《综合轮切式圆孔拉刀刀具设计说明书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《综合轮切式圆孔拉刀刀具设计说明书.doc（15页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、目 录一、设计可转位车刀 (1).选择刀片夹固结构2 (2).选择刀片结构材料2 (3).选择车刀合理角度2 (4).选择切削用量2 (5).选择刀片型号和尺寸2 (6)选择刀垫型号的尺寸3 (7).计算刀槽角度3 (8).计算铣制刀槽时需要的角度6 (9).选择刀杆材料和尺寸6 (10).选择偏心销及其相关尺寸6二、设计综合轮切式圆孔拉刀(1).选择拉刀材料7(2).选择拉削方式7(3).选择拉刀几何参数7(4).确定校准齿直径8(5).确定拉削余量8(6).选取齿升量8(7).设计容屑槽8(8).确定分屑槽参数9(9).选择拉刀前柄部形状和尺寸9(10).校验拉刀强度与拉床载荷9(11).
2、确定拉刀齿数和每齿直径 9(12).设计拉刀其他部分10(13).设计和校验拉刀总长11三、设计总结12 参考文献13一设计可转位车刀（1）: 选择刀片夹固结构 工件的直径D为 140mm,因此可以在普通机床C630上加工. 且属于连续切削，参照2.1典型刀片结构简图和特点,采用偏心式刀片夹固结构较为合适.（2）: 选择刀片结构材料. 加工工件材料为40Cr,正火处理,连续切屑,且加工工序为粗车,半精车了两道工序.由于加工材料为钢料,因此刀片材料可以采用YT系列,YT15宜粗加工,YT30宜精加工,本题要求达到半精加工,因此材料选择YT30硬质合金.（3）: 选择车刀合理角度 根据刀具合理几何
3、参数的选择,并考虑可转位车刀几何角度的形成特点,四个角度做如下选择: 前角:工件材料为40Cr,半精车,因此前角可选=140, 后角:工件材料为中碳钢(正火),半精车,因此后角可选=60 主偏角:根据题目要求,主偏角=450 刃倾角:刃倾角=-50后角的实际数值及副刃后角和副偏角在计算刀槽角度时经校验确定.（4）: 选择切屑用量 粗车时,背吃刀量=3mm,进给量f=0.6mm/r,切削速度v=110m/min半精车时, 背吃刀量=1mm,进给量f=0.3mm/r,切削速度v=130m/min（5）: 刀片型号和尺寸 选择刀片有无中心孔.由于刀片加固结构已选定为偏心式,因此应选用有中心固定孔的刀
4、片. 选择刀片形状.按选定主偏角=45,选用正方形刀片. 选择刀片的精度等级.刀片精度等级的选择原则,一般情况下选用U级. 选择刀片内切圆直径d(或刀片边长L).根据已确定的背吃刀量=1mm, 主偏角=450,刃倾角=-50,将,代入下式可得刀刃的实际参加工作长L为L=1.42mm因为是正方形，L=d1.5 L=2.13mm,保证切削工作顺利进行. 选择刀片厚度.根据已选择的背吃刀量=1mm,进给量f=0.3mm/r选择刀片厚度的诺模图,求得刀片厚度S2.7mm. 选择刀尖圆弧半径.根据已选择的背吃刀量=1mm,进给量f=0.3mm/r选择刀尖圆角半径的诺莫图,求得连续切削时=0.6mm 选择
5、刀片断屑槽型式和尺寸.中刀片断屑槽类型和尺寸的选择原则,根据已知的已知条件,选择A型断屑槽.综上7方面的选择结果,根据 表2.10确定选用的刀片型号为SNUM120408-A3.L=d=12.70mm;s=4.76mm;d=5.16mm;m=2.301mm; =0.8mm刀片刀尖角=90;刀片刃倾角=0;断屑槽宽W=3mm;取法前角=200（6）: 选择硬质合金刀垫型号和尺寸硬质合金刀垫形状和尺寸的选择,取决于刀片加固结构及刀片的型号和尺寸,选择与刀片型号SNUM120408-A3相适应的硬质合金刀垫的型号，根据表2.14选择型号为S12B型刀垫.尺寸为:长度L=11.70mm,厚度s=3.1
6、8mm中心孔直径d=6.6mm.，=0.8，D=8，C=1.5.（7）: 计算刀槽角度 可转为车刀几何角度,刀片几何角度，刀槽几何角度之间的关系， 刀槽角度的计算: 刀杆主偏角 =450 刀槽刃倾角 =-50 刀槽前角 将=140，=200, =-50代入下式 tan =-0.106 则=-6.050,取=-60 验算车刀后角a.车刀后角a的验算公式为:tan a=当=0时,则上式成为:tan a=-将=-60, =-50代入上式得a=5.8800。前面所选后角a=6,与所选后角相近,可以满足切削要求刀杆后角aa=60. 刀槽副偏角 k=k=1800-= k=,= 因此k=1800- 车刀刀尖
7、角的计算公式为 cos=coscos 当=900时,上式变为cos= - cos 将=-60, =-50代入上式得=90.520 故kk=1800-450-90. 520=44.480 取k=44. 50 验算车刀副后角a，车刀副后角的验算公式为: tan a= 当a=0时, tan a= - 而tan=sin+tan sintan=sin+tan sin 将=-60, =-50,=90.520代入上式 tan=tan(-6 0)cos90.520,+tan (-50)sin90.520 =-0.087,则=-4.950,tan=tan(-60)sin90.52 0+tan (-50)cos9
8、0.520 -0.016 =-6.040, 再将=-4.95 0,=-6.040代入得 tan a= -tan（-4.950）0.086, a=4.91可以满足切削要求 刀槽副后角aa,故a=4.910,取a=50 综上述计算结果,可以归纳出: 车刀的几何角度: =140, =5.880, =450, k=44.480,=-50, a=4.910 刀槽的几何角度: =- 60, a=60, k=450 , k=44.50, =-50, a=50（8）: 计算铣制刀槽时所需的角度 计算刀槽最大副前角及其方位角 将=-60, =-50代入下式得: tan=- -0.136，则=-7.770 将=-
9、60 , =-50代入下式得: tan= 1.20 ，=500 计算刀槽切深剖面前角和进给剖面前角 将=-60, =-50, k=450代入下式tan=cos k+tan sin k-0.136，=-7.750tan=sin k- tan cos k-0.062， =-4.180（9）: 选择刀杆材料和尺寸 选择刀杆材料:为保证刀杆强度,增加刀杆使用寿命,刀杆材料一般可用中碳钢,采用45号钢,热处理硬度为HRC38-45,发黑处理 选择刀杆尺寸:选择刀杆截面尺寸.因为加工使用的C630普通车床，中心高度为300mm,根据表2.37,选取截面尺寸为:2030mm。由于切削深度=1mm,进给量f=
10、0.3mm/r,可以不必校验刀杆强度。选择刀杆长度尺寸:参照刀杆长度选择原则,选取刀杆长度为160mm.（10）: 选取偏心销机器相关尺寸. 选择偏心销材料:偏心销材料选用40Cr,热处理硬度为HRC4045,黑处理. 选择偏心销直径d和偏心量 偏心销直径可用下式: d=d-(0.20.4mm)，前面已选定d=5.16，括号内取最大值0.4，故可取d=5.16-0.4=4.76mm偏心量e可用: e0.13 d=0.6188mm则e可取0.62mm为使刀具夹固可靠,可选用自锁性能较好的螺钉偏心销,并取螺钉偏心销转轴半径d=M6 计算偏心销转轴孔中心在刀槽前刀面上的位置,根据前面已选好的各尺寸
11、d=5.16mm, d=12.70mm d=4.76mm, e=0.62mm 取=30,代入下式 m=0cos30 0=6.48mm n=0sin300=5.71mm 二设计综合轮切式圆孔拉刀题目要求加工精度为IT8,工件直径,长度40mm，材料40Cr。拉床为L6110型不良状态的旧拉床，采用10%极压乳化液，拉削后孔的收缩量为0.01mm。设计步骤如下：（1） 拉刀材料：拉刀结构复杂，价格昂贵，因此要求采用耐磨的刀具材料，以尽量提高刀具耐用度，一次选用W18Cr4V。（2） 拉削方式：因综合式拉刀可缩短拉刀长度，并保证被拉孔获得较小的表面粗糙度，因而采用综合式。（3） 几何参数：按表3-2
12、，取前角，精切齿与校准齿前刀面倒棱，=0.51.0mm，。按表3.3，取粗切齿后角，倒棱宽，精切齿后角，校准齿，。（4） 校准齿直径（以角标x表示校准齿的参数）= （1-1）式中 收缩量，取，则。（5）拉削余量：按表4.1计算。当预制孔采用钻削加工时，A的初值为 （1-2）采用钻头，最小孔径为拉削余量为 （1-3）（6）齿升量：按表3.4去粗切齿齿升量为（7）容屑槽：计算齿距。按表3.7，粗切齿与过渡齿齿距为 ，取p=1.6=10mm。 （1-4）取精切齿与校准齿齿距（用角标j表示精切齿的参数） ，取Pj=0.6p=6mm。 （1-5）容屑槽形状及尺寸采用曲线齿背。按表3.8基本槽型，粗切齿与
13、过渡齿取，精切齿与校准齿取，。校验容屑槽条件 （1-6）按表3.10，取容屑系数，工件长度，齿升量，则 （1-7）而容屑槽深,所以校验合格。校验同时工作齿数。按表3.7计算。 （1-8）满足的校验条件。（8）确定分屑槽参数。综合式拉刀粗切齿与过度齿用弧形分屑槽，精切齿用三角形分屑槽。根据表3-12，当最小直径时，弧形分屑槽数。槽宽为a=d0minsin（）-(0.30.7)=29sin() -0.55mm （1-9）根据表6-11，当直径时，三角形分屑槽数为 （1-10）槽宽b=11.2mm，槽深。见图3-1。 前后齿分屑槽应交错排列。校准齿及最后一个精切齿不做分屑槽。（9）前柄部形状和尺寸。
14、按表3-27，选用型-A式无周向定位面的圆柱形前柄，取，最小断面处直径为。（10）校验拉刀强度与拉床载荷。按表3-22、3-23、3-24计算最大拉削力。综合式拉刀粗切齿的切削厚度为齿升量的1倍，1mm长度刀刃上的切削力，应按确定。183（）51.271.151.131110-3=64kN（1-11）柄部最小断面处为危险断面，直径为22，面积为 （1-12）拉应力为 （1-13）按表3-27，=0.350.40GPa，则,校验合格。（11）确定拉刀齿数及每齿直径。取过渡齿与精切齿齿升量为0.018、0.016、0.014、0.012、0.010、0.008、0.006mm。后四齿齿升量小于粗切
15、齿的1/2，为精切齿，而前三齿称过渡齿。过渡齿与精切齿切除的余量为=2（0.018+0.016+0.014+0.012+0.010+0.008+0.006）=0.168mm则粗切齿齿数为（第一个粗切齿齿升量为零） （1-14）粗切齿与过度齿，精切齿共切除余量为=1mm，缺少0.043mm的余量，需要增加一个精切齿，调整各精切齿齿升量。各齿直径列于图的尺寸表中。按表4.15取6个校准齿，共有粗切齿、过度齿、精切齿、校准齿齿数为18+3+4+4=29（个）（12）拉刀及其他部分。取前导部的直径与长度为后导部的直径与长度为前柄端面至第一齿的距离：查表3-17，m取20mm，查表4-30，前导部，则
16、（1-15）颈部直径为 (1-16)过度锥长度为15mm。拉刀直径较小，不设后柄部。（13）计算和校验拉刀总长。粗切齿与过度齿的长度 (1-17)粗切齿与校准齿的长度 (1-18)总长为 (1-19)查表3-28，当拉刀直径为30时，允许长度 ，总长度校验合格。三、 课程设计小结为期一周的金属切削刀具课程设计终于进入了尾声，虽然感觉很忙很劳累，但也收获颇大。从刚开始的无从下手，到后来的数据计算，手册查阅，拉刀及其各个部分的结构选用等，这一切的不断设计与实验都唤回了我对拉刀更深入的认识，更为我以后的毕业设计打下了牢固的基础。设计及实验过程中，对细节的关注也尤为重要。其中有些细节问题需要特别注意，
17、比如确定拉削方式，确定刀齿几何参数等。这些计算要一步一步仔细的来，错了的话改起来非常麻烦。计算结束后，画图要轻轻的画，方便日后更改。在画刀齿容屑槽时遇到许多困难，和同学们讨论共同解决。这整个过程主要是锻炼自己处理复杂问题的思路，考虑细节问题的能力。说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手清理自己的设计成果，回味这一周的历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱，有2次因为不小心我计算出错，只能重来。但想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，
18、我不禁时刻提示自己，一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。现在把这个课程做完了才发现自己对以前学的知识点有了更好的理解，知识只有放在实践运用上才能体现他的价值才能更好地被大家接受，所以这门实践课是很有必要开设的，也是大家很有必要去认真做的。在这个过程中，要谢谢老师对我的教导，在老师的讲解下让我对整个设计过程以及绘图过程有了很好的了解，对我后面的整体的设计和绘图的进行有了很大的帮助。四参考文献金属切削刀具课程设计指导书 哈尔滨工业大学出版社 王娜君 2000年第1版金属切削刀具课程设计指导资料哈尔滨工业大学 刘华明 1981年 金属切削原理与刀具实训教程 西安电子科技大学出版社 2006年
