圓孔拉刀設(shè)計說明書.doc

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圓孔拉刀設(shè)計說明書 目 錄 前言 3 1.原始條件和設(shè)計要求 4 2.設(shè)計步驟 4 2.1選擇拉刀材料 4 2.2拉削方式 4 2.3校準齒直徑 5 2.4拉削余量 5 2.5幾何參數(shù) 5 2.6齒升量 5 2.7確定齒距 5 2.8確定同時工作齒數(shù) 5 2.9容屑槽形狀 5 2.10確定容屑系數(shù) 6 2.11確定容屑槽尺寸 6 2.12拉刀的分屑槽形狀及尺寸 6 2.13確定拉刀的齒數(shù)和每齒直徑 6 2.14柄部結(jié)構(gòu)形式及尺寸 8 2.15頸部直徑與長度 8 2.16過渡錐長度 9 2.17前導(dǎo)部直徑長度 9 2.18后導(dǎo)部直徑長度 9 2.18柄部前端到第一齒長度 9 2.19后導(dǎo)部直徑長度 9 2.20計算最大切削力 9 2.21拉床拉力校驗 9 2.22拉刀強度校驗 10 2.23計算校驗拉刀 10 2.24確定拉刀技術(shù)要求 10 2.25繪制拉刀工作圖 13 3.總結(jié) 14 4.總結(jié) 15 5.參考文獻 16 前 言 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們即將進入大四,踏入社會之前，通過課程設(shè)計來檢查和考驗我們在這幾年中的所學(xué)，同時對于我們自身來說，這次課程設(shè)計很貼切地把一些實踐性的東西引入我們的設(shè)計中和平時所學(xué)的理論知識相關(guān)聯(lián)。為我們無論是在將來的工作或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過程中打下一個堅實的基礎(chǔ)。 我的課程設(shè)計課題是圓孔拉刀的設(shè)計。在設(shè)計過程當中,我通過查閱有關(guān)資料和運用所學(xué)的專業(yè)或有關(guān)知識，比如零件圖設(shè)計、金屬切削原理、金屬切削刀具、以及所學(xué)軟件AUTOCAD、PRO/E的運用，設(shè)計了零件的工藝、編制了零件的加工程序等。我利用此次課程設(shè)計的機會對以往所有所學(xué)知識加以梳理檢驗，同時又可以在設(shè)計當中查找自己所學(xué)的不足從而加以彌補。使我對專業(yè)知識得到進一步的了解和系統(tǒng)掌握. 1.原始條件和設(shè)計要求 工件直徑D=mm , 工件拉削孔長度L=40mm , 拉削表面粗糙度不得大于Ra1.6 m,孔內(nèi)無空刀槽,工件拉削孔部截面圖如下: 工件材料: 銅合金Qsi3-1 硬度: HBS220 強度 =550MPa 拉床型號: L6140型 工作狀況: 良好狀態(tài)舊拉床 采用10%極壓乳化液 2.設(shè)計步驟 2.1選擇拉刀材料 拉刀材料常用 W6Mo5Cr4V2高速工具鋼整體制造。 用制造的拉刀熱處理硬度： 刀齒和后導(dǎo)部63HRC～66HRC； 前導(dǎo)部60HRC～66HRC； 柄部45HRC～58HRC； 2.2拉削方式 采用綜合式的拉削方式,即在同一只拉刀上采用了兩種拉削方式的組合.它的粗精切削齒都不分組,粗切削齒上開圓弧形分削槽,槽寬略小于刃寬,前后刀齒上分削槽交錯排列,故粗切削齒上齒升量較大,拉削表面質(zhì)量高,拉刀制造容易,適用于拉削余量較多的圓孔,是目前常用的一種拉削方式。 2.3校準齒直徑 （式中收縮量，取mm，則mm) 2.4拉削余量 假設(shè)該圓拉刀用來鉆孔,則其拉削余量可用如下公式查表4-1: 計算余量 A=0.005Dm+(0.1～0.2) =0.00560.030+0.15=1.249mm 按GB143878《錐柄麻花鉆》第1系列取 實際余量 mm 2.5幾何參數(shù) 拉刀的幾何參數(shù)主要指刀齒上的前角,后角和后刀面上的刃帶寬,為制造方便,其校準齒上的前角通常與切削齒相同。 查表有: 切削齒: 前角=，精切齒與校準齒前刀面倒棱～mm，。 粗切齒后角= ，倒棱寬mm； 精切齒：后角=，倒棱寬mm； 校準齒: 后角= ，倒棱寬mm。 2.6齒升量 查表4-4 粗切齒: =0.06mm 0.12mm. 2.7確定齒距 查表4-7有 粗切齒齒距: P=(1.25～1.5)=7.90～9.49 取P=9mm 精切齒齒距及校準齒齒距: ==(0.60.8)P=4.8～7.2 取P=6mm 2.8確定同時工作齒數(shù) 由計算式: 最少同時工作齒數(shù)=L/P 取=4 最多同時工作齒數(shù)=L/P+1 取=5 且滿足3Ze8 2.9容屑槽形狀 為減少加工容屑槽的成形車刀和樣板的種類，應(yīng)盡量將容屑槽的形狀和尺寸標準化，系列化。目前常用的容屑槽形狀有直線齒背型，曲線齒背型和直線齒背雙圓弧型三種.選用曲線齒背型。 2．10確定容削系數(shù)K 容屑系數(shù)K根據(jù)=0.12 查表4-10 取K=2 2．11確定容屑槽尺寸 為保證拉刀有足夠的容削空間 查表4-8 粗切齒和過渡齒取深槽，h=4mm,g=3mm,r=2mm, R=7mm; 精切齒和校準齒取基本槽，h=2mm，g=2mm,r=1mm, R=4mm 2.12拉刀的分屑槽形狀及其尺寸 常用分屑槽的形狀有圓弧形和角度形兩種。圓弧形分屑槽主要用于輪切式拉刀的切削齒和組合式拉刀的粗切齒和過度齒上；三角形分屑槽用于同廓式拉刀的切削齒和組合式拉刀的精切齒上。 故：粗切齒與過渡齒采用弧形分屑槽，精切齒（最后一個精切齒除外）采用三角形分屑槽。 弧形槽按表4-12設(shè)計 = 59 ， 槽數(shù)=14 槽寬=(0.30.7) =6 切削寬度 =2=7.21 三角形槽按表4-11設(shè)計，前后刀齒的分屑槽應(yīng)在圓周方向錯開半個槽距，交錯排列 =60，槽數(shù)==32 槽寬=1.01.2，深，槽形角 2.13確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑尺寸 過度齒齒數(shù)=3～5,精切齒齒數(shù)=3～7,校準齒齒數(shù)=5～7 取過渡齒與精切齒齒升量遞減為：0.025、0.020、0.015、0.015、0.01、0.01mm，切除余量，其中，前2齒齒升量大于，可屬過渡齒；后4齒齒升量較小，屬精切齒。 =2（0.025+0.020+0.015+0.015+0.010+0.010）=0.19mm 粗切齒齒數(shù)==15 粗切齒、過渡齒、精切齒共切除余量:[（15－1）20.03＋0.19] mm=1.030mm 剩下（1.040-1.030）=0.010的余量未切除，需增設(shè)一個精切齒切到要求的尺寸。 按表4-14，取校準齒7個，則拉刀總齒數(shù)為： = 15+2+5+7=29 按齒號列出了各齒直徑尺寸及其公差見下表： 齒號 直徑基本尺寸 直徑尺寸公差 齒號 直徑基本尺寸 直徑尺寸公差 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 59.000 59.060 59.120 59.180 59.240 59.300 59.360 59.420 59.480 59.540 59.600 59.660 59.720 14 15 59.780 59.840 16 17 59.890 59.930 18 19 20 21 22 59.960 59.990 60.010 60.030 60.035 -0.01 23 24 25 26 27 28 29 60.035 60.035 60.035 60.035 60.035 60.035 60.035 2.14柄部結(jié)構(gòu)形式及尺寸 拉刀圓柱形前柄的結(jié)構(gòu)形式可分為Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型用于柄部直徑小于18mm的拉刀，Ⅱ型用于柄部直徑大于18mm的拉刀。Ⅰ型和Ⅱ型又可分為無周向定位面和有周向定位面。當拉刀用于實現(xiàn)工作行程和返回行程的自動循環(huán)時，需要有后柄結(jié)構(gòu)，后柄放置在拉刀后導(dǎo)部的后邊，后柄的結(jié)構(gòu)形式有Ⅰ型和Ⅱ型兩種，Ⅰ型為整體式，Ⅱ型為裝配式，一般在后柄直徑較大時采用。 故該拉刀選擇 Ⅱ型A-無周向定位面的圓柱形前柄型式.查表4-18 知: 前柄 2.15頸部直徑與長度 頸部直徑可取與前柄直徑相同值,也可略小于前柄直徑.頸部長度要保證拉刀第一個刀齒尚未進入工件之前,拉刀前柄能被拉床的夾頭夾住.因此可得拉刀頸部長度計算公式 頸部長度： 對于L6140型號的拉床,其尺寸如下: 式中: --頸部長度 m=10～20 取m=15 --拉床床壁厚度100 mm --法蘭盤厚度50mm --過渡錐長度10，15或20mm，這里選=15mm 頸部直徑； 取mm 2.16過度錐長度 =15mm 2.17前導(dǎo)部直徑,長度 或 取=40mm 2.18后導(dǎo)部直徑,長度 或 取=20mm 2.19柄部前端到第一齒長度 拉刀前柄端面至第1刀齒的距離 130+15+100+50+40=335mm 前柄伸入夾頭的長度 或 取=130mm 2.20計算最大切削力 按表4-20、表4-21和表4-22計算最大拉削力。根據(jù)綜合式拉削特點，切削厚度 KN 式中: -切削刃單位長度上的切削力 查表4-22有=251N 2.21拉床拉力校驗 計算出的拉削力應(yīng)小于拉床的實際拉力, 對于良好狀態(tài)的舊拉床, =0.8 查表4-24 拉床L6140的公稱拉力為 =400 KN 0.8KN 符合要求。 2.22拉刀強度校驗 為防止拉刀拉斷,拉削時產(chǎn)生的拉應(yīng)力應(yīng)小于拉刀材料的許用應(yīng)力,即=/, 式中: --拉刀上的危險截面積,一般在柄部或頸部. --拉刀材料的許用應(yīng)力,高速鋼的=0.35GPa = ==2769.48 =/=261.44/2769.48=0.0944GPa< 所以拉刀強度允許. 2.23計算校驗拉刀 粗切齒與過渡齒長 精切齒與校準齒長 拉刀的總長 mm 按下表允許拉刀總長為，顯然，設(shè)計拉刀比允許拉刀短的多，所以長度校驗合格。 圓拉刀允許的最大總長度（表二） 拉刀直徑 6～10 10～18 30～40 40～50 50～60 >60 最大總長度 28 30 28 26 25 24 精密圓拉刀一般不超過20 2.24確定拉刀技術(shù)要求(GB3813-83) ①拉刀熱處理 用W6Mo5Cr4V2高速工具鋼制造的拉刀熱處理硬度 刀齒和后導(dǎo)部 6366HRC 前導(dǎo)部 6066HRC 柄部 4558HRC 允許進行表面強化處理 ②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 刀齒圓柱刃帶表面 精切齒前面 校準齒前面 粗切齒前面 刀齒后面 前導(dǎo)部外圓柱表面 后導(dǎo)部外圓柱表面 中心孔工作錐面 柄部外圓柱表面 ③拉刀粗切齒外圓直徑的極限偏差(見表四) 拉刀粗切齒外圓直徑的極限偏差 齒升量 外圓直徑極限偏差 相鄰齒齒升量差 0.030.05 0.007 ④圓拉刀精切齒與外圓校準齒外圓直徑的極限偏差(見表五) 圓拉刀精切齒與外圓校準齒外圓直徑的極限偏差 被加工孔的直徑偏差 校準齒與其尺寸相同的精切齒的外圓直徑的極限偏差 其余精切齒的外圓直徑的極限偏差 0.018 > > > >0.046 ⑤拉刀外圓表面對拉刀基準軸線的徑向圓跳動公差(見表六) 表六 拉刀外圓表面對拉刀基準軸線的徑向圓跳動公差 對拉刀基準軸線的徑向跳動公差 拉刀柄部與卡爪接觸的錐面對拉刀基準軸線的斜向圓跳動公差 拉刀各部分的徑向圓跳動應(yīng)在同一個方向 校準齒和校準齒相同直徑的精切齒及后導(dǎo)部 其余部分 0.1 拉刀全長與其基本直徑的比值 徑向圓跳動公差 不得超過表五中所規(guī)定的外圓直徑公差值 > >25 0.03 0.04 0.06 ⑥拉刀前導(dǎo)部與后導(dǎo)部外圓直徑公差(按f7) ⑦拉刀全長尺寸的極限偏差(見表七) 表七 拉刀全長尺寸的極限偏差 拉刀全長尺寸 長度尺寸允許的極限偏差 1000 >1000 ⑧拉刀表面 拉刀表面不得有裂紋,碰傷,銹跡等影響使用性能的缺陷. ⑨拉刀切削刃 拉刀切削刃應(yīng)鋒利,不得有毛刺,崩刃和磨削燒傷. ⑩拉刀容屑槽 拉刀容屑槽的連接應(yīng)圓滑,不許有臺階. 2.25繪制拉刀工作圖 總 結(jié) 課程設(shè)計作為工科院校大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固大學(xué)生大學(xué)所學(xué)知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗畢業(yè)生綜合應(yīng)用知識的能力、自學(xué)能力、獨立操作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是大學(xué)生參加工作前的一次實踐性鍛煉。 大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們即將進入大四,踏入社會之前，通過課程設(shè)計來檢查和考驗我們在這幾年的所學(xué)的知識，同時對于我們自身來說，這次課程設(shè)計很貼切地把一些實踐性的東西引入我們的設(shè)計中和平時所學(xué)的理論知識相關(guān)聯(lián)。為我們無論是在將來的工作或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過程中打下一個堅實的基礎(chǔ)。 通過這一學(xué)期的學(xué)習(xí)和對有關(guān)資料的查閱，我運用所學(xué)的專業(yè)知識和從與專業(yè)相關(guān)聯(lián)的課程為出發(fā)點，設(shè)計了刀具零件的工藝、編制了刀具零件的加工程序，并復(fù)習(xí)了所學(xué)軟件AUTOCAD、PRO/E的運用，同時學(xué)習(xí)了其他一些相關(guān)軟件的應(yīng)用。在設(shè)計思想中盡可能體現(xiàn)了我所學(xué)的、掌握和了解的知識。 其次我從這次課程設(shè)計中獲益匪淺，在以后的工作中，肯定會遇到許多困難，但回想起這設(shè)計經(jīng)歷的時候，我就萌發(fā)出那種和困難做斗爭的勇氣。 當然由于設(shè)計經(jīng)驗的不足，在設(shè)計過程中難免有不足和缺點，但是我絕得得到教訓(xùn)也算是一種收獲吧。 致 謝 本次設(shè)計是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。他淵博的知識、勤奮的工作作風(fēng)、務(wù)實的學(xué)習(xí)和工作態(tài)度、積極進取的勇氣和魄力、以及對學(xué)生從嚴要求的治學(xué)態(tài)度都深深感染了我，值得我終身學(xué)習(xí)。他無私的奉獻精神是我畢生學(xué)習(xí)和追求的目標。在今后的學(xué)習(xí)和生活之中，老師的教誨必將激勵我不斷奮發(fā)向上。 參 考 文 獻: 1. 機械工程手冊(金屬切削刀具) 1980年 機械工業(yè)出版社 2.金屬切削刀具設(shè)計 1962年 機械工業(yè)出版社 3.銑刀,拉刀生產(chǎn)圖冊 1977年 技術(shù)標準出版社 4.金屬切削手冊 上海市科學(xué)技術(shù)交流站 1974年 上海人民出版社 5.樂兌謙主編 金屬切削刀具 北京 1993年 機械工業(yè)出版社 6.劉華明主編 金屬切削刀具課程設(shè)計指導(dǎo)資料 1986年 機械工業(yè)出版社 7.刀具課程設(shè)計指導(dǎo) 1985年 機械工業(yè)出版社 8.許先緒主編 非標準刀具設(shè)計手冊 1985年 機械工業(yè)出版社 9. 徐嘉元主編 機械加工工藝基礎(chǔ) 1990年 機械工業(yè)出版社