綜合式圓孔拉刀設(shè)計(jì)

姓名：豆豆學(xué)號(hào):100101106指導(dǎo)老師：胡老師設(shè)計(jì)日期：2012年5月22目錄HYPERLINK設(shè)計(jì)任務(wù)HYPERLINK拉刀簡介 HYPERLINK設(shè)計(jì)步驟HYPERLINK確定齒升量、齒數(shù)和刀齒直徑HYPERLINK選擇拉刀的幾何角度HYPERLINK確定齒距HYPERLINK容削槽HYPERLINK分削槽HYPERLINK拉刀非工作部分的設(shè)計(jì)HYPERLINK拉刀示意圖HYPERLINK拉刀檢驗(yàn)HYPERLINK設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)：工件材料為易切削鋼40Cr，毛坯為圓料棒，直徑為D=Φ40mm寬度l=30mm，預(yù)制孔直徑Φ24鉆孔，表面質(zhì)量差，設(shè)備為L6110拉床，為大批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)拉刀完成孔直徑Φ25(H7),孔表面粗糙度Ra0.8um的加工，零件圖如下：毛坯圖零件圖拉刀簡介：拉刀是一種多齒、精加工刀具。拉刀工作時(shí)沿軸線作直線運(yùn)動(dòng)，以其后一刀齒高于前一刀齒來完成拉削任務(wù)。拉削加工在成批大量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。拉刀的拉削特點(diǎn)生產(chǎn)率高拉刀同時(shí)工作齒數(shù)多，切削刃長，一次行程即可完成工件的粗加工、精加工和光整加工，因此具有很高的生產(chǎn)率。拉削速度低，質(zhì)量穩(wěn)定一般拉削速度νc=2～8m／min，拉削平穩(wěn)，切削厚度小，因此拉削精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T8，表面粗糙度值可達(dá)Ra5～0．8μm。另外，拉削時(shí)各刀齒不是連續(xù)而是間隙工作的，刀齒磨損慢，刀具耐用度高，壽命長。這樣由同一把拉刀加工出的工件，其質(zhì)量穩(wěn)定，具有很好的互換性。拉床結(jié)構(gòu)簡單、操作方便因?yàn)槔饕话阒挥幸粋€(gè)主運(yùn)動(dòng)。拉刀加工范圍廣泛可拉削各種形狀的通孔和外表面。但拉刀的設(shè)計(jì)、制造復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不適應(yīng)單件小批生產(chǎn)。拉刀是專用刀具一種形狀與尺寸的拉刀，只能加工相應(yīng)形狀與尺寸的工件，不具有通用性。因此也把拉刀稱為定尺寸刀具。設(shè)計(jì)步驟：根據(jù)刀具設(shè)計(jì)手冊，選取W18Cr4V為刀具材料，拉削方式為綜合式拉刀工作部分設(shè)計(jì)：確定齒升量、齒數(shù)和刀齒直徑1．齒升量fz粗切齒的齒升量較大。因?yàn)榧庸び嗔康?0%要由粗切齒去切除，但其齒升量也不易過大，過大則拉削力大，一則影響拉刀的強(qiáng)度和拉床的負(fù)荷；二則很難獲得表面粗糙度值小的拉削表面。一般推薦齒升量fz=O．03～0．06mm，且各齒齒升量相等。精切齒的齒升量fz較小?？紤]到加工精度與表面質(zhì)量，其齒升量fz一般取0．01～O．03mm，且各齒齒升量相等。過渡齒齒升量介于粗切齒與精切齒的齒升量之間，且大小不等、逐漸減小。這樣安排過渡齒的齒升量，其目的是使拉削力從粗切齒組到精切齒組起到一個(gè)平穩(wěn)的過渡，保持拉削過程的平穩(wěn)性由已知條件知：拉削總余量A=1.021mm，根據(jù)課本《金屬切削原理與刀具》選擇粗切齒、精切齒、過渡齒和校準(zhǔn)齒齒升量如下：齒類型校準(zhǔn)齒精切齒過渡齒粗切齒齒數(shù)z5758齒升量f00.010.04直徑方向上的拉削余量A0.140.250.64粗切齒齒數(shù)按下式確定：Z=[A-(AⅡ+AⅢ)]/2fⅠ=[1.021-(0.14+0.25)]/2x0.04=7.8875,各刀齒直徑的確定：因?yàn)轭A(yù)制孔的表面質(zhì)量差，所以1號(hào)刀齒直徑應(yīng)該為D1=dwmin+fz1=24+0.04=24.04mm校準(zhǔn)齒各齒直徑相同，起最后修光、校準(zhǔn)拉削表面的作用，這里選擇校準(zhǔn)齒直徑為25.021mm其他各齒的直徑及公差見下表：刀號(hào)齒類直徑偏差1粗切齒24.040.005224.11324.19424.27524.35624.43724.51824.599過渡齒24.671024.741124.80-0.0051224.851324.8914精切齒24.921524.941624.961724.9818251925.022025.02121校準(zhǔn)齒25.0212225.0212325.0212425.0212525.021選擇拉刀的幾何角度：前角γ0一般根據(jù)工件材料選取。拉削鋼料時(shí)，為減小切削變形，降低拉削力，提高拉削表面質(zhì)量，一般γ0取10°～15°(材料韌性大，y0取得大些)，這里由于材料是40Cr，韌性較好，所以選擇前角γ0=15°后角α0拉削普通鋼切削齒α0=2.5°～4°，校準(zhǔn)齒=0.5°～1°，由于拉刀屬于定尺寸刀具，為使刀齒沿前面重磨后直徑變化較小，以延長拉刀的使用壽命，其后角ao應(yīng)選得小些，所以切削齒后角α0=2.5°，校準(zhǔn)齒α0=0.5°刃帶后角α和寬度b刀齒上刃帶是起支撐拉刀平穩(wěn)工作，保持重磨后直徑不變和便于檢測直徑尺寸。在此取α=0，粗切齒b=0，精切齒b=0.1mm，校準(zhǔn)齒b=0.4mm確定齒距齒距指相鄰兩刀齒間的軸向距離。在設(shè)計(jì)齒距P時(shí)，要著重考慮兩個(gè)方面的問題，即容屑空間與拉削平穩(wěn)性。若齒距P小，則同時(shí)工作齒數(shù)多，拉削平穩(wěn)性好，拉削表面質(zhì)量高。但齒距P過小，容易造成容屑空間不夠，切屑擠塞于容屑槽內(nèi)而折斷拉刀。一般齒距P的設(shè)計(jì)原則是：在保證有足夠容屑空間的前提下，同時(shí)工作齒數(shù)zе盡可能多些。一般zе≥3。由經(jīng)驗(yàn)公式確定粗切齒齒距：P=1.5，精切齒和校準(zhǔn)齒距p=0.8P（L=30mm）粗切齒和過渡齒齒距P=8.2mm，精切齒和校準(zhǔn)齒齒距p=6.6mm容削槽：容削槽的形狀和尺寸要求：能寬敞的容削，有利于切削卷曲，不削弱刀齒的強(qiáng)度和便于制造。根據(jù)課本選擇適用于拉削塑性材料和綜合拉削拉刀的圓弧齒背型容削槽容削槽示意圖如下：容屑槽深度確定容屑槽時(shí)，必須注意容屑條件。因?yàn)榍行季砬豢赡芙^對(duì)緊密，所以應(yīng)使容屑槽的有效容積大于切屑體積。由刀具設(shè)計(jì)手冊得圓弧齒背型容削槽的尺寸參數(shù)計(jì)算公式：h=0.4p，g=0.35p，R=0.65p，r=0.5h則粗切齒和過渡齒的容削槽尺寸參數(shù)為：h=3.3mm，g=2.9mm，R=5.4mm，r=1.6mm,b=0.3mm精切齒和校準(zhǔn)齒的容削槽的尺寸為：h=2.6mm，g=2.3mm，R=4.3mm，r=1.3mm,b=0.2mm粗切齒和過渡齒容屑槽精切齒和校準(zhǔn)齒容屑槽分削槽：一般拉削寬度超過5mm時(shí)，在拉刀切削刃寬度上磨制分削槽，以利于切削的變形和卷曲，便于容削。由于零件的寬度為30mm，所以選擇便于加工和槽數(shù)較多的角度槽。由刀具設(shè)計(jì)手冊得，角度槽的底后角αf=5°,n=16,ω=60°，bc=πD/2n-0.1=1.5mm角度槽示意圖：拉刀非工作部分的設(shè)計(jì)：前導(dǎo)部：由刀具設(shè)計(jì)手冊查得：D1=20mmD2=15mm，D3=18mm，D4=24mm，L1=20mm，L2=25mm，L3=3mm，L4=L（工件長度）=30mm后導(dǎo)部：D5等于工件孔的最小直徑，即D5=25mm，l6=0.7L=21mm拉刀示意圖如下：綜上所述：D1=20mmD2=15mm，D3=18mm，D4=24mm，L1=20mm，L2=25mm，L3=3mm，L4=L（工件長度）=30mm，P（z1+z2）=106.6mm，Pz3=46.2mm，Pz4=33mm，D5=25mm，l6=根據(jù)上述數(shù)據(jù)得L（拉刀總長）=400mm拉刀檢驗(yàn)：同時(shí)工作齒數(shù)檢驗(yàn)：Ze=+1=30/8.2+1=4.65>3,可以保證拉削過程的穩(wěn)定性容屑空間檢驗(yàn)：粗切齒容屑空間檢驗(yàn)：A=πh2/4=8.548，AD=LfⅠ=30x0.04=1.2，滿足容屑條件精切齒和校準(zhǔn)齒容削空間檢驗(yàn)：A=πh2/4=5.3，AD=LfⅢ=30x0.01=0.3，滿足容屑條件拉刀強(qiáng)度檢驗(yàn)：公式：σ=F/S<[σ]，F(xiàn)=Fc’bZeK（K取0.8，為較好狀態(tài)的舊機(jī)床）由刀具設(shè)計(jì)手冊得(綜合式圓孔拉刀按2f查得)Fc’=235N/mm,得F=3943MPa小于許用應(yīng)力，滿足條件拉刀長度檢驗(yàn)：拉刀總長為400mm，設(shè)備為L6110，拉削行程為1000mm，設(shè)備滿足要求。設(shè)計(jì)總結(jié)：拉刀成形圖如下：小結(jié)：經(jīng)過這次刀具設(shè)計(jì)的過程，