圓孔拉刀說明書

1、中北大學課程設計說明書一圓孔拉刀與花鍵銃刀圓孔拉刀設計說明書目錄0前言 -3 -一、緒論 -3 -1.1刀具的發(fā)展 -4 -1.2研究本課題的目的 -4 -二、圓孔拉刀的設計 -5 -2.1拉刀的基本知識 -5 -1. 拉倒的種類 -5 -2. 選定刀具材料的依據(jù) -6 -3. 刀具結構及各部分功用 -6 -2.2設計要求 -8 -2.3設計步驟 -8 -1. 拉床及其他條件 -8 -2. 選取拉刀材料及硬度 -8 -3. 確定拉肖U方式 -8 -4. 選擇刀齒幾何參數(shù) -9 -5. 確定校準齒直徑 -9 -6. 確定拉肖U余量 -9 -7. 選取齒升量 -9 -8. 拉刀齒形及分屑槽參數(shù) -

2、9 -9. 確定分屑槽種類及參數(shù) -10 -10. 選擇拉刀前柄 -1111 .校驗拉刀強度與拉床載荷 -11 -12. 確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑尺寸 -11 -13. 設計拉刀其它部分 -12 -14. 計算和校驗拉刀總長 -13 -15. 制定拉刀技術條件 -13 -2.4拉刀技術條件 -13 -三、設計成果圖 -14 -四、 感想心得 -14 -參考文獻 -15 -21 -0前言今年是我來到中北大學的第三年，三年的學習生活使我掌握了一定的專業(yè)知 識，特別是大三的一年學習中，我了解到的都是有關于本專業(yè)或與本專業(yè)相關聯(lián) 的專業(yè)基礎課。金屬切削原理及刀具是我比較喜歡的一門課，通過平時的學 習，老

3、師的教導，我掌握了它的基本原理及知識技能。但是由于平時的學業(yè)較為 繁忙，我沒有深層次地進行了解和研究。欣聞金屬切削原理及刀具還有課程 設計要做，我的積極性一下子提高了許多，我相信，通過這次課程設計，我對刀 具的了解將會更加全面。我這次課程設計的任務是圓孔拉刀以及矩形花鍵銑刀的設計，初次見到這個題目我有些迷茫。這些刀具都已經(jīng)發(fā)展地相當成熟了，而我只有一周的時間要把 這兩把刀都設計出來，這似乎有些難度。仔細研究我發(fā)現(xiàn)書本上的知識實在有限， 研究兩把刀具需要查找各種各樣的資料。 然而，資料的查找也是非常的困難，圖 書館僅有基本課程設計手冊早就被一洗而空了， 我想一方面這是學校圖書館資源 確實不怎么夠

4、用，但最主要的原因我想還是我的態(tài)度不夠端正， 學習的積極性沒 有被提上來。思考之后我重新開始審度我課程設計了， 所謂課程設計，我想就是 讓我們在查找資料的學習過程中逐漸找到那種自我學習、自我分析和解決問題的習慣，只要大家能夠耐得住性子靜下心來學習，我想再難的設計也能做出來。課程設計總共做了五天，我用了一天的時間通過各種渠道在查找資料， 然后 拉刀和銑刀的計算各用了一天，這就花去了大半的時間。我想說的是，到此為止 所得工作量都不大，工作量最大的就是畫圖了。雖然不是第一次接觸CAD但對它還是比較陌生。通過畫拉刀的確增長了我畫圖的技巧， 第二張銑刀的圖我很輕 松就畫完了。當然這都是些作為一名本科生最

5、基本也是最基礎的需要掌握的內(nèi) 容。畫圖雖然是一件苦差，不但加班加點，而且腰酸背疼，但在制圖的過程中我 發(fā)現(xiàn)了許多的樂趣，最重要的是它讓我有了成就感，所以我非常感激我們的課程 安排能有這樣的實踐課。在課程設計的過程中，我也發(fā)現(xiàn)了許多的問題，自身的問題當然有許多，但 我想說的是整個設計的諸多問題。 首先，對于課程設計的題目，根據(jù)往屆學姐學 長提供的資料，基本上每一屆的題目都是一樣的，這樣不利于學生們的創(chuàng)新發(fā)展； 其二，題目相同直接導致的后果就是同學們不愿思考， 拿著往屆學長學姐的作業(yè) 直接修改成自己的作品，然后答辯就等通過，這種不良行為容易惡性循環(huán)，一屆 一屆的傳播，影響我們機制專業(yè)的學風，所以，

6、我想老師您應該要多多鼓勵那些 獨立思考的學生，為我們的將來以及學校院系的發(fā)展提供良好氛圍。最后關于本次課程設計，我想我做的真的不夠完美，最主要的原因就是時間 問題，五天的時間真的是在太短了，加上我所學的知識有限 ，所以會有很多的錯 誤和不足，希望老師您能夠給予批評和指正！一、緒論1.1刀具的發(fā)展隨著社會的發(fā)展，時代的進步，刀具在生產(chǎn)中的用途越來越廣.刀具的發(fā)展在 一定程度上決定著生產(chǎn)率，進入新世紀，各行各業(yè)面臨的競爭越來越激烈，一個企 業(yè)要有競爭力，其生產(chǎn)工具必須具有一定的先進性.中國作為一個農(nóng)業(yè)與工業(yè)大 國,其在機械方面的發(fā)展空間相當大，而要生產(chǎn)不同種類的零件，不管其大小與復 雜程度,都離不

7、開刀具。目前，在金屬切削技術領域中，我國和先進的工業(yè)國家 之間還存在著不小的差距，但這種差距正在縮小。隨著工廠、企業(yè)技術改造的深 入開展，各行各業(yè)對先進刀具的需要量將會有大幅度的增長，這將有力地促進金屬切削刀具的發(fā)展1.2研究本課題的目的課程設計作為工科院校大學生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固學生大學所學知識 的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗大學生綜合應用知識的能力、自學能力、獨立操 作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是大學生參加工作前的一次實踐性鍛煉。通過本課題設計可以達到以下目的：1. 綜合運用學過的專業(yè)理論知識，能獨立分析和擬訂某個刀具合理的工藝 路線，具備設計中等復雜刀具零件的能力。2. 能根據(jù)被加工零件的技術

8、要求，運用刀具設計的基本原理和方法，掌握 一些專用刀具設計方法，完成刀具結構設計，提高刀具設計能力。3. 熟悉和學會使用各種手冊，能善于使用網(wǎng)絡搜尋一些設計的相關資料， 掌握一定的工藝制訂的方法和技巧。4. 進一步提高計算機操作的基本技能、主要是AutoCAD的應用二、圓孔拉刀的設計2.1拉刀的基本知識1. 拉倒的種類拉刀是一種高生產(chǎn)率的刀具，可以用來加工各種形狀的通孔、直槽、螺旋槽 以及直線或曲線外表面，廣泛的用于大量和成批生產(chǎn)中。下面是一些常用的圓孔拉刀和對應加工的工件 （如下圖）用于拉削的成形刀具。刀具表面上有多排刀齒，各排刀齒的尺寸和形狀從切 入端至切出端依次增加和變化。當拉刀作拉削運

9、動時，每個刀齒就從工件上切下 一定厚度的金屬，最終得到所要求的尺寸和形狀。拉刀常用于成批和大量生產(chǎn)中 加工圓孔、花鍵孔、鍵槽、平面和成形表面等，生產(chǎn)率很高。拉刀按加工表面部 位的不同，分為內(nèi)拉刀和外拉刀；按工作時受力方式的不同，分為拉刀和推刀。 推刀常用于校準熱處理后的型孔。拉刀的種類雖多，但結構組成都類似。如普通圓孔拉刀的結構組成為：柄部,用以夾持拉刀和傳遞動力；頸部，起連接作用；過渡錐，將拉刀前導部引入工件； 前導部，起引導作用，防止拉刀歪斜；切削齒，完成切削工作，由粗切齒和精切 齒組成；校準齒，起修光和校準作用，并作為精切齒的后備齒；后導部，用于支 承工件，防止刀齒切離前因工件下垂而損壞

10、加工表面和刀齒；后托柄，承托拉刀。拉刀的結構和刀齒形狀與拉削方式有關。拉削方式通常分為分層式、分塊式 和綜合式三類，其中分層式又分為成形式和漸成式。成形式拉刀各刀齒的廓形均 與被加工表面的最終形狀相似；漸成式拉刀的刀齒形狀與工件形狀不同，工件的 形狀是由各刀齒依次切削后逐漸形成。 輪切式拉刀由多組刀齒組成，每組有幾個 直徑相同的刀齒分別切去一層金屬中的一段， 各組刀齒輪換切去各層金屬。綜合 輪切式拉刀的粗切齒采用輪切式，精切齒采用成形式。輪切式拉刀切削厚度較分 層拉削的拉刀大得多，具有較高的生產(chǎn)率，但制造較難。拉刀常用高速鋼整體制造，也可做成組合式。硬質(zhì)合金拉刀一般為組合式， 因生產(chǎn)率高、壽命

11、長，在汽車工業(yè)中常用于加工缸體和軸承蓋等零件，但硬質(zhì)合金拉刀制造困難。2. 選定刀具材料的依據(jù)刀具材料選擇得是否恰當對刀具的生產(chǎn)率有重要的影響。因為硬質(zhì)合金比高速鋼及其他工具鋼生產(chǎn)率高得多，因此，在能采用硬質(zhì)合金的情況下應盡力采用。 由于目前硬質(zhì)合金的性能還有許多缺陷， 如脆性大，極難加工等，使它在許多刀 具上應用還很困難，因而，目前許多復雜刀具還主要應用高速鋼制造。拉刀結構復雜，造價昂貴，因此要求采用耐磨的刀具材料，以提高其耐用度； 考慮到還應有良好的工藝性能，根據(jù)刀具課程設計指導書表 29,選擇高速 工具鋼，其應用范圍用于各種刀具，特別是形狀較復雜的刀具。根據(jù)表 30，選 擇 W18Cr4

12、V3 刀具結構及各部分功用1.拉刀的結構及功用（見圖2、表1）1二zqL前柄頸部過渡錐前導部粗切削齒和過渡齒RBRB PBB mnnnn-BOBUQflnu精切齒和校準齒后導部圖2拉刀結構表1代號名稱功用1柄部夾持拉刀，傳遞動力2頸部連接柄部和后面各部，其直徑與柄部相同或略小，拉刀材料及 規(guī)格等標記 般打在頸部。3過度錐頸部到前導部的過渡部分，使拉刀容易進入工件孔中。4前導部起引導拉刀切削部進入工件的作用，5切削部擔負切削工作，包括粗切齒、過渡齒及精切齒。6校準部起刮光、校準作用，提高工件表面光潔度及精度，并作為切削 部的后備部。7后導部保持拉刀與工件的最后相對位置，防止在拉刀即將離開工件時

13、因工件下垂而損壞工件已加工表面及刀齒。2 .拉刀刀齒結構及功用表2名稱功用前刀面切削流出的表面后刀面最終形成已加工表面的面副后刀面刀齒上和已加工表面相對的表面、分屑槽兩側面刃帶也稱第一后刀面，是主切削刃和后刀面之間的后角為零的窄面，它有穩(wěn)定的拉削過程，防止拉刀擺尾的作用主切削刃是前后刀面的交線副切削刃是前刀面和副后刀面的交線，分屑槽中也有兩條副切削刃過渡刃可以是直線或圓弧，它有助于減緩刀尖的磨損刀尖主副切削刃的相交點容屑槽其形狀必須有利于切屑卷曲，并能寬敞地容納切屑分屑槽減小切削寬度，降低切削卷曲阻力，便于切削容納在容屑槽內(nèi)，從而改善 拉削狀況棱刀齒后刀面與齒冃的交線丄匕匕 齒冃容屑槽中靠近后

14、刀面的部分2.2設計要求3.25洛0 6鍵均布0.012 A1.6'丄 0.051x45°40x45O3.21.6A圖2.被加工零件如上圖所示，工件材料為:35鋼；硬度HBS180 ;強度c b按照要求完成一把圓孔拉刀，并且能夠用該刀具加工出下圖所示的工件=540Mpa。2.3設計步驟1.拉床及其他條件.選取拉床型號：L6120型，工作狀況：良好的舊拉床。采用10%勺極壓乳化液。.設計時應考慮：預制孔加工方式，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 0.012.選取拉刀材料及硬度工件材料為：35鋼；硬度HBS180;強度（T b =540Mpa,選W

15、18Cr4V高速鋼整體制造拉刀3. 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。4. 選擇刀齒幾何參數(shù)按金屬切削原理及刀具教材表15 5、15 6查選刀齒幾何參數(shù), 因為工件材料為3 5鋼，硬度為 HBS18 0，所以選擇：前角：0=17， 精切齒與校準齒倒棱前角為05°后角：粗切齒：a。=2.5°+1°ba1 遼0.1；精切齒：2.5ba1 =0.1 0.2;校準齒：a°=1.5，ba1 =0.20.35. 確定校準齒直徑以腳標o、w me、f、j和x依次表示

16、拉刀、預制孔、拉削孔、粗切齒、過渡齒、精切齒和校準齒。do=dmmax+ =50.025+0.01=50.035mm式中：一拉削變形(收縮量)，取=0.01mm6. 確定拉削余量按金屬切削原理及刀具表15-1選公式計算：計算余量為：A =0.005dm+( 0.1 0.2 丨=(0.005 50+0.15 . 40 )mm=1.035mm預制孔直徑 dmin=do- A =50.035-1.035=49mm7. 選取齒升量由材料為35鋼；硬度HBS180 ;強度(T b =540Mpa。且為綜合式圓拉 刀。按金屬切削原理及刀具教材表15-4選，取粗齒升量為：a f =0.08mm, 為獲得較好

17、的加工表面質(zhì)量和良好的加工性能，取較小齒升量為a f=0.04mm.8. 拉刀齒形及分屑槽參數(shù)9.1計算齒距：按金屬切削原理及刀具教材表表 15-7選公式計算粗切齒的齒距為：P =( 1.2 1.5 )1 = (1.2 1.5 )40=1.4 X 6.32=8.90mm取 P=9mm.當P< 10mm寸精切齒和校準齒齒距為： Pj=Px= (0.60.8 ) P=0.7 X 10=7mm9.2校驗工作齒數(shù)：按照金屬切削原理及刀具教材表 15-7所示，粗切齒的最少同時工作齒數(shù) Zmin = l/p+1=40/9+1=5.4,取 z emin=5。滿足3W ZeW 8的校驗條件，校驗合格。9

18、.3選取拉刀容屑槽：查金屬切削原理及刀具教材表 15-8，綜合式拉刀或拉削塑性材料時， 宜采用曲線齒背型容屑槽。故：粗切齒、過渡齒時，P=,9mm取深槽，h=4.0mm g=3mm,r=2mm,R=7mm 精切齒、校準齒時，P=7mm 取基本槽，h=2.5mm,g=2.5mm,r=1.3mm,R=4mm 9.4校驗容屑條件：綜合式園拉刀，其切削厚度hD=2a f =2X 0.03=0.06mm,查金屬切削原理 及刀具教材表15-10，由P=9mm容屑系數(shù)K=3h ' =1.13 k(2af)l =1.13.3.0 2 0.04 40 mm=3.50mm顯然，h' =3.50mm

19、c h=4mm容屑條件校驗合格。9. 確定分屑槽種類及參數(shù)拉刀粗切齒與過渡齒采用弧形分屑槽，精切齒采用三角形分屑槽；查劉華明主編的金屬切削刀具課程設計資料表6-11、6-12，當拉刀最小直徑domin=49mm寸：弧形分屑槽數(shù)為：n k=12，槽寬：a =d omin sin90 7n(0.3 0.7 ) mm =49 sin90°/12- (0.3 0.76mm切削寬度：aw=2dominsin90 7n k-a= (2X 49X sin90 712-6 ) mm=6.77mm當拉刀最小直徑domin=50mm寸三角形分屑槽數(shù)為：N（1/71/6 ） n do =24槽寬：b=11

20、.2mm,槽深：h' =0.5mm槽角：w>60,前后刀齒的分屑槽應在圓周方向錯開半個槽距，交錯排列。10. 選擇拉刀前柄按劉華明主編的金屬切削刀具課程設計資料表 6-17，選用II型一A無周向定位面的圓柱形前柄，取 d1=45mm最小斷面處的直徑d2=34mm11. 校驗拉刀強度與拉床載荷查金屬切削原理及刀具教材，取高速鋼的許用應力為：'l=0.35GPcO按劉華明主編的金屬切削刀具課程設計資料表 6-22 , 6-23 , 6-24計算 最大拉削力。根據(jù)綜合式拉削的特點，切削厚度 ac=2afFmax 二 Fz 一 awZemaxk0 k1 k2 k3k4 10 ；1

21、、aw二？二do（ do為拉刀直徑）；3Fmax=123< 49n /2 X 5X 1.06 X 0.93 X 1 X 1X 1.13 X 10- KN=52.73KN拉刀最小斷面為前柄卡爪底部，其面積為：A rmin= n d22/4= n 342/4mnTF907.9mm危險斷面部位的拉應力為：6 FFmaXArmin=52.73/907.9GPa=0.058GPa高速鋼圓拉刀許用應力 J=0.35GPa顯然：，拉刀強度校驗合格按劉華明主編的金屬切削刀具課程設計資料表 6-25,6-26，選用工作狀態(tài)良好的L6120型舊拉床，可算出拉床允許拉應力：Frk=200 0.8KN=160K

22、N顯然Fmax以Frk，拉床載荷校驗合格。12. 確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑尺寸取過渡齒與精切齒齒升量遞減為:0.8a, 0.6af, 0.5af, 0.4af, 0.3af , 0.2af, 0.1af,所以取為：0.03，0.025，0.020，0.015，0.01，0.01 ;共切除余量： Ag+A=2 (0.03+0.025+0.020+0.015+0.01+0.01) mm=0.22mm其中前3齒大于等于齒升量的1/2,屬于過渡齒，后3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-(A g+A)/2a f+1=(1.035-0.22)/0.08+1=11 粗切齒、過渡

23、齒、精切齒共切除余量：(11-1 )x 2X 0.04+0.22mm=1.02mmr H 口 齒號123456789基本尺寸49. 00049.08049.16049.24049.32049.40049.48049.56049.640D(mm)直徑尺寸0.015公差(mn)r H 口 齒號1011121314151617基本尺寸49.72049.8049.86049.9149.9549.9850.0050.02D(mm)直徑尺寸10.0150.01公差(mmr H 口 齒號181920212223基本尺寸50.035D(mm)直徑尺寸0.007公差(mm剩下(1.035-1.02 ) mm=0

24、.015m,需增設一個精切齒到要求的尺寸；按劉華明主編的金屬切削刀具課程設計指導書表 6-14，取校準齒6個，其直徑尺寸dox前面已經(jīng)確定了。這樣，拉刀總齒數(shù)為：z°+Zg+Zj+Zx=11+3+3+6=23表3各齒直徑尺寸及其公差13. 設計拉刀其它部分按劉華明主編的金屬切削刀具課程設計指導書表6-21，取:前柄：I 1 =110mm di =45f8mm頸部：I 2=m+B+A-l 3= 110mm d2=di-0.5mm=44.5mm過渡錐：I 3=15mm前導部：14=40mm c4=dwmin=49f7mm后導部：I s=(0.5 0.7)l=25mm,d s=50.020

25、mm支托部：lz=15mm拉刀前柄端面至第1刀齒的距離：L i' =l i+l 2+13+14=(110+110+15+40)mm=275m14. 計算和校驗拉刀總長粗切與過渡齒長：15=9x (11+3)=126mm精切齒與校準齒長：l。=7 x (3+6)=63mm拉刀總長：L=L ' +l 5+l 6+l 7+l s=489mm按劉華明主編的金屬切削刀具課程設計指導書表 6-28知，允許拉 刀總長為24d=24x 50mm=1200mm顯然拉刀短得多，所以長度核驗合格。15. 制定拉刀技術條件制定拉刀技術條件； 、熱處理：刀齒和前導部6366 HRC柄部4052 HRC允

26、許進行表面熱處理。 、拉刀幾何角度的極限偏差：2°前角：Y°=15H切削齒后角：=2 30'1校準齒后角:：0-30'二 12.4拉刀技術條件1、拉刀材料：W18Gr4V2、拉刀熱處理硬度：刀齒及后導部： 6366 HRC前導部：6066 HRC前柄：4558 HRC3、拉刀表面不能有裂紋、碰傷、銹跡等影響使用性能的缺陷。4、拉刀切削刃應鋒利，不得有毛刺、崩刃和磨削燒傷。5、拉刀容屑槽的連接應圓滑，不允許有臺階，一般應磨光槽底。6、拉刀各部分的徑向圓跳動應在同一個方向。后導部表面Ra0.8m 柄部表面Ra1.6 m 頸部表面Ra6.4m過渡錐表面Ra1.6m7. 拉刀各部分的表面粗糙度:刀齒前面Ra0.8m刀齒后面Ra0.8m刃帶表面Ra0.4ym前導部表面Ra0.8m8. 拉刀外徑在全長上的徑向跳動不超過0.06mm9、花鍵齒等分累計誤差0.015mm三、設計成果圖圖7504C-D2X450.042X45-I °.°4比例:1:5比例:1:590.40.8 一f_ ° RV尸R-1.12.5 °C-i空#豐#乂:a；：?ABB_ BA_ Ac 一 cCB四、感想心得課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現(xiàn),提出，分析