圓孔拉刀設計說明書

1、課程設計說明書 圓孔拉刀設計學生姓名： 王潔 學 號：學 院： 機械與動力工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 題 目： 金屬切削原理與刀具課程設計 指導教師： 高愛華 2011年12月28日課程設計說明書金屬切削原理與刀具課程設計圓孔拉刀設計 任務書 （1）設計要求 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， ，185220HBS,坯孔為鉆孔，尺寸見下表分組。要求設計一把空拉刀。已知參數(shù): （拉后孔徑） （拉前孔徑）（2）完成作業(yè)1）拉刀工作圖2）設計說明書一、內(nèi)容摘要 拉刀的種類很多，其中圓孔拉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

2、刀在加工工件時，因拉削方式不同每個刀齒的切屑層形狀，切削順序和切削位置也不同，而且它與切削力的大小，刀齒的負荷，加工質量，拉刀耐用度拉削長度等都有密切的關系，因此要根據(jù)需要設計拉刀。拉刀上有很多齒，后一個刀齒（或后一組刀齒）的齒高要高于（或齒寬寬于）前一個刀齒（或前一組刀齒），所以當拉刀作直線運動時，便能依次的從工件上切下很薄的金屬層。故加工質量好，生產(chǎn)效率高。拉刀壽命長，并且拉床結構簡單。拉削有如下特點 ：1）拉削時只有主運動，拉床結構簡單操作方便。2）拉削速度較低，一般為 ，拉削平穩(wěn)，且切削厚度很薄，因此拉刀精度可達到 ，表面粗糙度達 。3）同時工作的刀齒多，切削刃長，一次行程完成粗、精加

3、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，但拉刀設計、制造復雜，價格昂貴，較適于大批量生產(chǎn)中應用。前言 將近一學期的金屬切削原理及刀具的學習和認識，我們了解了各種刀具的材料，使用范圍，使用方法及其性能；并且能夠自己動手設計并能根據(jù)設計條件及加工條件查用資料、工作手冊及公式具備計算設計簡單刀具的能力 。目 錄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、拉刀剛度允許最大槽深87、檢驗容屑系數(shù)88、容屑槽尺寸89、柄部的計算910、拉刀強度的校核911、機床拉刀校

4、核1012、拉刀校準齒直徑1113、拉刀余量1114、切削齒齒數(shù)1115、校準齒齒數(shù)1116、確定各刀齒直徑1217、切削部分長度1218、校準切削部分長度1219、分屑槽長度1220、前導部的直徑和長度1321、后導部的直徑和長度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151、已知條a. 被拉孔直徑 表面粗糙度為b.預加工孔直徑： c.拉削長度： d.工件材料： 45鋼，185220HBS，孔為鉆孔坯。e.拉床型號： 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. 前角前角的大小是根據(jù)被加工材料性質

5、選擇的，材料的強度或硬度高，前角宜??；反之，前角宜大，前角的偏差值一般取為°。由復雜刀具設計手冊表1-1-7可以查得：=15°°b. 后角 后角是拉刀的類型及被加工工件所需的精度來決定的，內(nèi)拉刀的后角應比外拉刀選的小些，校準齒的后角比切削齒的后角選的小些，切削齒后角的偏差取，校準齒后角的偏差取。 由復雜刀具設計手冊表1-1-8可以查得： 切削齒后角 校準齒后角c.刃帶的選擇 刃帶應根據(jù)拉刀的類型及被加工材料的性質選擇，在拉刀的切削齒上，允許有=0°，寬度=0.05mm的刃帶。 根據(jù)金屬切削刀具課程設計參考資料查得： =0.05mm =0.6mm4.齒升量

6、的確定 齒升量的大小，對拉削生產(chǎn)率和加工表面質量都有很重要的影響。 齒升量是根據(jù)工件材料的性質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由復雜刀具設計手冊表1-1-10查得： =0.04mm5. a.齒距t是相鄰兩齒軸向的距離，齒距越小，同時工件的齒數(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，容削槽容積也很小，比較容易堵塞。 齒距可按以下公式計算： 對于綜合式式拉刀： b.同時工件齒數(shù)的確定 可根據(jù)1.1-13查取=46.拉刀剛度允許最大槽深 根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，不同直徑拉刀按剛度允許的最大槽深也是不同的，可以查復雜刀具設計手冊表1-1-8得： =4mm7.校驗容屑系數(shù)

7、k 用不同的拉刀加工不同材料時，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雜刀具設計手冊表1-1-15中選取最小容屑系數(shù) 拉削剛料時，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。 所以選取適用。8容屑槽尺寸 容屑槽尺寸主要取決于拉削長度及每齒的切削厚度。槽的各個參數(shù)與齒距t之間的關系大致如下： h=(0.450.38)t g=(0.350.30)t R=(0.650.70)t r=0.5h 所以各值如下： （由復雜刀具設計手冊表1-1-14）查得：切削齒：t=8 h=2.5 R=5 g=3 r=1.3校正齒：=5 h=2 R=3.5 g=

8、1.5 r=19. 柄部的計算：選用柄部時，應盡量采用快速卡頭的形狀，因其制造容易，柄部強度高。柄直徑按標準選取，所以現(xiàn)取由由復雜刀具設計手冊表1-1-25查的: 最小橫截面：95刀柄強度允許拉力p：對于W18Cr4V: p=3325kg =35kg/對于45Cr： p=1900kg =20.1kg/10. 拉刀強度校核第一齒槽底直徑：切削刃總長度：最大拉削力：其中P為拉刀單位長度刀刃上的切削力由復雜刀具設計手冊表1.1-25可以查的P=12.1kg/mm最小斷面拉應力：由公式可計算得：在這一部位所用材料為W18Cr4V，所以由復雜刀具設計手冊表1.1-36查的：對于W18Cr4V:=35kg

9、/ <=35kg/所以經(jīng)校核可知，這以拉刀強度是允許的。11.機床拉刀校核每一種型號的拉床都是規(guī)定的有允許的最大的拉力,拉削時最大拉削力應小于機床實際允許拉力Q=（0.50.9）。一般對于新機床，上述公式中系數(shù)取0.91.0；對處于良好狀態(tài)的舊機床，系數(shù)取0.8；對于處于不良狀態(tài)下的舊機床，系數(shù)取0.50.7。如果計算結果表明機床允許拉力或拉刀強度不夠時，則應降低拉削力。所以可得：Q=0.9所以Q >=3040kg 也就是說機床校核允許。12拉刀校準齒直徑.為了保證拉刀有最長的使用壽命，校準齒和最后一個精切的直徑，應等于被拉孔的最大直徑，并考慮到拉削時由于金屬或工件變形而引起的孔尺

10、寸變化。校準齒的直徑為： 變形量由復雜刀具設計手冊表1.1-24查得： 變形量=0所以 13拉削余量 單邊余量14切削齒齒數(shù) 切削齒齒數(shù)可以根據(jù)公式計算得出 取=1815校準齒齒數(shù)：校準齒的齒數(shù)視加工孔的精度而定?？椎木纫筝^高時，校準齒齒數(shù)取的也變越多。根據(jù)復雜刀具設計手冊表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,選取=716.確定各刀齒直徑.<詳見拉刀圖紙>17.切削部分長度 可以根據(jù)以下公式計算得到: 18.校準切削剖長度 拉刀校準切削剖長度:19.分屑槽尺寸. 拉刀上開有分屑槽后,會降低加工表面的光潔度,為了提高孔的加工質量,在最后1個精切齒上不開

11、分屑槽. 切齒上不開分屑槽. 拉刀的分屑槽尺寸由表1.1-19可以查得: 槽數(shù) 槽寬 槽深 槽底圓角半徑20.前導部的直徑和長度. a. 前導部直徑: 由表1.1-29拉刀前導部及后導部的形狀和尺寸可知:選取了前導部形狀得: 偏差取dd或dcb. 前導部長度: 由表1.1-29可知: 取=25mm21.后導部直徑 a.由表1.1-29后導部中選取可得: b. 后導部長度. 由表1.129和表1.1-30可知:從表1.1-30中直接選取22.柄部前端到第一齒長度.a.頸部直徑: 由前述計算并結合復雜刀具設計手冊表1.1-25可以查得: 頸部直徑 頸部長徑 查金屬切削刀具課程設計參考資料拉刀部分表

12、29 對于型拉床床壁厚度花盤法蘭厚度所以頸部長度b.過渡錐所以 柄部前端到第一齒長度23拉刀總長度24中心孔 查復雜刀具設計手冊總附表可知： d=2mm D=5mm L=5mm l=3mm a=0.8mm25.參考書目（1）復雜刀具設計手冊 機械工業(yè)出版社（2）金屬切削刀具課程設計參考資料拉刀部分（3）刀具設計手冊 袁哲俊 劉明華 機械工業(yè)出版社（4）金屬切削原理與刀具小 結 本次課程設計的主要任務的獨立把拉刀的整個設計過程弄清楚，在此基礎上完成相關的設計任務，由于設計內(nèi)容看似簡單，其實所要做的輔助性工作也是相當多的，因為刀具設計過程中所涉及到的參數(shù)實在很多，所以在做課程設計之間，我又認真復習了從圖書館借來的拉刀設計的參考資料，學會了如何分析現(xiàn)有問題，并熟悉了設計步驟，知道了如何查閱手冊和一些相關量的常規(guī)選取方法，以及要注意的問題等等。在做的過程中，還結合了平時實習中所看到的實際情況，這也使我在思想素質和分析能力上都有所提高。通過這次設計，我基本上掌握了拉刀設計的一般思路，并