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文檔簡介
1、金屬切削原理與刀具課程設計課程設計說明書圓孔拉刀設計學院:機械與工程系專業(yè):機械設計制造及其自動化班級:115011141姓名:梁元鑫 學號:41日期: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 (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。要求設計一把孔拉刀。已知參數(shù): (2)完成作業(yè)1)拉刀工作圖2)計算說明書目 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77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
2、校核1012拉刀校準齒直徑1013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1117切削部分長度1118校準切削部分長度1219分屑槽長度1220前導部的直徑和長度1221后導部的直徑和長度1222柄部前端到第一齒長度1323拉刀總長度1324中心孔13參考書目14小結15金屬切削原理與刀具課程設計圓孔拉刀設計1. 已知條件: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W18Cr4V 柄部選取為40Cr3.幾何參數(shù)的確定a.
3、 前角前角的大小是根據(jù)被加工材料性質選擇的,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: =
4、0.05mm =0.6mm4.齒升量的確定 齒升量的大小,對拉削生產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,普通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: =0.025mm5. 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: 對于普通式拉刀: b.同時工件齒數(shù)=的確定 可根據(jù)以下公式計算后結果取整, 6.拉刀剛度允許最大槽深 根據(jù)實際生產經驗,不同直徑拉刀按剛度允許的最大槽深也是不同的,可以查表1-1-8得:
5、 =5mm7.校驗容屑系數(shù)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=3.233.825 g=(0.350.30)t=2.552.975 R=(0.650.70)t=5.5255.95 r=0.5h=1.6151.9125 所以各值如下: (由表1-1-14)查得:切削齒:t=8
6、 h=2.5 R=5 g=3 r=1.3校正齒:=6 h=2 R=4 g=2 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。柄直徑至少比預加工孔直徑銷5mm,然后才能按標準選取,所以現(xiàn)取由表1.1-25查的: 最小橫截面:227刀柄強度允許拉力p:對于W18Cr4V: p=7945kg =35kg/對于45Cr: p=4540kg =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
7、為Cr,所以由表1.1-36查的:對于40Cr:=25kg/ <=25kg/所以經校核可知,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 >=4939kg 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
8、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=2415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)表1.1-23S可以查得:對于圓孔拉刀,加工工級及2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
9、了提高孔的加工質量,在最后1個精切齒上不開分屑槽. 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=30mm21.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: 由前述計算并結合表1.1-25可以查得: 頸部直徑 頸部長徑 查金屬切削刀
10、具課程設計參考資料拉刀部分表29 對于型拉床床壁厚度花盤法蘭厚度所以頸部直徑b.過渡錐所以 柄部前端到第一齒長度 取=23023拉刀總長度24中心孔 查金屬切削刀具課程設計參考資料表33可知: d=2.5mm D=6mm L=6mm 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小 結 為期一周的金屬切削與刀具課程設計已基本結束,回顧圓孔拉刀設計的整個過程,我覺得受益匪淺。金屬切削與刀具課程設計是整個相關課程的重要教學環(huán)節(jié),使理論與現(xiàn)實更加接近,加深了我們對理論知識的理解,強化了生產實習中的感性認識。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。
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