圆孔拉刀刀具课程设计说明书

1、沈阳理工大学1序言序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。沈阳理工大学2目录目录0.0.序言序言 .1 11.1.可转位车刀设计可转位车刀设计 .3 32.2.圆孔拉刀设计圆孔拉刀设计 .10103.3.结语结语 .15154 4 参考文

2、献参考文献.1616沈阳理工大学3一一 可转位车刀设计可转位车刀设计设计题目设计题目: :已知：工件材料 Y12，使用机床 CA6140，加工后 dm=22，Ra3.2，需精车完成，加工余量自定，设计装 T 刀片 95偏头外圆车刀。设计步骤：1.11.1 选择刀片夹固结构：选择刀片夹固结构：考虑到加工在 CA6140 普通车床上进行，属于连续切削，采用杠杆式刀片夹固结构。1.21.2 选择刀片材料：（硬质合金牌号）选择刀片材料：（硬质合金牌号）由原始条件给定：被加工工件材料为 Y12，连续切削，完成精车工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为 YT30。1.31.3 选择车

3、刀合理角度：选择车刀合理角度：根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度。（1）前角15， （2）后角8， （3）主偏角95;（4）刃倾角-3，后角 。的实际数值以及副后角在计算刀槽角度时，经校验后确定。沈阳理工大学41.41.4 选择切削用量选择切削用量：根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为，精车：0.5 mm，f1mm/r，v60m/minpa1.51.5 选择刀片型号和尺寸：选择刀片型号和尺寸：（1）选择刀片有无中心固定孔由于刀片夹固结构已选定为杠杆式，因此应选用有中心固定孔的刀片。（2）选择刀片形状按选定的主偏角95，选用三角形刀

4、片（3）选择刀片精度等级选用 U 级。（4）选择刀片内切圆直径 d（或刀片边长 L）根据已选定的、，可求出刀刃的实际参加工作 Lse。parKs为： L1.5Lse=1.026psers0.50.804sincossin95 cos(3 )aLK（5）选择刀片厚度 S根据，f，利用诺模图，得 S4.73pa（6）选择刀尖圆弧半径：根据，f，利用诺模图，得连续切削rpa=1.6r（7）选择刀片断屑槽型式和尺寸根据条件，选择 A 型。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便沈阳理工大学5可确定。确定刀片型号：TNUM220416-A，尺寸为：L=22;d12.7;S4.76 ; =5.16;m=17.

5、463;=1.61dr1.61.6 确定刀垫型号和尺寸：确定刀垫型号和尺寸：硬质合金刀垫型号和尺寸选择，取决于刀片夹固结构的需要及刀片的型号和尺寸:适合于偏心式夹固结构的需要，并与刀片型号为TNUM220416-A 相对应的硬质合金刀垫的型号为：T22A，其具体尺寸为 L20.26,d11.7,S3.18,d1=6.6， 0.8，c=1.5r 8D 1.71.7 计算刀槽角度可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何计算刀槽角度可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系，刀槽角度计算步骤是角度之间的关系，刀槽角度计算步骤是：（1）刀杆主偏角95rgKrK（2）刀槽刃倾角，-3sg

6、sgs=（3）刀槽前角 刀槽底面可看作刀面，则刀槽前角的计算公式ogrogrsogstancostan1tantancosnboonbt an将15，20，-3代入得：onbsogtan20cos(3 )tan0.0881 tan15 tan20 cos(3 ) tan15则5.029 取5ogog（4）验算车刀后角0沈阳理工大学6车刀后角的验算公式为0ogss0ogs(tantancos)costan1tantancosnbnb当0时 nb20ogstantancos 将53ogs代入 则4.97220tantan5cos (3 )0.087 0与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角

7、og0故4.972，取5ogog（5）刀杆副偏角/rgK /rgK/rK 而180/rKrKr 又，rgrrgKrK 180180/rgKrgKrgrKr车刀刀尖角的计算公式r/2rogsogsscotcot1 (tancos)tansincosrb当时,将-5-3代入，rb60。ogs得， cot=cotrrbssogsogcossintan)cos(tan12cot0.581，59.84rr1809559.84=25.5/rgK沈阳理工大学7取 =25.5/rgK（6）验算车刀副后角/0og/0/og(tantancos)costan,1tantancosnbsgsgnbsg当0时，而nb

8、/20ogtantancossg /ogsgtantancostansinogrgrg /ogsgtantansintancossgrgrg将5-359.84代入ogsgsrgr tan=tan（-5）cos59.84+tan（-3）sin59.84=-og0.089则-5.09/og tan=tan（-5）sin59.84+tan（-3）cos59.84=-rg0.049则-2.81/sg再将-5.09，-2.81代入/og/sg得 tan-tan（-5.09）（-2.81）-0.089o2cos则5.09/0可以满足切削要求而刀杆副后角=/og/0故=5.09，=5/og/0综合上述计算结

9、果，可以归纳出：沈阳理工大学8车道的几何角度为：15，4.97，9525.16，-3o0rK/rKs5.09/0刀杆与刀槽的几何角度为：-5，5，95，25.5, 3，ogogrgK/rgKsg=5/og1.81.8 选择刀杆材料和尺寸：选择刀杆材料和尺寸：（1）选择刀杆材料选用 45 号钢为刀杆材料，热处理硬度为 HRC38-45 （2）选择刀杆尺寸1）选择刀杆截面尺寸因加工使用 CA6140 普通车床，其中心高为 200mm，并考虑到为提高刀杆，选取刀杆截面尺寸 BxH20 x25mm 由于切削深度0.5mm，进给量 f1mm/r，可以不必校验刀杆强度。pa2）选择刀杆长度尺寸选取刀杆长度

10、为 150mm1.91.9 选择杠杆及其相关尺寸选择杠杆及其相关尺寸（1）选择杠杆材料杠杆材料选用 45 钢，热处理硬度为 HRC40-45，发黑。（2）选择杠杆直径和偏心量 ecd=-（0.2-0.4）mcd1d前面已经选定=5.16 括号内取1d沈阳理工大学9则=5.16-0.4=4.76mmcd偏心量 e 即021221dd22e1为使计算方便，取0.13，=1，120d2d211则 e 0.13=0.13x4.76=0.62mm 取 e=0.6mm0d为使刀片夹固可靠，选用自锁性较好的螺钉偏心销，并取落定偏心销转轴直径为 M62d（3）计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置即用公式（2

11、-6）和（2-7）将 m 和 n 求出（见图 2-4）,即；10dmsin22dde-cos n=d/2-ecos-（d1-do）/sin根据前边已选定的各尺寸得知 d1=3.81mm， d=9.525mm do=3.41mm， e=0.42mm， 取 =67。则 M=9.525/2+0.42sin67-（3.81-3.41）cos67/2=5.07mm N=9.525/2-0.42cos67-（3.81-3.41）sin67/2 =4.41mm沈阳理工大学10二二. . 圆孔拉刀的设计圆孔拉刀的设计被加工孔直径 D=32 +0.021 0mm,拉前直径 D0=31 +0.16 0mm 工件拉

12、削孔长度 L=45mm，拉削表面粗糙度不得大于Ra1.6m。 。工件材料：45 钢，调质处理,硬度 HBS220-250,抗拉强度b=750MPa。拉床型号:L6110 型。采用 10%极压乳化液。要求设计圆拉刀。设计时应考虑:预制空加工方式;标准麻花钻钻削;拉削变形量：拉削后孔收缩，收缩量（在直径上）为0.01mm。设计步骤（1）选择拉刀材料 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。本例采用W18Cr4V . （2）确定拉削方式综合式拉刀较短，适用拉削碳钢和低合金钢，拉削精度和表面质量并不低于其它拉削方式，且拉削耐用度较沈阳理工大学11高。因此，本例选择综合

13、式拉削。（3）选择刀齿几何参数按表 3 一 2 ，取拉刀前角 15精切齿与校准齿前刀面采用倒棱，br1 =0.5- 1 mm ;粗切齿后角 3, 倒棱宽 ba1 小于 0.2,精切齿:后角 2,ba1=0.3; 校准齿: 后角 1,ba1=0.6确定校准齿直径（以角标 x 表示校准齿的参数）dox=dmmax+（1）式中 收缩量，= 0.01 ,dox = 32. 031mm 确定拉削余量计算余量（按表 3-1）为=0.005dm（0.10.2）=(0.005X32+0.15X)mm=0.97mml按 GB143978锥柄长麻花钻第系列取 30.0mm 的钻头。这样，实际拉削余量为dox-dw

14、min=(32.031-30.0)mm=2.031mm（2）选取齿升量按表 3-4，选取粗切齿齿升量 ap=0.04mm。（3）设计容屑槽1）计算齿距按表 3-7，粗切齿与过渡齿齿距为（1.31.6）=（1.21.6）=6.89.0mml取 P=8mm精切齿和校准齿齿距为 Pj=Px=（0.60.8）P=5.5mm2）选取拉刀容屑槽 查表 3-8，选曲线齿背型，粗切齿和过渡齿取深槽，h=3mm：精切齿和校准齿取基本槽，h=2mm。3）校验容屑条件 查表 3-10 得容屑系数 k3.0，则 沈阳理工大学12h=1.13=1.13Xmm=2.68mmlafk)2(3004. 020 . 3XXX显

15、然，hh，容屑条件校验合格。4）校验同时工作齿数 照表 3-7 计算（l/p）=32/8=4, zemin=4,zemax=5。满足ze8 的校验条件，校验合格。（8）确定分屑槽参数 拉刀粗切齿与过度齿采用弧形分屑槽，精切齿（最后一个精切齿除外）采用三角形分屑槽。弧形槽按表 3-12设计，当 domin=30mm，槽数 nk=8，槽宽a=domin sin90o/nk-（0.30.7）mm =30Xsin90o/8-（0.30.7）mm=5mm切屑宽度 aw=2dominsin90o/nk-a=（230sin90o/8-5）mm=6.71mm因 awa，可使拉削表面质量较好,前后刀齿重叠拉削而

16、无空隙。三角形槽按表 4-11 设计，d。=30mm N=（1/71/6）d。=15槽宽 b=11.2mm,深 h=0.5mm,槽形角 w90o前后刀齿的分屑槽应在圆周方向错开半个槽距，交错排列。（9） 选择拉刀前柄 按表 3-17，选用型A 无周向定位面的圆柱形前柄，取 d=28mm,卡爪处底径 d2=21mm,其他见图 3-1。拉刀无需设后柄。（10） 校验拉刀强度与拉床载荷 按表 3-20、表 3-21 和表 3-22 计算最大刀削力。根据综合式拉削特点，切削厚度 ac=2af。Fmax=FZawzemaxk0 k1 k2 k3 k4103沈阳理工大学13 =16130/241.271.

17、151.131110-3KN=50.06KN拉刀最小断面为前柄卡爪底部，其面积为 rmin=d22/4=x212/4mm2=346.19mm2危险截面部位的拉应力为 =Fmax/Armin=50.06/346.19GPa=0.145GPa按表 4-25，高速钢圆拉刀许用应力=0.35GPa,显然，,拉刀强度校验合格。按表 3-23、表 3-24 和已知 L6120 型良好状态旧拉床，可算出拉床允许拉力 Frk=200X0.8KN=160KN显然，FmaxFrk，拉床载荷校验合格。（11） 确定拉刀齿数和每齿直径尺寸 按本章一、3.齿升量中所述，取过度齿与精切齿齿升量递减为：0.03、0.025

18、、0.020、0.015、0.01、0.01mm,共切除余量 Ag+Aj=2（0.03+0.025+0.020+0.015+0.01+0.01）mm=0.22mm 其中，前 2 齿齿升量大于 1/2af,可属过渡齿；后 4 齿齿升量较小，属精切齿。粗切齿齿数按下式计算后取整为Ze=A-(Ag+Af)/2af+1=(1.035-0.22)/2X0.04+1=11粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量（11-1）20.04+0.22mm=1.02mm沈阳理工大学14剩下（1.035-1.02）mm=0.015mm 的余量未切除，需增设一个精切齿切到要求的尺寸。按表 3-14，取校准齿 7 个，其直径尺寸

19、 dox已在前面计算确定了。这样，拉刀总齿数为 zo+zg+zj+zx=11+2+5+7=25图 3-1 中按齿号列出了各齿直径尺寸及其公差。（12） 设计拉刀其他部分 按表 3-19：前柄 l=100mm d=28f8mm颈部 l=m+Bo+A-l3110mm d2=d1-0.5mm=27.5mm过渡锥 l3=15mm前导部 l4=40mm d4=dwmin=31f7mm 后导部 l7=20mm d7=dmmin=32f7mm拉刀前柄端面至第 1 刀齿的距离 L1=l1+m+Bs+A+l4=(95+20+75+35+40)mm=265mm (13) 计算和效验拉刀总长粗切齿与过度齿长 l5=8(11+2)=104mm精切齿与效准齿长 lo=5.5(5+7)=66mm拉刀总长 L=L+l5+l6+l7=455mm按表 4-26 允许拉刀总长为 28do=2830mm=840mm,显然,拉刀短得多,所以长度合格。沈阳理工大学15结论结论通过这次课设，我了解到自己还有很多专业知识的欠缺，理论与实际不能完全的结合在一起，需要继续完善自己的专业知识与技术水平。通过此次课程设计