综合式圆孔拉刀设计说明书金属切削原理与刀具课程设计.doc

江西农业大学 工学院金属切削刀具课程设计说明书课题名称: 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 2012 年 6 月课程设计说明书1 已知条件1.1 要加工的工件零件图如下图图所示1.2 工件材料：35钢。b0.60GPa1.3 零件尺寸参数表：LL1d组织4525180.02调质1.4 使用拉床：卧式内拉床L61102完成的工作2.1 绘制被加工工件2.2 绘制刀具零件图（成型车刀还需画出样板设计图）2.3 编写设计说明书一份，字数不得少于4000字3 拉刀材料与处理3.1 材料刃部W18Cr4V，柄部40Cr3.2 热处理硬度：刃部和导向部HRC6365HRC，柄部HRC4052HRC。 前 言金属切削原理与刀具是一门基础性的技术课程，它的主要任务是培养学生知道什么是刀具，如何使用刀具，怎样设计刀具的能力。本设计是在学习了金属切削原理与刀具之后所完成的。为了提高对书中知识的理解和对设计的完善还参照了刀具工程师手册等书籍。圆孔拉刀一般采用综合轮切拉削方式，但也有时用同轮廓拉削方式。本设计力求简洁高效所以采用综合轮切拉削方式，涉及材料的选择、参数确定、尺寸计算、尺寸校核等诸多方面，对整个拉刀分段进行设计计算。由于作者水平有限，设计中错误疏漏之处在所难免，恳请批评指正。 编 者 2012年6月目 录1拉刀工作部分的设计11.1 绘制工件11.2 拉削余量11.3 齿升量11.4 确定齿距21.5 容屑槽形状和尺寸21.6 选择几何参数31.7 分屑槽31.8 拉刀齿数和直径42拉刀其它部分的设计52.1 柄部与颈部及过渡锥52.2 前导部与后导部及尾部62.3 拉刀总长度63拉到强度及拉床拉力校验73.1 拉削力73.2 拉刀强度校核73.3 拉床拉力校核74课程设计小结8- 10 -机制093，综合式圆孔拉刀设计1 拉刀工作部分的设计1.1 绘制工件图1-1 加工工件1.2 拉削余量A按经验公式计算，拉削前孔为钻孔时1.3 齿升量表1.1 圆孔拉刀齿升量拉刀材料工件材料钢铸铁铝铜分层式圆孔拉刀0.0150.030.030.080.020.050.050.10综合式圆孔拉刀0.030.080.030.080.020.050.050.10表 1-1齿升量 粗切，过渡，精切。1.4 确定齿距P为保证拉削平稳和拉刀强度，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： P取10mm齿距P确定后。同时工作齿数。所以 取5(个)过渡齿和粗切齿相等齿距取10mm，精切齿和校准齿齿距一般是粗切的0.7倍或相等这里取7mm1.5 确定空屑槽形状和尺寸1.5.1 容屑槽的形状由于P=11mm,所以选择圆弧齿背型容屑槽，其特点是：容屑空间较大，便于切屑卷曲，更易于拉削韧性材料。图 1-2 容屑槽1.5.2 容屑系数K与容屑槽深度h已知工件材料：35钢，b0.60GPa。K=2.55.5，所以K取3。综合式拉削容屑槽深度h计算： 查刀具工程师手册表得：粗切齿h=4mm，g=3mm，R=7mm，r=2mm 精切齿h=3mm，g=3mm，R=7mm，r=1.5mm1.6选择几何参数图 1-3 校准齿查表得： 前角，粗切齿、精切齿后角，校准齿后角粗切齿刃带宽度，精切齿，校准齿1.7 分屑槽参数确定图 1-4 分屑槽拉刀直径1719mm查刀具工程师手册表得： 精切齿角度形分屑槽槽数，槽宽，槽深 粗切齿圆弧形分屑槽槽数，槽宽，为使分屑槽两侧刃上也具有足够的后角，槽底后角一般不应小于，常取1.8 确定拉刀齿数和直径拉刀齿数计算： Z取15由于，精度取IT8，查表得：粗切齿数Z1=7,过渡齿数Z2=3,精切齿数Z3=5，校准齿Z4=6刀齿直径： 圆孔拉刀第一个粗切齿主要用来修正预制空的毛边，可不设齿升量，第一个粗切齿直径等于预制空的最小直径。后面每个刀齿直径都加上，最后一个精切齿直径与校准齿直径相同。校准齿直径 粗切齿和过渡齿总长度 精切齿和校准齿总长度 2 拉刀其它部分设计2.1 柄部与颈部及过渡锥柄部直径D1取15mm，查表得： 柄部小径 D2=9mm，柄部总长度 ，大径长度 ，小径长度 柄前锥 图 2-1 柄部尺寸颈部长度 颈部直径与柄部直径相同查表得：因为工件孔直径较小 过渡锥取15mm，m取10mmL6110机床床壁厚度 B=70mm 法兰盘厚度 A=30mm颈部长度 图 2-2 拉刀非工作部分2.2 前导部与后导部及尾部图 2-3 前导部 图2-4 后导部 图2-5 尾部前导部直径，为预制孔径 长度后导部直径下限尺寸，偏差为 长度 尾部直径 长度2.3 拉刀总长度拉刀直径1520mm，查表得： L0最大允许800mm3 拉刀强度及拉床拉力校验3.1 拉削力综合式圆孔拉刀最大拉削力计算： ，p为单位长度切削刃上的切削力查表得：p=16.3 kg/mm 所以 3.2 机床拉刀校核拉刀工作时，主要承受拉应力 高速钢对应的许用应力=343392MPa，40Cr许用应力=245MPa拉刀柄部截面应力 故拉力强度符合要求。拉刀容屑槽截面应力 故拉力强度符合要求。3.3 拉床拉力校核拉力工作时的最大拉削力一定小于拉床的实际拉力 拉床状态系数，拉床额定拉力 取状态较好的旧拉床=0.8查表得：L6110拉床的额定拉力为200KN，机床拉力满足条件4 课程设计小结为期一周的金属切削与刀具课程设计已基本结束，回顾圆孔拉刀设计的整个过程，我觉得受益匪浅。金属切削与刀具课程设计是整个相关课程的重要教学环节，使理论与现实更加接近，加深了我们对理论知识的理解。本次课程设计的主要任务的独立把拉刀的整个设计过程弄清楚，在此基础上完成相关的设计任务，由于设计内容看似简单，其实所要做的辅助性工作也是相当多的，因为刀具设计过程中所涉及到的参数实在很多，所以在做课程设计之间，我又认真复习了从图书馆借来的拉刀设计的参考资料，学会了如何分析现有问题，并熟悉了设计步骤，知道了如何查阅手册和一些相关量的常规选取方法，以及要注意的问题等等。在做的过程中，还结合了平时实习中所看到的实际情况，这也使我在思想素质和分析能力上都有所提高。通过这次设计，我基本上掌握了拉刀设计的一般思路，并能够独立查询相关手册完成设计。这次设计使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我独立思考问题，解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。参 考 文 献1 韩荣第.金属切削原理与刀具.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版