圆孔拉刀设计说明书.doc

圆孔拉刀设计说明书目 录前言31.原始条件和设计要求42.设计步骤42.1选择拉刀材料42.2拉削方式42.3校准齿直径52.4拉削余量52.5几何参数52.6齿升量52.7确定齿距52.8确定同时工作齿数52.9容屑槽形状52.10确定容屑系数62.11确定容屑槽尺寸62.12拉刀的分屑槽形状及尺寸62.13确定拉刀的齿数和每齿直径62.14柄部结构形式及尺寸82.15颈部直径与长度82.16过渡锥长度92.17前导部直径长度92.18后导部直径长度92.18柄部前端到第一齿长度92.19后导部直径长度92.20计算最大切削力92.21拉床拉力校验92.22拉刀强度校验102.23计算校验拉刀102.24确定拉刀技术要求102.25绘制拉刀工作图133.总结144.总结155.参考文献16前 言大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。我的课程设计课题是圆孔拉刀的设计。在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD、PRO/E的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补。使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握. 1.原始条件和设计要求 工件直径D=mm , 工件拉削孔长度L=40mm , 拉削表面粗糙度不得大于Ra1.6 m,孔内无空刀槽,工件拉削孔部截面图如下:工件材料: 铜合金Qsi3-1 硬度: HBS220 强度 =550MPa拉床型号: L6140型 工作状况: 良好状态旧拉床采用10%极压乳化液2.设计步骤 2.1选择拉刀材料 拉刀材料常用 W6Mo5Cr4V2高速工具钢整体制造。 用制造的拉刀热处理硬度： 刀齿和后导部63HRC66HRC； 前导部60HRC66HRC； 柄部45HRC58HRC； 2.2拉削方式 采用综合式的拉削方式,即在同一只拉刀上采用了两种拉削方式的组合.它的粗精切削齿都不分组,粗切削齿上开圆弧形分削槽,槽宽略小于刃宽,前后刀齿上分削槽交错排列,故粗切削齿上齿升量较大,拉削表面质量高,拉刀制造容易,适用于拉削余量较多的圆孔,是目前常用的一种拉削方式。 2.3校准齿直径 （式中收缩量，取mm，则mm) 2.4拉削余量 假设该圆拉刀用来钻孔,则其拉削余量可用如下公式查表4-1: 计算余量 A=0.005Dm+(0.10.2) =0.00560.030+0.15=1.249mm 按GB143878锥柄麻花钻第1系列取 实际余量 mm 2.5几何参数 拉刀的几何参数主要指刀齿上的前角,后角和后刀面上的刃带宽,为制造方便,其校准齿上的前角通常与切削齿相同。 查表有: 切削齿: 前角=，精切齿与校准齿前刀面倒棱mm，。 粗切齿后角= ，倒棱宽mm； 精切齿：后角=，倒棱宽mm； 校准齿: 后角= ，倒棱宽mm。 2.6齿升量 查表4-4 粗切齿: =0.06mm 0.12mm. 2.7确定齿距 查表4-7有 粗切齿齿距: P=(1.251.5)=7.909.49 取P=9mm 精切齿齿距及校准齿齿距: =(0.60.8)P=4.87.2 取P=6mm 2.8确定同时工作齿数 由计算式: 最少同时工作齿数=L/P 取=4 最多同时工作齿数=L/P+1 取=5 且满足3Ze8 2.9容屑槽形状 为减少加工容屑槽的成形车刀和样板的种类，应尽量将容屑槽的形状和尺寸标准化，系列化。目前常用的容屑槽形状有直线齿背型，曲线齿背型和直线齿背双圆弧型三种.选用曲线齿背型。210确定容削系数K 容屑系数K根据=0.12 查表4-10 取K=2 211确定容屑槽尺寸 为保证拉刀有足够的容削空间 查表4-8粗切齿和过渡齿取深槽，h=4mm,g=3mm,r=2mm, R=7mm;精切齿和校准齿取基本槽，h=2mm，g=2mm,r=1mm, R=4mm 2.12拉刀的分屑槽形状及其尺寸 常用分屑槽的形状有圆弧形和角度形两种。圆弧形分屑槽主要用于轮切式拉刀的切削齿和组合式拉刀的粗切齿和过度齿上；三角形分屑槽用于同廓式拉刀的切削齿和组合式拉刀的精切齿上。 故：粗切齿与过渡齿采用弧形分屑槽，精切齿（最后一个精切齿除外）采用三角形分屑槽。弧形槽按表4-12设计= 59 ， 槽数=14槽宽=(0.30.7) =6切削宽度 =2=7.21三角形槽按表4-11设计，前后刀齿的分屑槽应在圆周方向错开半个槽距，交错排列=60，槽数=32槽宽=1.01.2，深，槽形角 2.13确定拉刀齿数和每齿直径尺寸 过度齿齿数=35,精切齿齿数=37,校准齿齿数=57 取过渡齿与精切齿齿升量递减为：0.025、0.020、0.015、0.015、0.01、0.01mm，切除余量，其中，前2齿齿升量大于，可属过渡齿；后4齿齿升量较小，属精切齿。 =2（0.025+0.020+0.015+0.015+0.010+0.010）=0.19mm 粗切齿齿数=15粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量:（151）20.030.19 mm=1.030mm剩下（1.040-1.030）=0.010的余量未切除，需增设一个精切齿切到要求的尺寸。按表4-14，取校准齿7个，则拉刀总齿数为：= 15+2+5+7=29按齿号列出了各齿直径尺寸及其公差见下表： 齿号直径基本尺寸直径尺寸公差齿号直径基本尺寸直径尺寸公差1234567891011121359.00059.06059.12059.18059.24059.30059.36059.42059.48059.54059.60059.66059.720141559.78059.840161759.89059.930181920212259.96059.99060.01060.03060.035-0.012324252627282960.03560.03560.03560.03560.03560.03560.035 2.14柄部结构形式及尺寸 拉刀圆柱形前柄的结构形式可分为型和型，型用于柄部直径小于18mm的拉刀，型用于柄部直径大于18mm的拉刀。型和型又可分为无周向定位面和有周向定位面。当拉刀用于实现工作行程和返回行程的自动循环时，需要有后柄结构，后柄放置在拉刀后导部的后边，后柄的结构形式有型和型两种，型为整体式，型为装配式，一般在后柄直径较大时采用。 故该拉刀选择 型A-无周向定位面的圆柱形前柄型式.查表4-18 知: 前柄 2.15颈部直径与长度颈部直径可取与前柄直径相同值,也可略小于前柄直径.颈部长度要保证拉刀第一个刀齿尚未进入工件之前,拉刀前柄能被拉床的夹头夹住.因此可得拉刀颈部长度计算公式 颈部长度： 对于L6140型号的拉床,其尺寸如下:式中: -颈部长度 m=1020 取m=15 -拉床床壁厚度100 mm-法兰盘厚度50mm-过渡锥长度10，15或20mm，这里选=15mm颈部直径； 取mm2.16过度锥长度 =15mm2.17前导部直径,长度或 取=40mm 2.18后导部直径,长度 或 取=20mm 2.19柄部前端到第一齿长度 拉刀前柄端面至第1刀齿的距离130+15+100+50+40=335mm 前柄伸入夹头的长度 或 取=130mm 2.20计算最大切削力 按表4-20、表4-21和表4-22计算最大拉削力。根据综合式拉削特点，切削厚度 KN 式中: -切削刃单位长度上的切削力 查表4-22有=251N 2.21拉床拉力校验 计算出的拉削力应小于拉床的实际拉力, 对于良好状态的旧拉床, =0.8 查表4-24 拉床L6140的公称拉力为 =400 KN 0.8KN 符合要求。 2.22拉刀强度校验 为防止拉刀拉断,拉削时产生的拉应力应小于拉刀材料的许用应力,即=/, 式中: -拉刀上的危险截面积,一般在柄部或颈部. -拉刀材料的许用应力,高速钢的=0.35GPa = =2769.48 =/=261.44/2769.48=0.0944GPa60最大总长度283028262524精密圆拉刀一般不超过20 2.24确定拉刀技术要求(GB3813-83) 拉刀热处理 用W6Mo5Cr4V2高速工具钢制造的拉刀热处理硬度 刀齿和后导部 6366HRC 前导部 6066HRC 柄部 4558HRC 允许进行表面强化处理 拉刀表面粗糙度(表三)拉刀表面表面粗糙度拉刀表面表面粗糙度刀齿圆柱刃带表面精切齿前面校准齿前面粗切齿前面刀齿后面前导部外圆柱表面后导部外圆柱表面中心孔工作锥面柄部外圆柱表面 拉刀粗切齿外圆直径的极限偏差(见表四) 拉刀粗切齿外圆直径的极限偏差齿升量外圆直径极限偏差相邻齿齿升量差0.030.050.007 圆拉刀精切齿与外圆校准齿外圆直径的极限偏差(见表五) 圆拉刀精切齿与外圆校准齿外圆直径的极限偏差被加工孔的直径偏差校准齿与其尺寸相同的精切齿的外圆直径的极限偏差其余精切齿的外圆直径的极限偏差0.018 0.046 拉刀外圆表面对拉刀基准轴线的径向圆跳动公差(见表六) 表六 拉刀外圆表面对拉刀基准轴线的径向圆跳动公差对拉刀基准轴线的径向跳动公差拉刀柄部与卡爪接触的锥面对拉刀基准轴线的斜向圆跳动公差拉刀各部分的径向圆跳动应在同一个方向校准齿和校准齿相同直径的精切齿及后导部 其余部分 0.1拉刀全长与其基本直径的比值径向圆跳动公差不得超过表五中所规定的外圆直径公差值 25 0.03 0.04 0.06拉刀前导部与后导部外圆直径公差(按f7)拉刀全长尺寸的极限偏差(见表七) 表七 拉刀全长尺寸的极限偏差拉刀全长尺寸长度尺寸允许的极限偏差10001000 拉刀表面 拉刀表面不得有裂纹,碰伤,锈迹等影响使用性能的缺陷.拉刀切削刃 拉刀切削刃应锋利,不得有毛刺,崩刃和磨削烧伤.拉刀容屑槽 拉刀容屑槽的连接应圆滑,不许有台阶.2.25绘制拉刀工作图总 结课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验毕业生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年的所学的知识，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。通过这一学期的学习和对有关资料的查阅，我运用所学的专业知识和从与专业相关联的课程为出发点，设计了刀具零件的工艺、编制了刀具零件的加工程序，并复习了所学软件AUTOCAD、PRO/E的运用，同时学习了其他一些相关软件的应用。在设计思想中尽可能体现了我所学的、掌握和了解的知识。其次我从这次课程设计中获益匪浅，在以后的工作中，肯定会遇到许多困难，但回想起这设计经历的时候，我就萌发出那种和困难做斗争的勇气。当然由于设计经验的不足，在设计过程中难免有不足和缺点，但是我绝得得到教训也算是一种收获吧。 致 谢本次设计是在老师的悉心指导和帮助下完成的。他渊博的知识、勤奋的工作作风、务实的学习和工作态度、积极进取的勇气和魄力、以及对学生从严要求的治学态度都深深感染了我，值得我终身学习。他无私的奉献精神是我毕生学习和追求的目标。在今后的学习和生活之中，老师的教诲必将激励我不断奋发向上。参 考 文 献:1. 机械工程手册(金属切削刀具) 1980年 机械工业出版社2.金属切削刀具设计 1962年 机械工业出版社 3.铣刀,拉刀生产图册 1977年 技术标准出版社4.金属切削手册 上海市科学技术交流站 1974年 上海人民出版社 5.乐兑谦主编 金属切削刀具 北京 1993年 机械工业出版社 6.刘华明主编 金属切削刀具课程设计指导资料 1986年 机械工业出版社 7.刀具课程设计指导 1985年 机械工业出版社 8.许先绪主编 非标准刀具设计手册 1985年 机械工业出版社 9. 徐嘉元主编 机械加工工艺基础 1990年 机械工业出版社