，rb60。ogs得， cot=cotrrbssogsogcossintan)cos(tan12cot0.581，59.84rr1809559.84=25.5/rgK沈陽理工大學7取 =25.5/rgK（6）驗算車刀副后角/0og/0/og(tantancos)costan,1tantancosnbsgsgnbsg當0時，而nb

8、/20ogtantancossg /ogsgtantancostansinogrgrg /ogsgtantansintancossgrgrg將5-359.84代入ogsgsrgr tan=tan（-5）cos59.84+tan（-3）sin59.84=-og0.089則-5.09/og tan=tan（-5）sin59.84+tan（-3）cos59.84=-rg0.049則-2.81/sg再將-5.09，-2.81代入/og/sg得 tan-tan（-5.09）（-2.81）-0.089o2cos則5.09/0可以滿足切削要求而刀桿副后角=/og/0故=5.09，=5/og/0綜合上述計算結(jié)

9、果，可以歸納出：沈陽理工大學8車道的幾何角度為：15，4.97，9525.16，-3o0rK/rKs5.09/0刀桿與刀槽的幾何角度為：-5，5，95，25.5, 3，ogogrgK/rgKsg=5/og1.81.8 選擇刀桿材料和尺寸：選擇刀桿材料和尺寸：（1）選擇刀桿材料選用 45 號鋼為刀桿材料，熱處理硬度為 HRC38-45 （2）選擇刀桿尺寸1）選擇刀桿截面尺寸因加工使用 CA6140 普通車床，其中心高為 200mm，并考慮到為提高刀桿，選取刀桿截面尺寸 BxH20 x25mm 由于切削深度0.5mm，進給量 f1mm/r，可以不必校驗刀桿強度。pa2）選擇刀桿長度尺寸選取刀桿長度

10、為 150mm1.91.9 選擇杠桿及其相關(guān)尺寸選擇杠桿及其相關(guān)尺寸（1）選擇杠桿材料杠桿材料選用 45 鋼，熱處理硬度為 HRC40-45，發(fā)黑。（2）選擇杠桿直徑和偏心量 ecd=-（0.2-0.4）mcd1d前面已經(jīng)選定=5.16 括號內(nèi)取1d沈陽理工大學9則=5.16-0.4=4.76mmcd偏心量 e 即021221dd22e1為使計算方便，取0.13，=1，120d2d211則 e 0.13=0.13x4.76=0.62mm 取 e=0.6mm0d為使刀片夾固可靠，選用自鎖性較好的螺釘偏心銷，并取落定偏心銷轉(zhuǎn)軸直徑為 M62d（3）計算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前面上的位置即用公式（2

11、-6）和（2-7）將 m 和 n 求出（見圖 2-4）,即；10dmsin22dde-cos n=d/2-ecos-（d1-do）/sin根據(jù)前邊已選定的各尺寸得知 d1=3.81mm， d=9.525mm do=3.41mm， e=0.42mm， 取 =67。則 M=9.525/2+0.42sin67-（3.81-3.41）cos67/2=5.07mm N=9.525/2-0.42cos67-（3.81-3.41）sin67/2 =4.41mm沈陽理工大學10二二. . 圓孔拉刀的設計圓孔拉刀的設計被加工孔直徑 D=32 +0.021 0mm,拉前直徑 D0=31 +0.16 0mm 工件拉

12、削孔長度 L=45mm，拉削表面粗糙度不得大于Ra1.6m。 。工件材料：45 鋼，調(diào)質(zhì)處理,硬度 HBS220-250,抗拉強度b=750MPa。拉床型號:L6110 型。采用 10%極壓乳化液。要求設計圓拉刀。設計時應考慮:預制空加工方式;標準麻花鉆鉆削;拉削變形量：拉削后孔收縮，收縮量（在直徑上）為0.01mm。設計步驟（1）選擇拉刀材料 拉刀結(jié)構(gòu)復雜，價格昂貴，因此要求采用耐磨的刀具材料，以盡量提高刀具耐用度。本例采用W18Cr4V . （2）確定拉削方式綜合式拉刀較短，適用拉削碳鋼和低合金鋼，拉削精度和表面質(zhì)量并不低于其它拉削方式，且拉削耐用度較沈陽理工大學11高。因此，本例選擇綜合

13、式拉削。（3）選擇刀齒幾何參數(shù)按表 3 一 2 ，取拉刀前角 15精切齒與校準齒前刀面采用倒棱，br1 =0.5- 1 mm ;粗切齒后角 3, 倒棱寬 ba1 小于 0.2,精切齒:后角 2,ba1=0.3; 校準齒: 后角 1,ba1=0.6確定校準齒直徑（以角標 x 表示校準齒的參數(shù)）dox=dmmax+（1）式中 收縮量，= 0.01 ,dox = 32. 031mm 確定拉削余量計算余量（按表 3-1）為=0.005dm（0.10.2）=(0.005X32+0.15X)mm=0.97mml按 GB143978錐柄長麻花鉆第系列取 30.0mm 的鉆頭。這樣，實際拉削余量為dox-dw

14、min=(32.031-30.0)mm=2.031mm（2）選取齒升量按表 3-4，選取粗切齒齒升量 ap=0.04mm。（3）設計容屑槽1）計算齒距按表 3-7，粗切齒與過渡齒齒距為（1.31.6）=（1.21.6）=6.89.0mml取 P=8mm精切齒和校準齒齒距為 Pj=Px=（0.60.8）P=5.5mm2）選取拉刀容屑槽 查表 3-8，選曲線齒背型，粗切齒和過渡齒取深槽，h=3mm：精切齒和校準齒取基本槽，h=2mm。3）校驗容屑條件 查表 3-10 得容屑系數(shù) k3.0，則 沈陽理工大學12h=1.13=1.13Xmm=2.68mmlafk)2(3004. 020 . 3XXX顯

15、然，hh，容屑條件校驗合格。4）校驗同時工作齒數(shù) 照表 3-7 計算（l/p）=32/8=4, zemin=4,zemax=5。滿足ze8 的校驗條件，校驗合格。（8）確定分屑槽參數(shù) 拉刀粗切齒與過度齒采用弧形分屑槽，精切齒（最后一個精切齒除外）采用三角形分屑槽?；⌒尾郯幢?3-12設計，當 domin=30mm，槽數(shù) nk=8，槽寬a=domin sin90o/nk-（0.30.7）mm =30Xsin90o/8-（0.30.7）mm=5mm切屑寬度 aw=2dominsin90o/nk-a=（230sin90o/8-5）mm=6.71mm因 awa，可使拉削表面質(zhì)量較好,前后刀齒重疊拉削而

16、無空隙。三角形槽按表 4-11 設計，d。=30mm N=（1/71/6）d。=15槽寬 b=11.2mm,深 h=0.5mm,槽形角 w90o前后刀齒的分屑槽應在圓周方向錯開半個槽距，交錯排列。（9） 選擇拉刀前柄 按表 3-17，選用型A 無周向定位面的圓柱形前柄，取 d=28mm,卡爪處底徑 d2=21mm,其他見圖 3-1。拉刀無需設后柄。（10） 校驗拉刀強度與拉床載荷 按表 3-20、表 3-21 和表 3-22 計算最大刀削力。根據(jù)綜合式拉削特點，切削厚度 ac=2af。Fmax=FZawzemaxk0 k1 k2 k3 k4103沈陽理工大學13 =16130/241.271.

17、151.131110-3KN=50.06KN拉刀最小斷面為前柄卡爪底部，其面積為 rmin=d22/4=x212/4mm2=346.19mm2危險截面部位的拉應力為 =Fmax/Armin=50.06/346.19GPa=0.145GPa按表 4-25，高速鋼圓拉刀許用應力=0.35GPa,顯然，,拉刀強度校驗合格。按表 3-23、表 3-24 和已知 L6120 型良好狀態(tài)舊拉床，可算出拉床允許拉力 Frk=200X0.8KN=160KN顯然，F(xiàn)maxFrk，拉床載荷校驗合格。（11） 確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑尺寸 按本章一、3.齒升量中所述，取過度齒與精切齒齒升量遞減為：0.03、0.025

18、、0.020、0.015、0.01、0.01mm,共切除余量 Ag+Aj=2（0.03+0.025+0.020+0.015+0.01+0.01）mm=0.22mm 其中，前 2 齒齒升量大于 1/2af,可屬過渡齒；后 4 齒齒升量較小，屬精切齒。粗切齒齒數(shù)按下式計算后取整為Ze=A-(Ag+Af)/2af+1=(1.035-0.22)/2X0.04+1=11粗切齒、過渡齒、精切齒共切除余量（11-1）20.04+0.22mm=1.02mm沈陽理工大學14剩下（1.035-1.02）mm=0.015mm 的余量未切除，需增設一個精切齒切到要求的尺寸。按表 3-14，取校準齒 7 個，其直徑尺寸

19、 dox已在前面計算確定了。這樣，拉刀總齒數(shù)為 zo+zg+zj+zx=11+2+5+7=25圖 3-1 中按齒號列出了各齒直徑尺寸及其公差。（12） 設計拉刀其他部分 按表 3-19：前柄 l=100mm d=28f8mm頸部 l=m+Bo+A-l3110mm d2=d1-0.5mm=27.5mm過渡錐 l3=15mm前導部 l4=40mm d4=dwmin=31f7mm 后導部 l7=20mm d7=dmmin=32f7mm拉刀前柄端面至第 1 刀齒的距離 L1=l1+m+Bs+A+l4=(95+20+75+35+40)mm=265mm (13) 計算和效驗拉刀總長粗切齒與過度齒長 l5=8(11+2)=104mm精切齒與效準齒長 lo=5.5(5+7)=66mm拉刀總長 L=L+l5+l6+l7=455mm按表 4-26 允許拉刀總長為 28do=2830mm=840mm,顯然,拉刀短得多,所以長度合格。沈陽理工大學15結(jié)論結(jié)論通過這次課設，我了解到自己還有很多專業(yè)知識的欠缺，理論與實際不能完全的結(jié)合在一起，需要繼續(xù)完善自己的專業(yè)知識與技術(shù)水平。通過此次課程設計