金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圓孔拉刀設(shè)計(jì)

1、金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圓孔拉刀設(shè)計(jì)，共7頁(yè)，附設(shè)計(jì)圖紙 1已知條件1 2拉刀條件的選擇22.1拉削的特點(diǎn)22.2拉刀材料的選擇22.3拉床類(lèi)型選擇22.4拉削切削部分的選擇23幾何參數(shù)的確定23.1拉削方式的選擇23.2確定拉削余量23.3確定刀具的前、后角33.4確定齒升量、齒距及工作齒數(shù)33.5確定容屑槽的形狀及尺寸33.5.1容屑槽形狀的選擇33.5.2確定容屑系數(shù)33.5.3確定容屑槽的深度33.6設(shè)計(jì)分屑槽33.7確定拉刀齒數(shù)及計(jì)算43.7.1拉刀齒數(shù)的計(jì)算43.7.2計(jì)算拉刀直徑53.7.3各刀齒直徑54、拉刀其他部分設(shè)計(jì)54.1拉刀柄部設(shè)計(jì)54.2拉刀前、后導(dǎo)部設(shè)計(jì)5

2、4.3拉刀尾部設(shè)計(jì)54.4拉刀總長(zhǎng)度65、 拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗(yàn)65.1拉削力65.2拉刀強(qiáng)度校驗(yàn)65.3拉刀拉力校驗(yàn)7參考文獻(xiàn)7綜合式圓孔拉刀設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)題目：已知條件：1、要加工的工件零件圖如圖所示。2、工件材料：45鋼。b0.65GPa3、使用拉床：臥式內(nèi)拉床L6110A。倒角1×45°1.63.2其余L零件圖零件尺寸參數(shù)表要求：1、 設(shè)計(jì)出精加工拉刀，所設(shè)計(jì)的拉刀能夠完成零件的內(nèi)孔加工任務(wù)；2、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。二、 拉刀的結(jié)構(gòu)參數(shù)2.1拉削特點(diǎn)拉削是利用拉刀切削金屬的高生產(chǎn)率加工方法，可用來(lái)加工各種形狀的通孔、槽以及簡(jiǎn)單或復(fù)雜形狀的外表面。拉削加工與其他

3、切削方法相比，其特點(diǎn)表現(xiàn)在：生產(chǎn)率高、加工精度和表面粗糙度高、成本低、機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單等。2.2拉刀材料選擇由于刀具材料為45鋼，且b0.65GPa，那么刀具材料選擇40Cr。2.3拉床類(lèi)型選擇有任務(wù)書(shū)知選用臥式拉床L6110A2.4拉刀切削部分的選擇切削部分是拉刀的重要部分，他決定著拉削生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量。設(shè)計(jì)切削部分是要解決下列任務(wù)：選擇拉削方式，確定拉削余量，選擇前角、后角及齒升量，確定齒距及容屑槽數(shù)量和尺寸等。3.1拉削方式選擇拉削方式可分呢為分層式拉削法（成形式、漸成式）、分塊拉削法和組合拉削法。本次設(shè)計(jì)中，采用組合拉削法，她結(jié)合了成形式拉刀和分塊式拉刀的有點(diǎn)，粗切齒按分塊式

4、設(shè)計(jì)，精切齒則采用成形式結(jié)構(gòu)。3.2確定拉削余量(1)按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：拉前孔為鉆孔或擴(kuò)孔時(shí)（1）拉前孔為鏜孔或粗絞孔時(shí)（2）根據(jù)任務(wù)書(shū)提供數(shù)據(jù)，查復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1.1-5，直徑余量 為： 取A=1.3mm3.3確定刀具幾何參數(shù)查機(jī)械工程手冊(cè)表47.6-10，工件材料為45鋼，選擇前角：15°后角：2°303.4確定齒升量、齒距及工作齒數(shù)拉刀齒距的大小，直接影響拉刀的容屑空間和拉刀長(zhǎng)度以及拉削同時(shí)工作齒數(shù)。由金屬切削原理與刀具中查表16.1，取fz=0.05mm齒距P=（1.251.9）L 取P=1.4L=10.84mm，取P=11mm工作齒數(shù)Ze=LP+1=73.5 確

5、定容屑槽形狀及尺寸3.5.1容屑槽形狀選擇由于P=10.84mm<16mm,所以選擇曲線(xiàn)齒背型容屑槽，其特點(diǎn)是：容屑空間較大，便于切屑卷曲，用于拉削韌性材料。3.5.2確定容屑系數(shù)由機(jī)械工程手冊(cè)中查表47.6-12查得k=33.5.3計(jì)算容屑槽深度因?yàn)樵O(shè)計(jì)的拉刀為綜合式圓孔拉刀，則切削厚度hd=2fz=0.1mm根據(jù)公式：h>1.13khDL 帶入數(shù)據(jù)，得h>4.79mm由于切屑在容屑槽內(nèi)卷曲和填充不可能很緊密，為保證容屑，容屑槽的有效體積須大于切屑所占體積，即取 h=5mm3.6設(shè)計(jì)分屑槽分屑槽是將較寬的切屑分割成窄切屑，以便于切屑卷曲、容納和清除。拉刀前、后刀齒上的分屑槽

6、應(yīng)交錯(cuò)磨出。分屑槽分圓弧形和角度形兩種，本次設(shè)計(jì)拉刀的粗切齒采用圓弧形分屑槽，精切齒采用角度形分屑槽，在設(shè)計(jì)分屑槽深度時(shí)應(yīng)大于齒升量。精切齒時(shí)采用角度形分屑槽時(shí)，從機(jī)械工程手冊(cè)查表47.6-15得，則取槽數(shù)為22分屑槽寬度：bk=1.2mm分屑槽深度：hk=0.7mm粗切齒時(shí)采用圓弧形分屑槽，從機(jī)械工程手冊(cè)查表47.6-16得，則取槽數(shù)為12分屑槽寬度：bk=6.2mm3.7確定拉刀齒數(shù)和直徑3.7.1拉刀齒數(shù)的計(jì)算根據(jù)公式：Z=A/2fz+(35) 帶入數(shù)據(jù)，得Z=193.7.2計(jì)算拉刀直徑dg=Dm max- 帶入數(shù)據(jù)，得 dg=50.01mm查金屬切削原理與刀具表16.4，得各類(lèi)齒齒數(shù)為

7、：過(guò)渡齒：4齒精切齒：4齒校準(zhǔn)齒：6齒粗切齒：18齒拉刀切削部分長(zhǎng)度lq=22*11=242mm校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度lj=6*11=66mm3.7.3各刀齒直徑所設(shè)計(jì)拉刀第一個(gè)粗切齒主要用于修正預(yù)制孔毛邊，不設(shè)齒升量，直徑等于預(yù)制孔的最小直徑51.3mm，其余粗切齒直徑為前一刀齒直徑加上兩倍齒升量。過(guò)渡齒齒升量逐步減少（直到接近精切齒齒升量，四齒齒升量分別取0.07mm、0.05mm、0.03mm、0.02mm），其直徑等于前一刀齒直徑加上兩倍實(shí)際齒升量。最后一個(gè)精切齒直徑與校準(zhǔn)齒直徑相同。校準(zhǔn)齒無(wú)齒升量，各齒直徑相同。取校準(zhǔn)齒直徑等于工作拉削后孔允許的最大直徑，由于拉削后孔徑會(huì)產(chǎn)生收縮，校準(zhǔn)齒直徑

8、應(yīng)取為取d0g=50.02mm4、 拉刀其他部分設(shè)計(jì)4.1拉刀柄部設(shè)計(jì)因?yàn)槔策x擇的是臥式內(nèi)拉床L6110A,取拉刀柄部長(zhǎng)度l1=30mm,l2=40mm,過(guò)渡總長(zhǎng)l=125mm,取過(guò)渡錐長(zhǎng)度l3=20mm,拉床床壁厚度H=60mm,花盤(pán)厚度H1=30mm,卡盤(pán)與床壁間隙lc=5mm,l3=20mm,查機(jī)械工程手冊(cè)表47.6-6查得，拉刀柄部直徑d1=42 mm,d2=33 mm過(guò)渡錐的直徑d3=37 mm,4.2拉刀前、后導(dǎo)部設(shè)計(jì)前導(dǎo)部直徑的基本尺寸等于拉削預(yù)制孔的最小直徑 ，長(zhǎng)度 一般等于工件拉削長(zhǎng)度 ，當(dāng)孔的長(zhǎng)徑比大于1.5時(shí)，可取為0.75 ，此次拉削孔的長(zhǎng)徑比為80：25=3.51.

9、5，因此前導(dǎo)部長(zhǎng)度l4=L=60mm前導(dǎo)部直徑d4=Dw min=49.98+1.3 mm(L/D<1.5)后導(dǎo)部長(zhǎng)度l5=0.5L=30mm后導(dǎo)部直徑d5=50 mm4.3尾部設(shè)計(jì)尾部長(zhǎng)度l6=0.6D=30mm尾部直徑d06等于護(hù)送托架襯套孔徑，取d06=40mm4.4拉刀總長(zhǎng)度拉刀總長(zhǎng)度是拉刀所有組成部分柄部、頸部、過(guò)渡錐、前導(dǎo)部、切削部（包括粗切齒段、過(guò)渡齒段和精切齒段）、校準(zhǔn)部、后導(dǎo)部及尾部的總和，即： L=30+40+125+60+198+55+66+30+30=634mm取L=800mm5、 拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗(yàn)5.1拉削力拉削時(shí)，雖然拉刀每個(gè)刀齒的切削很薄，但由于同時(shí)參

10、加工作的的切削刃總長(zhǎng)度很長(zhǎng)，因此拉削力也很大。最大拉削力可用下公式計(jì)算：式中Fc-切削刃單位長(zhǎng)度拉削力（N/mm）Fc-切削刃單位長(zhǎng)度拉削力Ze-工作齒數(shù)D0-拉刀直徑由fz=0.05mm,查復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1.1-35知，F(xiàn)c=16.3×9.8=159.74N帶入數(shù)據(jù)，得Fmax=87821.65N5.2拉刀強(qiáng)度校驗(yàn)拉刀工作，主要承受拉應(yīng)力，按下式校驗(yàn)式中 Amin 拉刀上的危險(xiǎn)截面面積（mm2）；Fmax拉刀材料的許用應(yīng)力（MPa）。高速鋼對(duì)應(yīng)的許用應(yīng)力 =343392MPa.40Cr的許用應(yīng)力 ，本次設(shè)計(jì)拉刀刀柄采用40Cr，因此。拉刀危險(xiǎn)截面為柄部截面面積，即：=Fmax/

11、Amin=4 Fmax/D22=102.68MPa<392MPa故拉力強(qiáng)度符合要求。5.3拉床拉力校驗(yàn)拉刀工作時(shí)的最大拉削力應(yīng)小于拉床的實(shí)際拉力，即Fmax<=Km*Fm式中 Fm拉床額定拉力（N）；Km 拉床狀態(tài)系數(shù)，新拉床 ，較好狀態(tài)的舊拉床 ，不良狀態(tài)的舊拉床 ，這里取 (復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄)； 為拉床狀態(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 =0.50.7. 這里取 ,查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-84，得L6110拉床的額定拉力為200KN， Km×Fm=98000×0.9=88200N>Fmax=87821.65N機(jī)床拉力滿(mǎn)足條件參考文獻(xiàn)：