拉刀课程设计第六组.doc

金属切削原理与刀具课程设计（2）刀具的选择组别 第六组 姓名 孙新义 学号 110101101 姓名 罗 丹 学号 110101201 姓名 王秀娟 学号 110101202 姓名 刘心忆 学号 112213110 15目录1、 课程设计题目. 42、 设计步骤. 51、 选择拉刀材料. 52、拉刀材料的分析. .53、 确定拉削余量A. .54、 齿升量(I-粗切、II-过液、III-精切、IV-校正). . 55、 计算齿数z. 66、 确定刀齿直径 Dx. . 67、 选择几何参数. .78、 确定齿距.79、 容屑系数K.710、 确定容屑槽的形状和尺寸.811、分屑槽参数确定.912、拉刀校准齿直径.1013、拉刀长度. . .10三、拉刀强度及拉床拉力校验.111、拉刀强度校核.112、机床拉力校核. .114、 确定拉刀技术要求 . .121、 拉刀热处理.,.12 2、拉刀表面粗糙度（见下表）. .123、拉刀表面. . . 124拉刀切削刃. .125、拉刀容屑槽. .125、 拉刀实体图. 136、 总结. 14七、参考文献14一、课程设计题目1、 如图所示，材料为 的45钢材料，硬度为185220HBS，内孔尺寸为 x45mm，在L6120型卧室拉床加工，拉床状态良好要求，设计圆拉刀。预制孔用麻花钻做出。 零件图二、设计步骤：1、选择拉刀材料 拉刀材料刃部W18Cr4V，柄部材料为40Cr2、拉刀材料的分析 40Cr是我国我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。钢的淬透性良好，水淬时可淬透到2860mm,油淬时可淬透到1540mm。这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。切削性能较好，当硬度为HB174229时，相对切削加工性为60%。该钢适于制作中型塑料模具。 40Cr广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，40Cr可以淬硬至HRC4246。所以如果需要表面硬度，又希望发挥40Cr优越的机械性能，常将40Cr表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。所以我们将拉刀柄部热处理至HRC4052HRC。W18Cr4V是一种高速钢，硬度为6265HRC,适用于切削工具例如麻花锚，拉刀、攻牙、铣洗、切断、绞刀及其它。以绩效而言，W18Cr4V是全方位钢种，在热硬性要求不最重要的情况下可被用于切削方面。W18Cr4V也适用于冷间的应用；举例来说在工具用来作冲孔、成形、冲压、及其它。故我们将拉刀刃部及导向部热处理至HRC6365HRC。3、确定拉削余量A及拉削方式 （1）拉削余量 （2）拉削方式拉刀材料工件材料钢铸铁铝铜分层式圆孔拉刀0.030.080.0150.030.030.080.050.10综合式圆孔拉刀0.030.080.0150.030.020.050.050.104、齿升量(I-粗切、II-过液、III-精切、IV-校正)粗切齿齿升量：一般=0.030.06mm, 所以取fzi=0.03。精切齿齿升量：按拉削表面质量要求选取，一般fzIII=0.010.02mm, 所以取fzIII=0.01过度齿齿升量：fzii在各齿上式变化的，变化规律在fzI与fzIII之间逐齿递减， 所以取fzII=0.025 0.020 0.015 0.010。校准齿齿升量：fzII=05、 计算齿数z 初选取Z=4 Z=4 Z= 6 计算Z 取Z= 13 余下未切除的余量为： 将0.041未切除的余量分配给过度齿，则过渡齿数zii=5。 过渡齿齿升量调正为：=0.025、0.02、0.015、0.01、0.01 最终选定齿数 zI=13、zII=5、zIII=5、zIV=66、确定刀齿直径 （1）粗切齿 故17.06、17.12、17.18、17.24、17.30、17.36、17.42、 17.48、17.54、17.60、17.66、17.72、17.78； （2）过渡齿=17.83、17.87、17.90、17.92、17.94； （3）精切齿=17.96、17.98、18.00、18.02、18.021； （4）校准齿=18.0217、 选择几何参数粗切齿（1）、前角 按被加工材料不同，在1015之间选取，被加工材 料为45钢，故取=12（2）、后角 拉削普通钢和铸铁切削齿=2.54，故=3。（3）、韧带后角 和宽度 刀齿上刃带是起支承拉刀平稳工作，保持重磨后直径不变和便于检测直径尺寸。一般取=0,粗切齿韧带宽度在 00.05mm，取0.02mm,精切齿0.10.15mm故取0.1mm。（4）校准齿0.30.5mm.8、确定齿距P （1） 为保证拉削平稳和拉削的长度，拉刀同时工作齿数应保证38个。一般齿距可用经验公式计算 式中系数1.251.5适用于分层拉削方式由题目可知：，故取P=10mm. （2）同时工作齿数 齿距P确定后，同时工作齿数 =45/10+1=5.5 故取5个。精切齿与校准齿的齿距应小些，一般为（0.60.8）P 故精切齿与校准齿的齿距相等，取其为7mm。9、容屑系数 用不同的拉刀加工材料时，最小容屑系数K也是不同的。由齿升量和 加工材料可以从刀具设计手册查表得选取最小容屑系数10、确定容屑槽的形状和尺寸 （1）容屑槽的形状 由于P=10mm，容屑槽需容屑空间大，适用于拉削塑性材料和综合拉削拉 刀上，故选择圆弧齿背型。如图： （2）容屑槽尺 容屑槽的尺寸主要取决于拉削长度及每齿的切削厚度。 根据实际生产经验，不同直径拉刀按刚度允许的最大槽深也是不同的，由刀具设计手册查表得： 槽深 =2.79mm 故取h=3mm 齿宽 齿背圆弧 槽底圆弧 所以各值如下: 切削齿： h=3 R=5.8 g=2.6 r=1.8 校正齿： h=2 R=5.53 g=2.55 r=1.6311、分屑槽参数确定 拉刀直径1718mm查刀具设计手册得粗切齿圆弧型分屑槽槽数,槽宽，槽深精切齿圆弧型分屑槽槽数,槽宽,槽深12、拉刀校准齿直径为了保证拉刀有最长的使用寿命，校准齿和最后一个精切的直径，应等于被拉孔的最大直径，并考虑到拉削时由于金属或工件变形而引起的孔尺寸变化。由刀具设计手册得变形量 =0所以准齿的直径Dz为：Dz=Dmax 变形量 18.021mm13、拉刀长度 （1） 过渡锥与颈部 由刀具设计手册得：过渡锥一般取10mm 15mm 20mm 取L3=20mm卧室拉床L6120颈部长度。取L2=40mm 颈部D2=16mm（2） 前导部与后导部 由刀具设计手册得： 前导部：L4=80mm 后导部：L6=（0.50.7）L=40mm（3）切削部长度 （4） 校准部长度 总长 L等于各长度之和。三、拉刀强度及拉床拉力校验 1、拉刀强度校核 （1）第一齿槽底直径: (2) 切削刃总长度 ： (3)最大拉削力 P为拉刀单位长度， = （4）最小断面拉应力 由公式可计算得 在这一部分所用的材料为，所以对于40： 也就是说机床校核允许。四、确定拉刀技术要求 1、拉刀热处理 用W18Cr4V高速钢制造的拉刀热处理硬度 拉刀和后导部 63-66HRC 前导部 60-66HRC 柄部 45-58HRC 允许进行表面强化处理。 2、拉刀表面粗糙度（见下表）拉刀表面粗糙度拉刀表面表面粗糙度拉刀表面表面粗糙度刀齿圆柱韧带表面精切齿前面校准齿前面粗切齿前面刀齿后面Rz1.6Rz1.6Rz1.6Rz3.2Rz3.2前导部外圆表面后导部外圆柱表面中心孔工作锥面柄部外圆柱表面Ra0.6Ra0.6Rz3.2Ra1.25 3、拉刀表面 拉刀表面不得有裂纹，碰伤，锈迹等影响使用性能的缺陷。 4、拉刀切削刃 拉刀切削刃应该锋利，不得有毛刺，崩刀和磨削烧伤。 5、拉刀容屑槽 拉刀容屑槽的连接应圆滑，不许有台阶。五、拉刀实体图总结课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验毕业生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。通过这一学期的学习和对有关资料的查阅，我运用所学的专业知识和从与专业相关联的课程为出发点，设计了刀具零件的工艺、编制了刀具零件的加工程序，并复习了所学软件AUTOCAD、UG的运用，同时学习了其他一些相关软件的应用。在设计思想中尽可能体现了我所学的、掌握和了解的知识。其次我从这次课程设计中获益匪浅，在以后的工作中，肯定会遇到许多困难，在设计过程，设计所需的专业知识广泛及查阅相关设计手册：同时也体会到自身再设计过程中对于所学知识任存在疑问及理解不够清晰，仍需学习!当然由于设计经验的不