刀具課程設(shè)計(jì)-拉刀設(shè)計(jì)

刀具課程設(shè)計(jì)-拉刀設(shè)計(jì)第一頁，共45頁。

主要內(nèi)容

一、拉刀的種類與用途

二、拉刀的組成與拉削方式

三、圓拉刀設(shè)計(jì)

四、矩形花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

第二頁，共45頁。

拉削特點(diǎn)：

1、生產(chǎn)效率高

拉削過程是用拉刀進(jìn)行的，它是靠拉刀的后一個(gè)(或一組)刀齒高于前一個(gè)(或一組)刀齒，一層一層地切除余量，以獲得所需要的加工表面。2、加工精度和表面質(zhì)量高3、拉刀耐用度高4、拉床結(jié)構(gòu)簡單5、封閉式容屑6、加工范圍廣7、拉削力大第三頁，共45頁。

一、拉刀種類拉刀按加工表面分為內(nèi)拉刀和外拉刀；

按拉削方式分普通式、輪切式、及綜合式；

按受力不同分拉刀、推刀和旋轉(zhuǎn)拉刀

按結(jié)構(gòu)不同分整體式、焊接式、裝配式和鑲齒式種類與用途第四頁，共45頁。第五頁，共45頁。第六頁，共45頁。第七頁，共45頁。第八頁，共45頁。

二、拉削表面形狀

幾種典型的表面形狀第九頁，共45頁。

三、拉床

拉床按加工表面分為內(nèi)拉床和外拉床；按布局分為臥式和立式兩類。第十頁，共45頁。組成與拉削方式一、組成普通圓孔拉刀結(jié)構(gòu)如下：第十一頁，共45頁。

普通圓孔拉刀結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：齒升量fz:相鄰刀齒半徑差，用以達(dá)到每齒切除金屬層前角γ0、后角α0、刃帶寬度bα1拉削長度L、切削厚度hD和切削寬度bD第十二頁，共45頁。二、拉削方式

分層式、分塊式和綜合式分層式是每層加工余量各由一個(gè)刀齒切除，但根據(jù)工件表面最終輪廓的形成過程不同又可以分為同廓式與漸成式兩種第十三頁，共45頁。同廓式是指各齒的廓形與加工表面的最終廓形相似，最終廓形是由最后一個(gè)切削齒拉削形成的漸成式是指加工表面最終廓形是又各齒拉削后銜接形成的。即由各刀齒的副切削刃逐漸切成第十四頁，共45頁。分塊式：各組刀齒分別切削加工表面不同位置的加工余量，最后由一圓形齒修光。

綜合式：前部刀齒制作成單齒分塊式，后面部分刀齒作成同廓分層式。第十五頁，共45頁。圓孔拉刀設(shè)計(jì)拉刀設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：工作部分和非工作部分結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)；拉刀強(qiáng)度和拉床拉力校驗(yàn)；繪制拉刀工作圖第十六頁，共45頁。一、工作部分設(shè)計(jì)

1.圓柱銑刀

目前我國圓孔拉刀多采用綜合式拉削，并已列為專業(yè)工具廠的產(chǎn)品2.確定拉削余量A由下列經(jīng)驗(yàn)公式：當(dāng)拉前孔為鉆孔或擴(kuò)孔時(shí)：～當(dāng)拉前孔為鏜孔或粗鉸孔時(shí)：～當(dāng)拉前孔Dw和拉后孔Dm已知時(shí)：L─拉削長度，mmDm

max─拉后孔的最大直徑，mmDm

min─拉前孔的最小直徑，mm第十七頁，共45頁。3.確定齒升量fz、齒數(shù)和刀齒直徑齒升量的確定原則：1）粗切齒齒升量，為了縮短拉刀長度，應(yīng)該盡量加大，使得各刀齒切除總余量的0.6－0.8。2）精切齒齒升量，按拉削表面質(zhì)量要求選取，一般＝0.01－0.02mm3）過渡齒齒升量在各齒上是變化的，變化規(guī)律在與之間遞減。4）校準(zhǔn)齒齒升量一般取0。是最好起修光和校準(zhǔn)拉削表面作用。第十八頁，共45頁。拉刀上各齒齒數(shù)的確定.

過渡齒一般取4－8；精切齒齒數(shù)3－7，校準(zhǔn)齒齒數(shù)為5－10；粗切齒的確定采用公式計(jì)算各齒直徑確定的方法

第十九頁，共45頁。4、幾何參數(shù)選擇前角γ0：根據(jù)加工材料性能選取，一般取10－150第二十頁，共45頁。后角α0和刃帶寬ba：根據(jù)切削原理中后角的選擇原則，應(yīng)取較大的后角。但后角過大，刀齒直徑↓↓，拉刀壽命↓第二十一頁，共45頁。5、確定齒距，容屑槽與分屑槽一般可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

～計(jì)算出的齒距就取接近的標(biāo)準(zhǔn)值1)齒距PP確定后，工作齒數(shù)Ze用下式計(jì)算：

(略去小數(shù))工件內(nèi)有空刀槽時(shí)用下式(右圖)：(略去小數(shù))第二十二頁，共45頁。Ze確定后，過渡齒數(shù)、精切齒數(shù)和校準(zhǔn)齒齒數(shù)參考下表：

第二十三頁，共45頁。2)容屑槽直線齒背型圓弧齒背型直線加長齒背型3)分屑槽弧形槽角度槽直形槽第二十四頁，共45頁。二、非工作部分設(shè)計(jì)

頸部與過渡錐總長：1柄部、頸部與過渡錐l=H1+H+lc+(l’3-l1-l2)常用拉床L6110、6120、6140：H─拉床床壁厚：60mm、80mm、100mmH1─花盤厚度，分別為30mm、40mm、50mmlc

─卡盤與床壁間隙，分別為5mm、10mm、15mml’3、l1、l2─卡盤與床壁間隙，分別為20mm、30mm、40mml

─分別取為125mm、175mm、225mm第二十五頁，共45頁。l3─根據(jù)拉刀直徑取為10～20mm拉刀工作圖通常不標(biāo)l值，而標(biāo)L1：L1=l1+l2+l+l4l1、l2─柄部尺寸l4─前導(dǎo)部長度2前導(dǎo)部、后導(dǎo)部與尾部前導(dǎo)部l4:一般l4=L長徑比L/D>1.5l4=0.75L直徑d4=Dwmin公差f8后導(dǎo)部l5:?(工件表面長度)<l4不小于20第二十六頁，共45頁。后導(dǎo)部l5:?(工件表面長度)<l4不小于20孔內(nèi)有空刀槽l5=L’1+L’2+(5～10)直徑d5=Dmmin(拉后的最小直徑)公差f7尾部l6:一般取拉孔后孔徑的0.5～0.7倍直徑d6=護(hù)送托架襯套孔徑3拉刀總長度L0拉刀直徑d012～15>15～20>20～25>25～30>30～50>50拉刀總長度L06008001000120013001600第二十七頁，共45頁。三、拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗(yàn)

1拉削力綜合式圓孔拉刀的最大拉削力：刀齒切削刃單位長度拉削力，可由有關(guān)資料查得，對綜合式圓孔拉刀就按2fz查出2拉刀強(qiáng)度校驗(yàn)3拉床拉力校驗(yàn)拉床工作時(shí)的最大拉削力一定要小于拉床的實(shí)際拉力：拉床的額定拉力拉床狀態(tài)系數(shù)，新拉床0.9，較好狀態(tài)的舊拉床0.8，不良狀態(tài)的舊拉床0.5～0.7第二十八頁，共45頁。矩形花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

矩形花鍵拉刀主要用于拉削大徑定心和小鍵定心的矩形花鍵孔。一、刀齒結(jié)構(gòu)

有倒角齒、花鍵齒以及呈前后交錯(cuò)排列的圓孔切削齒，花鍵切削齒、圓孔校準(zhǔn)齒和花鍵校準(zhǔn)齒組成。第二十九頁，共45頁。二、前、后導(dǎo)部

前導(dǎo)部：常選圓柱形后導(dǎo)部：花鍵形第三十頁，共45頁。拉刀的合理使用1要求預(yù)制孔精度為IT10-IT8，表面粗糙度不超過Ra5，預(yù)制孔與定位端面垂直度偏差不超過0.052嚴(yán)格檢查拉刀的制造精度，對外購拉刀可以進(jìn)行齒升量、容屑空間和拉刀強(qiáng)度檢查3拉削高性能和難加工材料，可以選取適當(dāng)?shù)臒崽幚砀纳撇牧系眉庸ば?保管運(yùn)輸拉刀時(shí)防止拉刀彎曲和碰壞刀齒一、合理使用第三十一頁，共45頁。二、消除拉削表面缺陷1提高刀齒刃磨質(zhì)量，防止刃口微崩產(chǎn)生并保持刃口鋒利，各齒前角和刃帶寬度保持一致2所保持拉削過程平穩(wěn)，增加工作時(shí)工作齒數(shù)，減小精切齒和校準(zhǔn)齒得齒距，提高拉削系統(tǒng)得剛性。3合理選擇拉削速度4使用硬質(zhì)合金拉刀，涂層拉刀5合理選用與充分澆注切削液第三十二頁，共45頁。第三十三頁，共45頁。組合式圓孔拉刀設(shè)計(jì)舉例材料：40Cr鋼，σb＝0.98Gpa硬度210HBS拉后表面粗糙度Ra0.8μm拉床型號L6110拉刀材料W6Mo5Cr4V2許用應(yīng)力[σ]=350Mpa第三十四頁，共45頁。三．設(shè)計(jì)計(jì)算過程1、直徑方向拉削余量AA=Dmax–dmin=20.021-19=1.021mm

2.齒升量fz（Ⅰ－粗切Ⅱ－過渡Ⅲ－精切Ⅳ－校正）選fzⅠ=0.03fzⅡ=0.025、0.02、0.015fzⅢ=0.01fzⅣ=0第三十五頁，共45頁。3．計(jì)算齒數(shù)Z初選ZⅡ=3ZⅢ=4ZⅣ=6計(jì)算ZⅠZⅠ=[A－(AZⅡ+AZⅢ)]／２×fzⅠ=[1.021－(２×(0.025+0.02+0.015)+(4×0.01)]／２×0.03=13.68取ZⅠ=13余下未切除的余量為：2A={1.021－[13×2×0.03＋2×(0.025＋0.02＋0.015)＋(4×2×0.01)]}}=0.041mm將0.041未切除的余量分配給過渡齒切，則過渡齒數(shù)ZⅡ=5過渡齒齒升量調(diào)正為：fzⅡ=0.025、0.02、0.015、0.01、0.01最終選定齒數(shù)ZⅠ=13＋1ZⅡ=5ZⅢ=4＋1ZⅣ=6Z＝ZⅠ＋ZⅡ＋ZⅢ＋ZⅣ＝30第三十六頁，共45頁。4．直徑Dx⑴粗切齒Dx1＝dmin=19.00Dx2＝Dx1＋2fzⅠ……Dx2－Dx14＝19.06、19.12、19.18、19.24、19.30、19.36、19.42、19.48、19.54、19.60、19.66、19.72、19.78⑵過渡齒Dx15－Dx19＝19.83、19.87、19.90、19.92、19.94⑶精切齒Dx20－Dx24＝19.96、19.98、20.00、20.02、20.021⑷校準(zhǔn)齒Dx25－Dx30＝20.021第三十七頁，共45頁。5．幾何參數(shù)γo=15°αo=1.5°～2.5°bα1=0.1～0.36．齒距P/mmP=1.5×L0.5=1.5×500.5=10.6選取P=11mm7.檢驗(yàn)同時(shí)工作齒數(shù)ZeZe=L/P＋1=50/11＋1=5.5>3第三十八頁，共45頁。8.計(jì)算容屑槽深度hh=1.13×(kLhD)0.5=1.13×(3×50×0.06)0.5=3.399.容屑槽形式和尺寸形式：圓弧齒背形尺寸：粗切齒：p=11、g=4、h=4、r=2、R=7精切齒、校準(zhǔn)齒：p=9、g=3、h=3.5、r=1.8、R=5第三十九頁，共45頁。10.分屑槽尺寸弧形槽：n=6、R=25角度槽：n=8、bn=7、ω=90°槽底后角：αn=5°11．檢驗(yàn)檢驗(yàn)拉削力：Fc<FQFc=Fc’×bD×Ze×k＝195×πD/2×Ze×k=195×3.1416×20/2×5×10－3kN＝30.6kNFQ＝100×0.75kN＝75kNFc<FQ第四十頁，共45頁。檢驗(yàn)拉刀強(qiáng)度：σ<[σ][σ]=350MPaσ=Fc/AminAmin=π(Dz1－2h)2/4=3.1416（19－8）2／4＝942mmσ=30615N／94Mpa=325Mpa<350MPa12.前柄-0.018-0.018-0.043 D1=180-0.016D1=18