ppt-金属切削原理与刀具课程设计

孔加工刀具 圆孔拉刀 孔加工刀具 拉刀的种类与用途 教学内容 拉刀的组成与拉削方式 圆拉刀设计 （一） （二） （三） 孔加工刀具 拉削特点： 1、生产效率高 拉削过程是用拉刀进行的，它是靠拉刀的后一个 (或一组 )刀齿高于前一个 (或一组 )刀齿，一层一层地切除余量，以获得所需要的加工表面。 2、加工精度和表面质量高 3、拉刀耐用度高 4、拉床结构简单 5、封闭式容屑 6、加工范围广 7、拉削力大 孔加工刀具 拉刀按加工表面分为 内拉刀 和 外拉刀 ； 前者用于加工如圆孔、方孔、花键孔等内表面；后者用于加工平面、成形面等外表面。 按结构不同分 整体式、焊接式、装配式和镶齿式； 整体式主要用于中、小型尺寸的高速钢拉刀；组合式主要用于大尺寸拉刀和硬质合金组合拉刀。 按拉削方式分 普通式、轮切式、综合式 ； 按受力不同分 拉刀 、 推刀 和 旋转拉刀 拉刀的种类及用途 孔加工刀具 拉刀的种类及用途 孔加工刀具 拉刀的种类及用途 孔加工刀具 一、组成 组成与拉削方式 普通圆孔拉刀结构如下： 孔加工刀具 1、头部 与机床连接，传递运动和拉力。 2、颈部 头部与过渡锥之间的连接部分，其长度与拉床有关，可供打拉刀标记。 3、过渡锥部 使拉刀容易进入工件孔中，起对准中心的作用。 4、前导部 起导向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可检查拉削前孔径是否太小，以免拉刀第一刀齿负荷太大而损坏。 5、切削部 切除全部的加工余量，由 粗切齿、过渡齿和精切齿 组成。 6、校准部 起校准和修光作用，并作为精切齿的后备齿。 7、后导部 保持拉刀最后几个刀齿的正确位置，防止拉刀即将离开工件时，工件下垂而损坏已加工表面。 8、尾部 防止长而重的拉刀自重下垂，影响加工质量和损坏刀齿。 组成与拉削方式 孔加工刀具 普通圆孔拉刀结构参数如下： 齿升量 邻刀齿半径差，用以达到每齿切除金属层 前角 0、后角 0、刃带宽度 削长度 L、切削厚度 成与拉削方式 孔加工刀具 拉刀切削部分要素 ： 拉刀切削部分要素见下图。 组成与拉削方式 孔加工刀具 1、切削角度 1）前角 o。根据工件材料选择。 2）后角 o。为使刀齿前刀面重磨之后，直径变小较慢，以及延长拉刀的使用寿命，拉刀的后角应取较小值。 3）主偏角 主切削刃在基面的投影与进给（齿升）方向之间的夹角在基面内测量。除成形拉刀外，各种拉刀的主偏角多为 90 。 4）副偏角 副切削刃在基面的投影与进给（齿升）方向之间的夹角，在基面内测量 。 2、拉刀切削部分几何参数 1）齿升量 即切削部前、后刀齿 (或组 )高度之差。 2）齿距 即两相邻刀齿之间的轴向距离。 3）容屑槽深度 从齿顶到容屑槽槽底的距离。 4）齿厚 从切削刃到齿背棱的轴向距离。 5）齿背角 齿背与切削平面的夹角。 6）刃带宽度 沿轴向测量的刀齿 =0 部分的宽度。 刃带用于在制造拉刀时控制刀齿直径，也为了增加拉刀校准齿前刀面的可重磨次数，提高拉刀使用寿命，有了刃带，还可提高拉削过程稳定性。 o组成与拉削方式 孔加工刀具 二 、 拉削方式 分层式 是每层加工余量各由一个刀齿切除 ， 但根据工件表面最终轮廓的形成过程不同又可以分为 同廓式与渐成式 两种 分层式、分块式和综合式 组成与拉削方式 孔加工刀具 同廓式 是指各齿的廓形与加工表面的最终廓形相似 ， 最终廓形是由最后一个切削齿拉削形成的 组成与拉削方式 孔加工刀具 组成与拉削方式 特点：刀齿廓形与被加工表面相似，最终尺寸由最后一个刀齿实现。每个刀齿都切除一层金属，切削厚度小，切削宽度大，拉削力大，拉刀长度长，效率较低，刀具使用寿命长，切屑不易排除，需开分屑槽。 a） 如果分屑槽开得不好，会使切屑上形成加强筋见图 b）加强筋使切屑难以卷曲，同时需要更大的容屑空间。成形式的表面粗糙度小，使用比较普遍。 孔加工刀具 渐成式 是指加工表面最终廓形是又各齿拉削后衔接形成的 。 即由各刀齿的副切削刃逐渐切成 组成与拉削方式 特点：渐成式拉刀的刀齿廓形与工件最终形状不同，工件最终形状和尺寸由各刀齿的副切削刃逐渐形成，刀齿可做成圆弧或直线等简单形状，拉刀制造简单，表面粗糙度较差。 孔加工刀具 分块式： 各组刀齿分别切削加工表面不同位置的加工余量，最后由一圆形齿修光。 组成与拉削方式 特点：分块式拉削时，工件的每层金属都由一组刀齿切除，一组中的每个刀齿仅切除该层金属的一部分， 因此，切削厚度大，切削宽度小，刀齿数量可减少，拉刀长度可缩短，效率较高，表面粗糙度较大。 分块式又称为轮切式，可以用三个刀齿为一组，交错排列，分别切去同一层金属的一部分，可以加大切削厚度，提高刀具使用寿命。 另外，圆弧分屑槽也不会产生加强筋。采用圆弧形分屑槽，容易磨出槽底后角和侧刃后角，有利于减轻刀具磨损，提高刀具使用寿命。 分块式拉削的已加工表面质量不如成形式好。 孔加工刀具 综合式 ：前部刀齿制作成单齿分块式，后面部分刀齿作成同廓分层式。 粗切齿采用分块式拉削方式，精切齿采用成形式拉削方式，即追求高的生产效率，有追求好的表面质量。这就是所谓的综合式拉削方式。 组成与拉削方式 孔加工刀具 综合式特点：粗切齿齿升量大，圆弧分屑槽槽宽略小于刃宽，前后刀齿分屑槽交错排列。 前一个刀齿分块切除圆周上金属层的一半，第二个刀齿比前一个刀齿高出一个齿升量，该刀齿除了切除第二层金属的一半以外，还要切除前一个刀齿没切掉的金属层，第二个刀齿留下的金属层由第三个刀齿切除，如此交错地切下去。粗切齿保持了分块式拉削的切削层厚度大宽度小的特点。 综合式精切齿采用成形式拉削，齿升量较小，以保证加工表面质量。 在粗切齿和精切齿之间设计过度齿，其齿升量逐渐减小， 一般加工余量的 80%以上部分由粗切齿完成，其余部分由精切齿完成。 显然综合式拉削方式综合了上述两种拉削方式的优点，拉刀短，生产率高，加工表面粗糙度小。 组成与拉削方式 孔加工刀具 拉刀设计主要内容： 工作部分和非工作部分结构参数设计；拉刀强度和拉床拉力校验；绘制拉刀工作图 圆孔拉刀的设计 孔加工刀具 圆孔拉刀的设计 孔加工刀具 确定拉削图形 确定拉削余量 A 确定齿升量 数和刀齿直径 几何参数选择 (前角 0 ， 后角 0， 刃带后角 确定齿距，容屑槽与分屑槽 一 、工作部分设计 二、非工作部分设计 柄部、颈部与过渡锥 前导部、后导部与尾部 拉刀总长度 、拉刀强度及拉床拉力校验 同时工作齿数的检验 容屑空间检验 拉削强度检验 孔加工刀具 组合式圆孔拉刀设计举例 材料： 40b 硬度 210后表面粗糙度 m 拉床型号 拉刀材料 许用应力 =350加工刀具 三设计计算过程 1、直径方向拉削余量 A A=. 齿升量 （ 粗切 过渡 精切 校正 ） 选 = = = =0 3计算齿数 Z 初选 Z =3 Z =4 Z =6 计算 Z Z =A (A Z +A Z ) =( (+(4 = Z = 13 余下未切除的余量为： 2A=13 2 2 (4 2 =将 过渡齿数 Z =5 过渡齿齿升量调正为： =终选定齿数 Z = 13 1 Z =5 Z = 4 1 Z = 6 Z Z Z Z Z 30 孔加工刀具 4直径 粗切齿 2 过渡齿 精切齿 校准齿 几何参数 o=15 o= 齿距 P/P= 选取 P=11 . 检验同时工作齿数 L / P 1 =50 / 11 1 =3 孔加工刀具 8. 计算容屑槽深度 h h = (k L (3 50 9. 容屑槽形式和尺寸 形式：圆弧齿背形 尺寸： 粗切齿： p=11、 g=4、 h=4、 r=2、 R=7 精切齿、校准齿： p=9、 g=3、 h=r=R=5 10. 分屑槽尺寸 弧形槽： n=6、 R=25 角度槽： n=8、 7、 =90 槽底后角： n =5 11检验 检验拉削力： k = 195 D/2 k = 195 20/2 5 10 3 30.6 Q = 100 75 c 加工刀具 检验拉刀强度： =350 = (2h)2/4 = 19 8） 2 4 942 = 30615 N 94 325 350 2. 前柄 1 = 18 0 1 = 18 6 20 36 13 过渡锥与颈部 过渡锥长： 15 颈部： 8 100 孔加工刀具 14. 前导部与后导部 导部： l 4 50 导部： l 6 40 15. 长度 L L 前柄过渡锥颈部前导部刀齿部后导部 36