圓形拉刀課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　《金屬切削刀具》課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　課題名稱: </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓

2、 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　2012 年 6 月</p><p><b>　　前 言</b>&l

3、t;/p><p>　　伴隨著大三的結(jié)束，大四的開始，我們已經(jīng)開始慢慢的步入社會，課程設(shè)計(jì)其實(shí)已經(jīng)變成鑒證我們?nèi)晁鶎W(xué)的重要部分，通過課程設(shè)計(jì)很貼切地把一些實(shí)踐性的東西引入我們的設(shè)計(jì)中和平時(shí)所學(xué)的理論知識相結(jié)合。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(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　種類繁多拉刀，它可加工各種形狀通孔，直槽，螺旋槽和直線或曲線的外表面。拉刀按加工表面不同，可分為內(nèi)

4、拉刀和外拉刀；按工作時(shí)受力方向不同，可分為拉刀和推刀。拉削方式是指拉削過程中切削余量在各切削齒上的分配方式。拉削方式對拉刀的結(jié)構(gòu)和制造，拉到的耐用度，拉削力，拉削的表面光潔度和生產(chǎn)率有很大的影響。</p><p>　　拉刀是一種高生產(chǎn)率刀具，它切削速度低，耐用度高，壽命高。拉刀是多刃切削刀具，切削力較大但機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，成本高，只適用于大批量生產(chǎn)</p><p>　　我的課程設(shè)計(jì)課題是圓孔拉

5、刀的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,我通過查閱有關(guān)資料和運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)或有關(guān)知識，比如金屬切削原理、金屬切削刀具、以及所學(xué)軟件AUTOCAD、Solidworks的運(yùn)用。我利用此次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會對以往所有所學(xué)知識加以梳理檢驗(yàn)，同時(shí)又可以在設(shè)計(jì)當(dāng)中查找自己所學(xué)的不足從而加以彌補(bǔ)。使我對專業(yè)知識得到進(jìn)一步的了解和系統(tǒng)掌握。</p><p>　　由于本人水平有限,設(shè)計(jì)時(shí)間也比較倉促,在設(shè)計(jì)的過程中會遇到一些技術(shù)和其它方面的問題，

6、再加上我對知識掌握的程度，也只能到這個(gè)程度了，理解萬歲。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目…………………………………………………………………3&

7、lt;/p><p>　　第二章 拉刀工作部分設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1選擇刀具材料………………………………………………………4</p><p>　　2.2確定拉削余量A……………………………………………………4</p><p>　　2.3齒升量的選取……………………………………………………… 4</p><p>　　

8、2.4選擇幾何角度………………………………………………………5</p><p>　　2.5齒距及各齒數(shù)的確定………………………………………………5</p><p>　　2.6確定容屑槽形狀和尺寸…………………………………………5</p><p>　　2.7分屑槽的確定………………………………………………………7</p><p>　　2.8確定

9、拉刀齒數(shù)和直徑………………………………………………7</p><p><b>　　拉刀光滑部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1柄部、頸部與過渡錐………………………………………………9</p><p>　　3.2 前導(dǎo)部、后導(dǎo)部與尾部……………………………………………10</p><p>　　3.3 拉刀總長度L0

10、……………………………………………………10</p><p>　　拉削力及拉刀強(qiáng)度的校驗(yàn)</p><p>　　4.1 拉削力的校驗(yàn)……………………………………………………11</p><p>　　4.2 拉刀強(qiáng)度的校驗(yàn)…………………………………………………11</p><p>　　4.3拉床拉力校驗(yàn)……………………………………………………11

11、第五章 課程設(shè)計(jì)小結(jié)</p><p>　　結(jié)束語………………………………………………………………12</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………12</p><p>　　金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)</p><p>　　“成形圓孔拉刀刀具設(shè)計(jì)”</p><p><b>　　第

12、一章 緒論</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　圖1-1</b></p><p><b>　　1.1已知條件：</b></p><p>　　1、要加工的工件零件圖如下圖圖所示。</p><p>　

13、　2、工件材料：35鋼。σb＝0.60GPa</p><p>　　3、已知參數(shù): L=40 mm = 25 mm =34±0.1 mm</p><p>　　刀具組織要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理 </p><p>　　5、使用拉床：臥式內(nèi)拉床L6110。</p><p><b>　　1.2要求</b></p

14、><p><b>　?、?繪制被加工工件</b></p><p>　　② 繪制刀具零件圖（成型車刀還需畫出樣板設(shè)計(jì)圖）</p><p>　?、?編寫設(shè)計(jì)說明書一份，字?jǐn)?shù)不得少于4000字</p><p>　　第二章 拉刀工作部分設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1選擇刀具材料</b

15、></p><p>　　a.被拉孔直徑 ， = 25 mm表面粗糙度為Ra1.6mm</p><p>　　b.拉削長度：L=40mm</p><p>　　c.工件材料：35鋼，σb＝0.60GPa，185——220HBS，孔為鉆孔坯。</p><p>　　d.拉床型號：臥式內(nèi)拉床L6110A</p><p>&

16、lt;b>　　結(jié)論：</b></p><p>　　根據(jù)已知條件，工件材料為35鋼，且σb＝0.60GPa，所以刀具材料可選擇40Cr</p><p>　　2.2 確定拉削余量A</p><p>　　由經(jīng)驗(yàn)公式A=0.005</p><p>　　式中L為拉削長度（mm），為拉削后孔的直徑（mm）</p><

17、p>　　代入數(shù)據(jù)A=0.005，這里取A為1.0mm</p><p>　　2.3 齒升量的選取</p><p>　　a、粗切齒齒升量f z1：為了縮短拉刀長度，應(yīng)盡量加大，使各刀齒切除總余量60%80%左右。直徑小于50mm的孔，f z1=0.030.06，取0.05</p><p>　　b、精切齒齒升量f z3：按拉削表面質(zhì)量選取，一般f z3=0.010.

18、02，取0.015</p><p>　　c、過度齒齒升量f z2：在各齒上是變化的，在f z1與f z3之間逐齒遞減</p><p>　　d、校準(zhǔn)齒齒升量f z4=0，是起最后修光校準(zhǔn)拉削表面作用</p><p>　　2.4 選擇幾何角度</p><p>　　前角：根據(jù)被加工材料；</p><p>　　后角：拉削普通鋼

19、切削齒0；校準(zhǔn)齒0；</p><p>　　刃帶后角b1和寬度b a：一般取b1=0；b a：粗切齒0~0.05，精切齒0.1~0.15mm，校準(zhǔn)齒0.3~0.5mm。</p><p>　　2.5 齒距及各齒數(shù)的確定</p><p>　　a、齒距：通常由經(jīng)驗(yàn)公式確定 P=1.25 ~1.5=7.91~9.49mm，取P=9mm</p><p>

20、　　所以粗切齒與過渡齒齒距P1=P2=9；精切齒與校準(zhǔn)齒齒距P3=P4=（0.6~0.8）P=5.4~7.2mm，取7mm</p><p>　　b、同時(shí)工作齒數(shù)：P確定后，工作齒數(shù)Ze用下式計(jì)算</p><p>　　求得Ze=5.44，取Ze=5</p><p>　　c、Ze確定后，過渡齒數(shù)、精切齒數(shù)和校準(zhǔn)齒齒數(shù)參考下表：</p><p>　

21、　表2-1 </p><p>　　由表可得，取過渡齒數(shù)Z2=6，精切齒數(shù)Z3=5，校準(zhǔn)齒齒數(shù)Z4=6，則粗切齒齒數(shù)</p><p>　　2.6 確定容屑槽形狀和尺寸</p><p><b>　　a、容屑槽形狀</b></p><p>　　目前使用的容屑槽有三種形式，根據(jù)加工要求選為圓弧齒背形：深槽形，容屑槽形

22、式如下圖：</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p><b>　　b、容屑槽尺寸</b></p><p>　　查《刀具設(shè)計(jì)手冊》表1.1-18得拉刀槽深 取h=4</p><p>　　查表1.1-16選取容屑槽系數(shù)</p><p>　　查《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手

23、冊》表1.1-14知當(dāng)p=9時(shí)h=4 代入公式得</p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　　查《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊》表1.1-14得到：</p><p>　　g=（0.35~0.30）P=3.15~2.70mm 取g=3mm</p><p>　　R=（0.65~0.70）P=5.85~6.30mm

24、取R=6mm</p><p>　　r=0.5h=2mm</p><p><b>　　2.7分屑槽的確定</b></p><p>　　綜合式圓拉刀粗切齒采用圓弧形分屑槽，精切齒采用角度形分屑槽，分屑槽外形如下圖：</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　

25、　查《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊》公式1.1-12得粗切齒分屑槽: 槽數(shù) 取n1=6； 槽寬 ，取a=6mm；弧形半徑，取R1=15查《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊》表1.1-19精齒分屑槽：， 取n2=12；槽寬， 深度 圓弧半徑槽形角</p><p>　　2.8確定拉刀齒數(shù)和直徑</p><p><b>　　a、計(jì)算齒數(shù) Z</b></p><p>　　初選 Z

26、Ⅱ=6 ZⅢ=5 ZⅣ=6 計(jì)算ZⅠ</p><p>　　AⅡ=2x（0.020+0.025+0.030+0.035+0.040+0.045）=0.39</p><p>　　AⅢ=2x5x0.015 =0.15 </p><p>　　ZⅠ=[A－(AⅡ+AⅢ)]／２×fzⅠ</p><p>　　=[1.0－(２×

27、;(0.15+0.39)]／２×0.05 =4.6</p><p>　　取ZⅠ=4 余下未切除的余量為：</p><p>　　2A={1.0－[4×2×0.05＋2×(0.020+0.025+0.030+0.035+0.040+0.045)＋(5×2×0.015)]}} </p><p><b>

28、;　　=0.06 mm </b></p><p>　　將0.06未切除的余量分配給過渡齒切，則過渡齒數(shù)ZⅡ=7</p><p>　　過渡齒齒升量調(diào)正為： fzⅡ=0.045、0.040、0.035、0.030、0.025、0.020、0.015最終選定齒數(shù) ZⅠ= 4＋1 ZⅡ=7 ZⅢ= 5＋1 ZⅣ= 6</p><p>　　Z

29、＝ZⅠ＋ZⅡ＋ZⅢ＋ZⅣ ＝ 24</p><p><b>　　b、確定拉刀齒直徑</b></p><p>　　⑴ 粗切齒Dx1＝dmin =24.00 Dx2 ＝Dx1＋2fzⅠ ……………………</p><p>　　Dx2 －Dx14＝24.30、24.40、24.50、24.60</p><p>　　⑵ 過渡

30、齒Dx15 －Dx19 ＝24.65、24.70、24.75、24.80、24.85、24.87、24.90 </p><p>　?、?精切齒Dx20 －Dx24 ＝24.92、24.94、24.96、24.98、25.00、25.02</p><p>　?、?校準(zhǔn)齒Dx25 －Dx30 ＝25.02、25.03、25.04、25.05、25.06、25.07</p>

31、<p>　　第三章 拉刀光滑部分設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1柄部、頸部與過渡錐</p><p>　　查《刀具設(shè)計(jì)手冊》，柄部可選擇B型有周向定位面，如圖所示：</p><p><b>　　圖 3-1 </b></p><p><b>　　頸部與過渡錐總長：</b></p

32、><p>　　查《刀具設(shè)計(jì)手冊》表6-36可得修正后D1=22mm，D1'=21.7mm，D2=16.5mm,e=18.75mm</p><p>　　常用拉床L6110、6120、6140：</p><p>　　H─拉床床壁厚：60mm、80mm、100mm</p><p>　　H1─花盤厚度，分別為30mm、40mm、50mm</

33、p><p>　　lc ─卡盤與床壁間隙，分別為5mm、10mm、15mm</p><p>　　l3 ─根據(jù)拉刀直徑取為10～20mm</p><p>　　、、─卡盤與床壁間隙，分別為20mm、 </p><p>　　40mm 、30mm</p><p>　　l ─分別取為125mm、175mm、225mm</p>

34、;<p>　　拉刀工作圖通常不標(biāo)l值，而標(biāo)L1：</p><p>　　L1=l1+l2+l+l4</p><p><b>　　、 ─柄部尺寸</b></p><p>　　l 4 ─前導(dǎo)部長度 圖 3-2 拉刀柄部長度的分布 </p><p>　　

35、3.2 前導(dǎo)部、后導(dǎo)部與尾部</p><p>　　前導(dǎo)部l4: 一般 l4 =(1.5～2)D</p><p>　　長徑比L/D>1.5 </p><p>　　直徑d4=Dwmin 公差f 8 取 l4 = 45mm 圖 3-3 拉刀前導(dǎo)部</p><p>　　后導(dǎo)部l5 ： l5

36、½(工件表面長度)<l4 不小于 20 取30mm</p><p>　　孔內(nèi)有空刀槽 l5=l1’+l2’+(5～10)</p><p>　　直徑d5=Dmmin(拉后的最小直徑 ) 公差f 7</p><p>　　尾部l6 ： 一般取拉孔后孔徑的0.5 ～0.7倍</p><p>　　直徑d6 = 護(hù)送托架襯套

37、孔徑 </p><p>　　圖 3-4 拉刀后導(dǎo)部 圖 3-5 拉刀尾部</p><p>　　3.3 拉刀總長度L0</p><p>　　拉刀總長度：L0= l1+l2+l+l4+l5+lg （ lg 為刀刃部分長度）</p><p>　　參見如下表：（附《刀具設(shè)計(jì)手冊》

38、表6-45） </p><p><b>　　表 3-1 </b></p><p>　　取L0=30+40+125+45+30+（12x9+12x7）=462mm</p><p>　　第四章 拉削力及拉刀強(qiáng)度的校驗(yàn)</p><p>　　4.1 拉削力的校驗(yàn)</p><p>　　查《刀具設(shè)計(jì)手

39、冊》表6-50，可得公式 </p><p>　　查《刀具設(shè)計(jì)手冊》表6-48，可得單位長度切削刃上的拉削力</p><p><b>　　所以可算得 </b></p><p>　　4.2 拉刀強(qiáng)度的校驗(yàn)</p><p>　　式中 Smin ——拉刀上的危險(xiǎn)截面面積，柄部D2=16.5mm截面處；</p

40、><p>　　查《刀具設(shè)計(jì)手冊》表6-55，可得拉刀材料的許用應(yīng)力</p><p>　　所以 故拉刀強(qiáng)度符合要求</p><p><b>　　4.3拉床拉力校驗(yàn)</b></p><p>　　拉刀工作時(shí)的最大拉削力應(yīng)小于拉床的實(shí)際拉力，即</p><p>　　式中 Fm——拉床額定拉力（N）；

41、</p><p>　　Km ——拉床狀態(tài)系數(shù)，新拉床 ，較好狀態(tài)的舊拉床 ，不良狀態(tài)的舊拉床 ，這里取為拉床狀態(tài)系數(shù)，新拉床 =0.9，較好狀態(tài)的舊拉床 =0.8，不良狀態(tài)的舊拉床 =0.5～0.7.  這里取0.9 ,</p><p>　　查《機(jī)械加工工藝手冊》表3.1-84，得L6110拉床的額定拉力為100KN，</p><p>　　Km×

42、Fm=100000×0.9=90000N>Fmax=37.7KN,故機(jī)床拉力滿足條件</p><p>　　第五章 課程設(shè)計(jì)小結(jié)</p><p><b>　　結(jié)束語：</b></p><p>　　為期一周的金屬切削與刀具課程設(shè)計(jì)已基本結(jié)束，回顧圓孔拉刀設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，我覺得受益匪淺。金屬切削與刀具課程設(shè)計(jì)是整個(gè)相關(guān)課程的重要教學(xué)

43、環(huán)節(jié)，使理論與現(xiàn)實(shí)更加接近，加深了我們對理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)的獨(dú)立把拉刀的整個(gè)設(shè)計(jì)過程弄清楚，在此基礎(chǔ)上完成相關(guān)的設(shè)計(jì)任務(wù)，由于設(shè)計(jì)內(nèi)容看似簡單，其實(shí)所要做的輔助性工作也是相當(dāng)多的，因?yàn)榈毒咴O(shè)計(jì)過程中所涉及到得參數(shù)實(shí)在很多，所以在做課程設(shè)計(jì)之間，我又認(rèn)真復(fù)習(xí)了從圖書館借來的拉刀設(shè)計(jì)的參考資料，學(xué)會了如何分析現(xiàn)有問題，并熟悉了設(shè)計(jì)步驟，知道了如何查

44、閱手冊和一些相關(guān)量的常規(guī)選取方法，以及要注意的問題等等。在做的過程中，還結(jié)合了平時(shí)實(shí)習(xí)中所看到的實(shí)際情況，這也使我在思想素質(zhì)和分析能力上都有所提高。</p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)，我基本上掌握了拉刀設(shè)計(jì)的一般思路，并能夠獨(dú)立查詢相關(guān)手冊完成設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我獨(dú)立思考問題，解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。<

45、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　[1]韓榮第主編.金屬切削原理與刀具. 第三版,哈爾濱工業(yè)大學(xué),2007</p><p>　　[2]四川省機(jī)械工業(yè)局編.復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊上冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2003</p><p>　　[3] 陳于萍，周兆元編.互換性與測量技術(shù).第二版,機(jī)械工業(yè)出版社20