2022年金属切削与刀具课程方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用金属切削原理与刀具课程设计题目： 圆孔拉刀设计 M DL O说明： 设计加工如下图所示零件内孔的拉刀 要求： 在 L6110 型卧式拉床上,拉制上图所示零件的孔,已知 工件材料为 45 钢, ,185～220HBS,坯 孔为钻孔,尺寸见下表分组；要求设计一把圆孔拉刀；完成拉刀工作图及设计说明书；设计说明书 格式： 1、内容摘要 2、目录；3、前言； 4、加工图示 零件内孔所需拉刀的设计过程及运算说明； 5、终止语； 6 、参考文献 主要参考书及手册： 1、金属切削原理与刀具,陆剑中,上海理工高校,2005； 2、金属切削原理与刀具,吴善元,机械工业出版社,1995；3、非标准刀具设计手册,许先绪,机械工业出版社,名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1992；4、复杂刀具设计手册 〔上册 >,四川省机械工业局,机械工业出版社, 1979； 内容摘要 拉刀的种类许多,其中圆孔拉刀是使用很广泛的一种,圆孔拉刀由工作部分 与非工作部分组成；圆孔拉刀在加工工件时,因拉削方式不同每个刀齿的切屑 层外形,切削次序和切削位置也不同,而且它与切削力的大小,刀齿的负荷,加工质量,拉刀耐用度拉削长度等都有亲密的关系,因此要依据需要设计拉 刀； <或齿宽宽于）拉刀上有许多齿,后一个刀齿 <或后一组刀齿）的齿高要高于 前一个刀齿 <或前一组刀齿）,所以当拉刀作直线运动时,便能依次的从工件上 切下很薄的金属层；故加工质量好,生产效率高；拉刀寿命长,并且拉床结构简洁；拉削有如下特点： 1）拉削时只有主运动,拉床结构简洁操作便利； 2）拉削速度较低,一般为 到 ,表面粗糙度达 ；,拉削平稳,且切削厚度很薄,因此拉刀精度可达 3）同时工作的刀齿多,切削刃长,一次行程完成粗、精加工,生产效率高； 4）每一刀齿在工作过程中只切削一次,刀齿磨损慢,刀具耐用度高,寿命 长； 5）加工范畴广,可拉削各种外形的通孔和外表面,但拉刀设计、制造复杂,价格昂贵,较适于大批量生产中应用； 前言将近一学期的金属切削原理及刀具的学习和熟悉,我们明白了各种刀具的材料,使用范畴,使用方法及其性能；并且能够自己动手设计并能依据设计条件 及加工条件查用资料、工作手册及公式具备运算设计简洁刀具的才能目 录前言名师归纳总结 1 拉刀设计要求 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯1 2 第 2 页,共 9 页2 确定拉削余量、齿升量、齿数和刀齿半径⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯3 挑选几何参数⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 3 4 确定齿距、容屑槽、分屑槽⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 3 5 拉刀检测⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 5 6 确定拉刀非工作部分及总长度⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 5 7 材料及热处理硬度⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 6 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8 绘图个人资料整理仅限学习使用 6 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯9 总结⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 6 参考文献 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 7 1 拉刀设计要求已知条件：1. 要加工的工件零件图如下图图所示；2. 工件材料： 45 钢；3. 使用拉床：卧式内拉床L6110 4. 倒角 45°,185～220HBS名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2 确定拉削余量、齿升量、齿数和刀齿半径2.1 确定拉削余量 A. 直径方向拉屑余量 A=Dmax-Dwmin=23.023-21.9=1.123mm 2.2 选取齿升量 f z.由<金属切削原理与刀具 > 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用粗切齿齿升量：一般 f zⅠ=0.03~0.06mm,取 f zⅠ=0.03；精切齿齿升量：按拉削表面质量要求选取,一般f z Ⅲ =0.01~0.02mm,取f z Ⅲ=0.01 ；过渡齿齿升量： fzⅡ在各齿上是变化的,变化规律在 以取 f zⅡ=0.025 0.020 0.015 0.010 ；校准齿齿升量： fzⅣ=0 2.3 确定拉刀齿数 Z 初选取 ZⅢ=4 Z Ⅱ=4 Z Ⅳ= 6 运算 ZⅠ ZⅠ=[A－〔A ZⅡ+A ZⅢ>] ／<２× f zⅠ）fzⅠ与 fz Ⅲ之间逐齿递减,所ZⅠ =[A －〔A ZⅡ +A ZⅢ >]／ < ２×f zⅠ >= ｛ 1.123-[2×〔0.025+0.020+0.015+0.010>+2 × 〔4 × 0.01>] ｝／ <２× 0.03>=15.05式中： A；A ,A ZⅢ—— 分别为直径方向的拉削总余量和过渡齿,精切齿切除的余量取 ZⅠ= 15 余下未切除的余量为：2A=｛1.123-[15 × 2× 0.03+2× <0.025+0.020+0.015+0.010 ）+4× 2× 0.010] ｝ =1.123-<0.9+0.14+0.08 ） =0.003 将 0.003 未切除的余量安排给粗切齿,就粗切齿 ZⅠ＝15+1=16最终选定齿数 Z Ⅰ= 16 Z Ⅱ=4ZⅢ= 4 Z Ⅳ= 6 总齿数 Z ＝ZⅠ＋ZⅡ＋ZⅢ＋ZⅣ＝16+4+4+6= 30 2.4 确定刀齿直径 D x ⑴粗切齿 Dx1＝dwmin =21.9 , 其余各刀齿直径 Dx 按下式推算： D x2 ＝Dx1＋2f z Ⅰ运算得： Dx2 －Dx14＝ 21.96 、22.02 、22.08 、 22.14 、22.2 、22.26 、22.32 、22.38 、22.44 、22.5 、22.56 、22.62 、22.68 、22.74,22.80,22,803.⑵ 过渡齿 Dx15 －Dx18 ＝22.853 、22.893 、22.923 、22.943 ⑶ 精切齿 Dx14 －Dx17 ＝22.963 、22.983 、23.003 、23.023 ⑷ 校准齿 Dx18 －Dx23 ＝23.023 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用3 挑选几何参数 由<金属切削原理与刀具 > 由于材料是 45 钢粗切齿： γo=15° αo=2.5 ° ～ 4° bα =0～0.05mm 精切齿： γo=15° αo=2.5 ° ～ 4° bα =0.1～0.15mm 校准齿： γo=15° αo=0.5° ～ 1° bα =0.3 ～0.5mm 刀带后角： α b1=0 4 确定齿距、容屑槽、分屑槽4.1 拉刀齿距 齿距 P=<1.25～1.8 ）× L 0.5=1.5 × =9.49,取整 10mm 粗与过渡切屑齿齿距 P1 P2 取 P1=P2=10 精与校准切屑齿齿距 P3 Pz 取 P3=Pz=〔0.6～0.8>P=8mm 4.2 容屑槽 4.2.1 容屑槽外形 选取圆弧齿背型,容屑空间大,适用于拉削塑性材料和综合拉削拉刀上；外形 如下图：4.2.2 容屑槽深度 h 由<金属切削原理与刀具 .>: 得h = 1.13 × 〔k L hD > 0.5 = 1.13 × 〔3 × 40× 0.06>0.5 = 3.1m式中 K —容屑系数 K=2~3.5 ,取 K=3； L —拉削长度；4.2.3 容屑槽尺寸 粗切齿 . 过渡齿尺寸：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用 g=〔0.3 ～0.35>P r=<0.5 ～0.6 ）h 齿背角 <50° ～ 55° ）精切齿 . 校准齿尺寸： g=〔0.3 ～0.35>× 〔0.6 ～0.8>P r=〔0.5 ～0.6>× h 齿背角 <50° ～55° ）最终尺寸为： 粗切齿、过渡齿： p=10 、g=3、h=3.1、r=1.8 、R=5 R=2.5 精 切 齿 、 校 准 齿 ： <0.6-0.8 ） p=8、 g=2.5 、 h=2.6 、 r=1.5 、4.3 分屑槽查<刀具设计手册 >得 粗切齿和过渡齿采纳弧形分屑槽 n=6 Rmax=22.5 bn=4.2 精切齿采纳角度形 <三角形）分屑槽 槽数 n=12 b=1mm h=0.5mm 槽底后角： α n =5°5 拉刀检验5.1 确定同时工作齿数 Zi 工作齿数 Zi= L / P 5.2 容屑空间检验＋1 =40 /10+1=5>3, 所以满意条件；名师归纳总结 依据.金属切削原理与刀具 .：可以再确定容屑槽深度h 后来检验容屑槽空间所第 7 页,共 9 页容许的齿升量 f=：f===0.062>0.06- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用符合要求5.3 拉刀强度检验应使拉削时产生的拉应力σ = ≦【σ 】σ 小于材料的许用应力【 σ 】式中 F ——作用于拉刀刀齿上主运动上主运动方向的最大切削力,单位 N S ——拉刀上强度最薄弱位置处的截面积,通常为颈部或第一刀齿槽底的截。