目录
1.设计题目 (2)
2.拉刀工作部分设计 (3)
2.1选择刀具材料 (3)
2.2确定拉削余量A (3)
2.3齿升量的选取 (3)
2.4选择几何角度 (4)
2.5齿距及各齿数的确定 (4)
2.6确定容屑槽形状和尺寸 (4)
2.7分屑槽的确定 (5)
2.8确定拉刀齿数和直径 (6)
3.非工作部分的设计 (8)
4.拉刀强度的校验 (11)
5.小结 (12)
6.参考文献: (13)
1.设计题目
图1 已知条件:
1)要加工的工件零件图如图所示。
2)工件材料:45钢。
σb=0.65GPa
3)使用拉床:卧式内拉床L6120。
零件尺寸参数表
表1
2.拉刀工作部分设计
由于孔的直径为50mm ,选用综合式拉刀。
2.1选择刀具材料
拉刀用W18Cr4V 或W6Mo5Cr4V2的高速工具钢制造。
用W18Cr4V 或W6Mo5Cr4V2制造的拉刀热处理硬度:
刀齿和后导部:63~66HRC
前导部:60~66HRC
柄部:45~58HRC 允许进行表面处理。
2.2 确定拉削余量A
圆拉刀预钻孔时0.005 1.025A D mm =+=
(其中,直径为D 为50mm , L 为60mm )
2.3 齿升量的选取
1) 粗切齿齿升量f z1:为了缩短拉刀长度,应尽量加大,使各刀齿切除总余量60% -80%
左右。
直径小于50mm 的孔,f z1=0.03- 0.06。
选取粗切齿的齿升量为0.06 mm 。
2) 精切齿齿升量 :按拉削表面质量选取,一般f z3=0.01 -0.02,取0.02。
齿数z3为
个。
3) 过渡齿齿升量 为0.035mm ,齿数z2为4个。
4) 校准齿齿升量
4
z f =0,齿数为5个,是起最后修光校准拉削表面作用。
由可以得出粗
切齿的齿数z1为5个。
齿的种类 齿数 齿升量 粗切齿 5 0.06 精切齿 4 0.035 过渡齿 4 0.02 校准齿
5
表2
2.4 选择几何角度
1) 前角:根据被加工材料
15~100=γ;后角:拉削普通钢切削齿 2.5~4o
α=,刃带
宽度0.1b α≤。
取0γ=15,3o α=,0.1b α=。
2) 精切齿:0γ=15,2o α=,0.15b α=。
3) 校准齿0.5~1o α=,取 1.3o α=,0.25b α=。
2.5 齿距及各齿数的确定
齿距:通常由经验公式(1.25~1.8)P L =取P=12mm ,所以粗切齿与过渡齿齿距P1=P2=12;精切齿与校准齿齿距P3=P4=(0.6~0.8)P=9.4mm ,取9mm 。
同时工作齿数:P 确定后,工作齿数Ze 用下式计算13e L
Z P
=+≥, 求得Ze=6,取Ze=6.
2.6 确定容屑槽形状和尺寸
1)容屑槽形状
目前使用的容屑槽有三种形式,根据加工要求选为圆弧齿背形、直线齿背形、直线加长齿背形,根据题目要求,本题选用圆弧齿背形容屑槽。
圆弧齿背形:容屑空间较大,适用于拉削塑性材料和综合拉削拉刀上。
2)容屑槽尺寸
粗切齿、过渡齿容屑槽尺寸:
,,,。
====
448 2.5
h mm g mm R mm r mm
精切齿、校准齿容屑槽尺寸:
图3
,,,
====
3372
h mm g mm R mm r mm
2.7分屑槽的确定
综合式圆拉刀粗切齿和过渡齿采用圆弧形分屑槽,精切齿采用角度形分屑槽,分屑槽外形如下图:
图4
拉刀最小直
径0min d 8~13
13~21 21~31 31~41 41~53
槽数1n 4
6 8 10 12
拉刀最小直径0min d 53~65 65~76 76~89 89~104 104~120
槽数1n 14 16 18 20 24
拉刀类型 综合式
轮切式
槽宽a 0min 90
sin
(0.3~0.7)k
a d n =- 0min 90
sin
(0.15~0.4)k
a d n =- 切削宽度w a
0min 90
2sin
w k
a d a n =- 表3
由上表得粗切齿分屑槽: 槽数112n =; 槽宽0min 90
sin (0.15~0.4)k
a d n =-,取a=6mm ;弧形半径mm R 251≤,取5.1mm.切削宽度7w a mm =。
表4
精齿分屑槽:2011
(~)76
n d π=, 取n 2=24;槽宽2 1.0b mm =,深度'0.5h mm =.
2.8确定拉刀齿数和直径
表5
3.非工作部分的设计
柄部可选择I型有周向定位面,如图所示:
图4
表6
柄部直径与长度:直径:40.4mm,长度:55mm。
颈部直径与长度:直径:44.5mm,长度:55mm。
过渡锥的长度:按照手册选取,长度:10mm
前导部:直径为拉削前被拉孔直径的最小极限尺寸,直径:48.98mm,长度:60mm。
表8
表9
后导部:长度:45mm,直径:48.98mm。
表10
4.拉刀强度的校验
表11
'max 3.33 3.33247256123.42
c e D F F z kN ==⨯⨯⨯= 23242min min (40.410)12.81044S
d m π
π
--==⨯⨯=⨯
max 4
min 12340094.46200012.810c F Mpa Mpa S σ-===<⨯ 式中 S min ——拉刀上的危险截面面积,柄部截面40.4d mm =处;
拉刀材料的许用应力[]2500~4000Mpa σ=,故拉刀强度符合要求.
5.小结
在做本次课程设计的过程中,我们感触最深的当属如何把学过的理论知识运用于实际。
为了让设计更加完善,查阅这方面的设计资料是十分必要的,同时也是必不可少的。
我们不能单靠课本理论,这在实际运用中会出现差别。
6.参考文献:
【1】陆剑中孙家宁金属切削原理与刀具[M] . 北京:机械工业出版社,2011 【2】刘华明金属切削刀具设计简明手册[M] . 北京:机械工业出版社,1994 【3】李虹暴建岗画法几何及机械制图[M] .北京:国防工业出版社,2014 【4】刘华明金属切削刀具设计简明手册[M] .机械工业出版社,1996。