拉刀課程設計說明書匯總

1、、八 、亠前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(chǔ)課、 技術(shù) 基礎(chǔ)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(chǔ)。 隨著科學技術(shù) 的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向 著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破 傳統(tǒng)的依靠機械能、 切削

2、力進行切削加工的范疇， 可以加工各種難加 工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世， 提高了更新頻率的小批量零件和形狀工具是人類文明進步的標志。 自 20 世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足 的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中， 其功能仍然十分顯著。 機床夾具對零件加工的質(zhì)量、 生產(chǎn)率和產(chǎn)品成 本都有著直接的影響。 復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。 特別是 計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展， 極大地推動了機械加工工藝的進 步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段目錄1已知條件 52. 車刀具材料的選擇 63. 車刀幾何參數(shù)的確定

3、64. 車刀具體設計 85. 拉刀已知條件 106. 拉刀幾何參數(shù)的確定 137拉刀的具體設計 148. 小 結(jié) 159. 參考文獻 16181.C刀片95°偏頭外圓車刀設計已知：工件材料HT20Q使用機床CA6140加工后dm=95,Ra=3.2,需粗、半 精車完成，加工余量自定，設計裝 C刀片95°偏頭外圓車刀。設計步驟：1.1選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)考慮到加工是在CA6140普通機床上進行，屬于連續(xù)切削，參照表 2-1典型 刀片夾固結(jié)構(gòu)簡圖和特點，采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)。12選擇刀片材料由原始條件給定：被加工工件材料為 HT200，連續(xù)切削，完成粗車、半精車 兩道工序，按照硬

4、質(zhì)合金的選用原則，選取刀片材料(硬質(zhì)合金牌號)為 YG3。13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=8°后角=7°(3)副后角=7°主偏角=95°副偏角=12°6)刃傾角= -2 °后角：0的實際數(shù)值以及副后角和副偏角在計算刀槽角度時，經(jīng)校驗后確定。14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：粗車時:ap=3mm，f=0.6mm/r，v=80m/min15選擇刀片型號和尺寸1.5.1選擇刀片有無中心固定孔由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式，因

5、此應選用有中心固定孔的刀片1.5.2選擇刀片形狀按選定的主偏角=95°,選用菱形刀片。1.5.3選擇刀片精度等級選用U級 1.5.4選擇刀片邊長內(nèi)切圓直徑d （或刀片邊長L）根據(jù)已選定的ap,kr,可求出刀刃的實際參加工作長度 Lse。為;Lse二 sin kr cos s3oosin 95 cos(2 )=3.01mmL>1.5L se=4.52mm因為是菱形，所以L=d>4.52 1.5.5選擇刀片厚度S根據(jù)ap,f，利用諾模圖，得S 4.8。1.5.6選擇刀尖圓半徑r ；根據(jù)ap,f,利用諾模圖，得連續(xù)切削r；=4.81.5.7選擇刀片切屑槽型式和尺寸根據(jù)條件，選擇

6、A型。當?shù)镀吞柡统叽绱_定后，斷屑槽尺寸便可確定確定刀片型號：CCUM1506A2，尺寸為L=d=15.875mm,S=6.35mm,d 仁6.35mm, r =1.2刀片參數(shù)：車尖角環(huán)=90°，刃傾角入sn=0°法后角a sn=0°法前角？sn=20°斷屑槽寬Wn=416確定刀墊型號和尺寸硬質(zhì)合金刀墊型號和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀片型號和尺寸：適合于偏心式夾固結(jié)構(gòu)的需要，并與刀片型號CCUM1506A2相對應的硬質(zhì)合金刀墊得型號為：S15B其具體尺寸為：L=d=14.88mm, S=4.76 mm, d1=7.6, r =1.2mm，D

7、=9， C=2.01.7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角 度之間的關(guān)系1.7.1刀桿主偏角Krg=Kr=95°1.7.2刀槽刃傾角 鼻s- s=2°（-2°）1.7.3刀槽前角°g刀槽底面可看作前刀面，則刀槽前刀角°g的計算公式為:t an :nbtan og =tan。- cos，1 +1 an "/o t an 幾 cos k將；=8°，；b =0° ° K = -2 代入式子得:tan ogtan 8o cos(2o) - tan0o1 tan8o tan0o cos(2o)

8、 lcos(2o)則 og=8°取 og=8°1.7.4驗算車刀后角：-o(tan ： nb - tan og cos s) cos s車刀后角：-0的驗算公式為tan: 0 =1 +tanotnb tan ；：g coshs當nb=0°時，則tan ： ° =tan °g cosS -s將 Yog =8° As =2°代入得:tan: ° =tan(8°)cos2 (2。) =0.131與所選后角值相近，可以滿足切削要求。而刀桿后角Og=0 故。og =7° 取 «og=7°

9、;1.7.5刀桿副偏角K rg K' rg=K'r而 Kr ' =180Kr- r又 T ；rg= ；r , K rg =K r Krg ' =180Krg - ；rg=l80°-Kr- r車刀刀尖角；的計算公式為2cot ；r =cot ；巾.1 (tan og cos s) -tan og sin - s cos s當；巾=90°時，則為cot；r=-tan og sin scos，s將；'og =8 ° 7-s = -2 代入得cot叫二tan (8°) sin (2°) cos (2°)

10、 =0.1814則丁 =79.72 °故Krg ' = K =18095 -79.72 °=5.28 °取Krg z E28 °1.7.6檢驗車刀副后角：o'車刀副后角的驗算公式為(tan ° nb tan " og COS 廣 rg ) COS =rg1 tan 二nb tan o cos rg當nb =0°時，則式為tan a =-tan og cos2 rg而tan Yg ' =n og cos rg +tan rg sin rgtan y ' =tarog sin ；rg +tan r

11、g cos rg將？og =8°, hg =人=-2 ° %g =哲=79.72 代入式得：tan og =-tan (8°) cos79.72 +tan (2°) sin79.72 =0.094則og =5.37 °tanZog =tan (8°) sin79.72 +tan (2°) cos79.72 °=0.144則rg =8.21 °再將Y og =5.37 ) % =8.21代入式得： tan： o=-tan (5.37 ) cos2 (8.21 ) =0.1095則。=6.25 °可

12、以滿足切削要求II而刀桿副后角og=o故og =6.25，取og=6.25 °綜合上述計算結(jié)果，可以歸納為：車刀的幾何角度為：o=8 °，:o=7 °，Kr =95 °，K；=12 °， s= -2 : :。=7 °刀桿與刀槽的幾何角度為；og=8。，：og=7 °，K rg =95 °，K；g=5.28，rg= -2, og=6.2518選擇刀桿材料和尺寸1.8.1. 選擇刀桿材料選用45號鋼為刀桿材料，熱處理硬度為 HRC38-45。1.8.2. 選擇刀桿尺寸1選擇刀桿截面尺寸因為加工使用CA6140普通車床，

13、其中心高400mm,考慮到為提高刀桿強度,選取刀桿截面尺寸B H=20 25mm由于切削深度ap=3mm，進給量f=0.6mm/r，可以不必校驗刀桿強度2.選擇刀桿長度尺寸選取刀桿長度為150mm3.選擇偏心銷及其相關(guān)尺寸(1 )選擇偏心銷材料偏心銷材料選用40Cr，熱處理硬度為HRC40 45，發(fā)黑(2 )選擇偏心銷直徑de和偏心量ed c= d1- (0.2 0.4 ) mm前面已經(jīng)選定dl = 6.35括號內(nèi)取最大值0.4則 d c= 6.35 -0.4=5.95mm圓孔拉刀的設計被加工孔直徑D* 31 ；0.021 mm拉前直徑DO二30 00.16 mn工件拉削 孔長度L=45mm拉

14、削表面粗糙度不得大于 Ra1.6卩m。工件材料：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS220-250,抗拉強度6b=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， 且拉削耐用度較高。 因此，本例選擇綜合式拉削。（3）

15、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二dmmax+r(1) 式中 o收縮量，(T = 0.01 ,dox = 31. 031mm確定拉削余量 計算余量(按表4-1 )為A' =0.005dm +(0.1 0.2 )1 =(0.005X31+0.15X 31)mm=0.97mm按G

16、B14378錐柄長麻花鉆第1系列取 30.0mm的鉆頭。這樣， 實際拉削余量為A = dox-dwmi n=(31.031-30.0)mm=1.031mm(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IP=( 1.3 1.5 )=(1.2 1.5 ) , 31=6.6 8.2mm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=2mm3) 校驗容屑條件查表3-10得容屑系數(shù)

17、k = 3.0，貝Sh' =1.13 k(2af)l =1.13X 3.0X2X0.04X30 mm=2.68mm顯然，h'h，容屑條件校驗合格。4)校驗同時工作齒數(shù)照表3-7計算e= (l/p ) =31/8=4,滿足3< ze< 8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。弧形槽按表3-12設計，當domin=30mm槽數(shù) m=10,槽寬a=dominsin90 7n(0.3 0.7 ) mn=30Xsin90°/8- (0.3 0.7 ) mm=5mm 切屑寬度 a w

18、=2dominsin90 0/n k-a二(2X30X sin9078-6 ) mm=6.32mm因aw>a,可使拉削表面質(zhì)量較好，前后刀齒重疊拉削而無空隙。三角形槽按表3-11設計，do =31mmN=(1/7 1/6 ) n do =20槽寬 b=1 1.2mm深 h =0.5mm槽形角 w>90o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H型一A無周向定位面的圓柱形前柄，取d=28mm卡爪處底徑d2=21mm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

19、拉削特點,切削厚度ac=2af。3Fmax=FZ2 awzemaxk0 k1 k2 k3 k4 x 10 -3=161 x 30 n /2 x 4x 1.27 x 1.15 X1.13 x 1 x 1 X10- KN=50.06KN拉刀最小斷面為前柄卡爪底部,其面積為2 2 2 2A rmin = n d? /4= n x21 /4mm=346.19mm危險截面部位的拉應力為6 二RWArmin=50.06/346.19GPa=0.145GPa按表4-25，高速鋼圓拉刀許用應力6 =0.35GPa,顯然，6 < 6 ,拉刀強度校驗合格。按表3-23、表3-24和已知L6110型良好狀態(tài)舊

20、拉床，可算出拉床允許拉力Frk=200X0.8KN=160KN顯然，F(xiàn)maxvFrK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 、0.020 、0.015 、 0.01、0.01mm共切除余量A g+A=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 /2a f ,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乙二A-(A g+A)/2a f + 仁(1.031-0.22)/2X0.04+1

21、= 10粗切齒、過渡齒、精切齒共切除余量(10-1 ) x 2 x 0.04+0.22mm=1.02mm剩下(1.031-1.02 ) mm=0.011mm勺余量未切除，需增設一個精切齒 切到要求的尺寸。( 12) 設計拉刀其他部分 按表 3-19 ：前柄 I 1 =100mm di =28mm頸咅B(yǎng) l 2 二m+B+A-l 3 110mm d 2=d1-0.5mm=27.5mm過渡錐 I 3=15mm前導咅 l 4=40mm d4=dwmin=30mm后導咅 l 7=20mm d 7= dmmin= 3 1 . 02 1 m m拉刀前柄端面至第 1 刀齒勺距離L J =li +m+B +A+l4=(110+100+15+40)mm=265mm(13)計算和效驗拉刀總長粗切齒與過度齒長I 5=8x (10+2)=96mm精切齒與效準齒長I o=5.5 x (5+7)=66mm拉刀總長L=L ' +l 5+16+17=447mm按表3-26允許拉刀總長為28do=28x 30mm=840m顯然，拉刀短得 多 , 所以長度合格。(14) 制定拉刀技術(shù)條件 應根據(jù)本章二。主要內(nèi)容應列入拉刀工 作圖中。(15) 繪制拉刀工作圖。結(jié)論通過這兩周的刀具設計與工藝規(guī)程設計，