拉刀課程設(shè)計(jì)說明書

1、前言    機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行

2、切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自20世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段目 錄1已知條件52車刀具材料的選擇63車刀幾何參數(shù)的確定64車刀具體設(shè)計(jì)85.拉刀已知條件106.拉刀幾何

3、參數(shù)的確定137拉刀的具體設(shè)計(jì)148.小 結(jié) 159.參考文獻(xiàn)161.c刀片95°偏頭外圓車刀設(shè)計(jì)已知: 工件材料ht200，使用機(jī)床ca6140，加工后dm=95,ra=3.2,需粗、半精車完成，加工余量自定，設(shè)計(jì)裝c刀片95°偏頭外圓車刀。 設(shè)計(jì)步驟：1.1選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)考慮到加工是在ca6140普通機(jī)床上進(jìn)行，屬于連續(xù)切削，參照表2-1典型刀片夾固結(jié)構(gòu)簡圖和特點(diǎn)，采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)。 1.2選擇刀片材料由原始條件給定：被加工工件材料為ht200，連續(xù)切削，完成粗車、半精車兩道工序，按照硬質(zhì)合金的選用原則，選取刀片材料（硬質(zhì)合金牌號）為yg3。1.3選擇車刀合理角

4、度根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則，并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀：幾何角度的形成特點(diǎn)，選取如下四個(gè)主要角度(1)前角=8°，(2)后角=7°, (3)副后角=7°, (4)主偏角=95°，(5)副偏角=12°(6)刃傾角= -2° 后角的實(shí)際數(shù)值以及副后角和副偏角在計(jì)算刀槽角度時(shí)，經(jīng)校驗(yàn)后確定。1.4選擇切削用量根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定切削用量為：粗車時(shí):a=3mm，f=0.6mm/r，v=80m/min1.5選擇刀片型號和尺寸1.5.1選擇刀片有無中心固定孔由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式，因此應(yīng)選用有中心固定孔的刀片。1.5.2選擇刀片

5、形狀按選定的主偏角=95°，選用菱形刀片。1.5.3選擇刀片精度等級選用u級1.5.4選擇刀片邊長內(nèi)切圓直徑d（或刀片邊長l）根據(jù)已選定的,k，可求出刀刃的實(shí)際參加工作長度。為； l= =3.01mm l>1.5l=4.52mm因?yàn)槭橇庑?，所以l=d>4.521.5.5選擇刀片厚度s根據(jù)a,f，利用諾模圖，得s4.8。1.5.6選擇刀尖圓半徑r根據(jù)a,f, 利用諾模圖，得連續(xù)切削r=4.8。1.5.7選擇刀片切屑槽型式和尺寸根據(jù)條件，選擇a型。當(dāng)?shù)镀吞柡统叽绱_定后，斷屑槽尺寸便可確定。確定刀片型號：ccum1506a2，尺寸為l=d=15.875mm,s=6.35mm,

6、d1=6.35mm, r=1.2刀片參數(shù)： 車尖角=90，刃傾角=0°，法后角=0°，法前角=20°斷屑槽寬wn=41.6確定刀墊型號和尺寸硬質(zhì)合金刀墊型號和尺寸的選擇，取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀片型號和尺寸：適合于偏心式夾固結(jié)構(gòu)的需要，并與刀片型號ccum1506a2相對應(yīng)的硬質(zhì)合金刀墊得型號為：s15b,其具體尺寸為：l=d=14.88mm, s=4.76 mm, d1=7.6, r=1.2mm，d=9，c=2.01.7計(jì)算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間的關(guān)系1.7.1刀桿主偏角k=k=95°1.7.2刀槽刃傾角 （-2

7、°）1.7.3刀槽前角 刀槽底面可看作前刀面，則刀槽前刀角的計(jì)算公式為：tan= 將=8°，=0°，= -2°代入式子得： tan=0.1405則=8°取=8°1.7.4驗(yàn)算車刀后角車刀后角的驗(yàn)算公式為 tan=當(dāng)=0°時(shí)，則 tan=tancos2將=8°，=2°代入得: tan=tan（8）cos（2）=0.131則 =7與所選后角值相近，可以滿足切削要求。而刀桿后角=故=7°，取=7°1.7.5刀桿副偏角k krg=kr而 k=180°-k-又=，k=kk=180

8、76;-k-=180°-k-車刀刀尖角的計(jì)算公式為 cot=cot當(dāng)=90°時(shí)，則為 cot=-tansincos將=8°，= -2°代入得 cot=-tan（8°）sin（2°）cos（2°）=0.1814則 =79.72°故 k= k=180°-95°-79.72° =5.28°取 k=5.28°1.7.6檢驗(yàn)車刀副后角車刀副后角的驗(yàn)算公式為 tan=當(dāng)=0°時(shí)，則式為 tan=-tancos而 tan=-tancos+tansin tan=tansi

9、n+tancos將=8°，= -2°，=79.72°代入式得: tan=-tan（8°）cos79.72°+tan（2°）sin79.72°=0.094則 =5.37° tan=tan（8°）sin79.72°+tan（2°）cos79.72° =0.144則 =8.21° 再將=5.37°，=8.21°代入式得: tan=-tan（5.37°）cos（8.21°）=0.1095則 =6.25°可以滿足切削要求而刀桿

10、副后角=故=6.25°，取=6.25°綜合上述計(jì)算結(jié)果，可以歸納為：車刀的幾何角度為:=8°，=7°，k =95°，k=12°，= -2°，=7°刀桿與刀槽的幾何角度為；=8°，=7°，k=95°，k=5.28°，= -2°，=6.25°1.8選擇刀桿材料和尺寸1.8.1選擇刀桿材料選用45號鋼為刀桿材料，熱處理硬度為hrc38-45。1.8.2選擇刀桿尺寸1.選擇刀桿截面尺寸因?yàn)榧庸な褂胏a6140普通車床，其中心高400mm,考慮到為提高刀桿強(qiáng)度，選取

11、刀桿截面尺寸bh=2025mm由于切削深度a=3mm，進(jìn)給量f=0.6mm/r，可以不必校驗(yàn)刀桿強(qiáng)度。2.選擇刀桿長度尺寸選取刀桿長度為150mm3.選擇偏心銷及其相關(guān)尺寸( 1 )選擇偏心銷材料偏心銷材料選用40cr ，熱處理硬度為hrc40 一45 ，發(fā)黑。( 2 )選擇偏心銷直徑dc和偏心量e d cd1-（0.20.4 ） mm 前面已經(jīng)選定dl = 6 . 35 括號內(nèi)取最大值0.4則d c6 . 35 0.4=5.95mm圓孔拉刀的設(shè)計(jì)被加工孔直徑d=31 +0.021 0mm,拉前直徑d0=30 +0.16 0mm工件拉削孔長度l=45mm，拉削表面粗糙度不得大于ra1.6m。工

12、件材料：45鋼，調(diào)質(zhì)處理,硬度hbs220-250,抗拉強(qiáng)度b=750mpa。拉床型號:l6110型。采用10%極壓乳化液。要求設(shè)計(jì)圓拉刀。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮:預(yù)制空加工方式;標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆鉆削;拉削變形量：拉削后孔收縮，收縮量（在直徑上）為0.01mm。設(shè)計(jì)步驟（1） 選擇拉刀材料 拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，因此要求采用耐磨的刀具材料，以盡量提高刀具耐用度。本例采用w18cr4v . （2） 確定拉削方式綜合式拉刀較短，適用拉削碳鋼和低合金鋼，拉削精度和表面質(zhì)量并不低于其它拉削方式，且拉削耐用度較高。因此，本例選擇綜合式拉削。（3） 選擇刀齒幾何參數(shù)按表3 一2 ，取拉刀前角15°精切齒與校準(zhǔn)

13、齒前刀面采用倒棱，br1 =0.5- 1 mm ;粗切齒后角3°, 倒棱寬ba1小于0.2,精切齒:后角2°,ba1=0.3; 校準(zhǔn)齒: 后角1°,ba1=0.6確定校準(zhǔn)齒直徑（以角標(biāo)x表示校準(zhǔn)齒的參數(shù)）dox=dmmax+（1） 式中 收縮量，= 0.01 ,dox = 31. 031mm 確定拉削余量計(jì)算余量（按表4-1）為=0.005dm（0.10.2）=(0.005x31+0.15x)mm=0.97mm按gb143978錐柄長麻花鉆第系列取30.0mm的鉆頭。這樣，實(shí)際拉削余量為dox-dwmin=(31.031-30.0)mm=1.031mm（2） 選取

14、齒升量按表3-4，選取粗切齒齒升量ap=0.04mm。（3） 設(shè)計(jì)容屑槽1） 計(jì)算齒距按表3-7，粗切齒與過渡齒齒距為（1.31.5）=（1.21.5）=6.68.2mm取p=8mm精切齒和校準(zhǔn)齒齒距為pj=px=（0.60.8）p=5.5mm2）選取拉刀容屑槽 查表3-8，選曲線齒背型，粗切齒和過渡齒取深槽，h=3mm：精切齒和校準(zhǔn)齒取基本槽，h=2mm。3）校驗(yàn)容屑條件 查表3-10得容屑系數(shù)k3.0，則 h=1.13=1.13xmm=2.68mm顯然，hh，容屑條件校驗(yàn)合格。4）校驗(yàn)同時(shí)工作齒數(shù) 照表3-7計(jì)算e=（l/p）=31/8=4, 滿足3ze8的校驗(yàn)條件，校驗(yàn)合格。（8）確定分

15、屑槽參數(shù) 拉刀粗切齒與過度齒采用弧形分屑槽，精切齒（最后一個(gè)精切齒除外）采用三角形分屑槽?；⌒尾郯幢?-12設(shè)計(jì)，當(dāng)domin=30mm，槽數(shù)nk=10，槽寬a=domin sin90o/nk-（0.30.7）mm =30xsin90o/8-（0.30.7）mm=5mm切屑寬度 aw=2dominsin90o/nk-a=（2×30×sin90o/8-6）mm=6.32mm因awa，可使拉削表面質(zhì)量較好,前后刀齒重疊拉削而無空隙。三角形槽按表3-11設(shè)計(jì)，d。=31mm n=（1/71/6）d。=20槽寬b=11.2mm,深h=0.5mm,槽形角w90o前后刀齒的分屑槽應(yīng)在圓

16、周方向錯(cuò)開半個(gè)槽距，交錯(cuò)排列。（9） 選擇拉刀前柄 按表3-17，選用型a無周向定位面的圓柱形前柄，取d=28mm,卡爪處底徑d2=21mm。拉刀無需設(shè)后柄。（10） 校驗(yàn)拉刀強(qiáng)度與拉床載荷 按表3-20、表3-21和表3-22計(jì)算最大刀削力。根據(jù)綜合式拉削特點(diǎn)，切削厚度ac=2af。fmax=fzawzemaxk0 k1 k2 k3 k4×103 =161×30/2×4×1.27×1.15×1.13×1×1×10-3kn=50.06kn拉刀最小斷面為前柄卡爪底部，其面積為 rmin=d22/4=x212

17、/4mm2=346.19mm2危險(xiǎn)截面部位的拉應(yīng)力為 =fmax/armin=50.06/346.19gpa=0.145gpa按表4-25，高速鋼圓拉刀許用應(yīng)力=0.35gpa,顯然，<,拉刀強(qiáng)度校驗(yàn)合格。按表3-23、表3-24和已知l6110型良好狀態(tài)舊拉床，可算出拉床允許拉力 frk=200x0.8kn=160kn顯然，fmax<frk，拉床載荷校驗(yàn)合格。（11） 確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑尺寸 按本章一、3.齒升量中所述，取過度齒與精切齒齒升量遞減為：0.03、0.025、0.020、0.015、0.01、0.01mm,共切除余量 ag+aj=2（0.03+0.025+0.02

18、0+0.015+0.01+0.01）mm=0.22mm其中，前2齒齒升量大于1/2af,可屬過渡齒；后4齒齒升量較小，屬精切齒。粗切齒齒數(shù)按下式計(jì)算后取整為ze=a-(ag+af)/2af+1=(1.031-0.22)/2x0.04+1=10粗切齒、過渡齒、精切齒共切除余量（10-1）×2×0.04+0.22mm=1.02mm剩下（1.031-1.02）mm=0.011mm的余量未切除，需增設(shè)一個(gè)精切齒切到要求的尺寸。（12） 設(shè)計(jì)拉刀其他部分 按表3-19：前柄 l=100mm d=28mm頸部 l=m+bo+a-l3110mm d2=d1-0.5mm=27.5mm過渡錐

19、l3=15mm前導(dǎo)部 l4=40mm d4=dwmin=30mm 后導(dǎo)部 l7=20mm d7=dmmin=31.021mm拉刀前柄端面至第1刀齒的距離 l1=l1+m+bs+a+l4=(110+100+15+40)mm=265mm (13) 計(jì)算和效驗(yàn)拉刀總長粗切齒與過度齒長 l5=8×(10+2)=96mm精切齒與效準(zhǔn)齒長 lo=5.5×(5+7)=66mm拉刀總長 l=l+l5+l6+l7=447mm按表3-26允許拉刀總長為28do=28×30mm=840mm,顯然,拉刀短得多,所以長度合格。(14)制定拉刀技術(shù)條件 應(yīng)根據(jù)本章二。主要內(nèi)容應(yīng)列入拉刀工作圖中。(15)繪制拉刀工作圖。結(jié)論通過這兩周的刀具設(shè)計(jì)與工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，我了解到自己還有很多專業(yè)知識的欠缺，理論與實(shí)際不能完全的結(jié)合在一起，需要繼續(xù)完善自己的專業(yè)知識與技術(shù)水平