拉刀课程设计说明书汇总

1、、八 、亠前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。 随着科学技术 的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向 着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破 传统的依靠机械能、 切削

2、力进行切削加工的范畴， 可以加工各种难加 工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世， 提高了更新频率的小批量零件和形状工具是人类文明进步的标志。 自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足 的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中， 其功能仍然十分显著。 机床夹具对零件加工的质量、 生产率和产品成 本都有着直接的影响。 复杂的零件加工的生产率及加工精度。 特别是 计算方法和计算机技术的迅速发展， 极大地推动了机械加工工艺的进 步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段目录1已知条件 52. 车刀具材料的选择 63. 车刀几何参数的确定

3、64. 车刀具体设计 85. 拉刀已知条件 106. 拉刀几何参数的确定 137拉刀的具体设计 148. 小 结 159. 参考文献 16181.C刀片95°偏头外圆车刀设计已知：工件材料HT20Q使用机床CA6140加工后dm=95,Ra=3.2,需粗、半 精车完成，加工余量自定，设计装 C刀片95°偏头外圆车刀。设计步骤：1.1选择刀片夹固结构考虑到加工是在CA6140普通机床上进行，属于连续切削，参照表 2-1典型 刀片夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。12选择刀片材料由原始条件给定：被加工工件材料为 HT200，连续切削，完成粗车、半精车 两道工序，按照硬

4、质合金的选用原则，选取刀片材料(硬质合金牌号)为 YG3。13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=8°后角=7°(3)副后角=7°主偏角=95°副偏角=12°6)刃倾角= -2 °后角：0的实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验后确定。14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：粗车时:ap=3mm，f=0.6mm/r，v=80m/min15选择刀片型号和尺寸1.5.1选择刀片有无中心固定孔由于刀片夹固结构已选定为偏心式，因

5、此应选用有中心固定孔的刀片1.5.2选择刀片形状按选定的主偏角=95°,选用菱形刀片。1.5.3选择刀片精度等级选用U级 1.5.4选择刀片边长内切圆直径d （或刀片边长L）根据已选定的ap,kr,可求出刀刃的实际参加工作长度 Lse。为;Lse二 sin kr cos s3oosin 95 cos(2 )=3.01mmL>1.5L se=4.52mm因为是菱形，所以L=d>4.52 1.5.5选择刀片厚度S根据ap,f，利用诺模图，得S 4.8。1.5.6选择刀尖圆半径r ；根据ap,f,利用诺模图，得连续切削r；=4.81.5.7选择刀片切屑槽型式和尺寸根据条件，选择

6、A型。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便可确定确定刀片型号：CCUM1506A2，尺寸为L=d=15.875mm,S=6.35mm,d 仁6.35mm, r =1.2刀片参数：车尖角环=90°，刃倾角入sn=0°法后角a sn=0°法前角？sn=20°断屑槽宽Wn=416确定刀垫型号和尺寸硬质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构的需要及刀片型号和尺寸：适合于偏心式夹固结构的需要，并与刀片型号CCUM1506A2相对应的硬质合金刀垫得型号为：S15B其具体尺寸为：L=d=14.88mm, S=4.76 mm, d1=7.6, r =1.2mm，D

7、=9， C=2.01.7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角 度之间的关系1.7.1刀杆主偏角Krg=Kr=95°1.7.2刀槽刃倾角 鼻s- s=2°（-2°）1.7.3刀槽前角°g刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角°g的计算公式为:t an :nbtan og =tan。- cos，1 +1 an "/o t an 几 cos k将；=8°，；b =0° ° K = -2 代入式子得:tan ogtan 8o cos(2o) - tan0o1 tan8o tan0o cos(2o)

8、 lcos(2o)则 og=8°取 og=8°1.7.4验算车刀后角：-o(tan ： nb - tan og cos s) cos s车刀后角：-0的验算公式为tan: 0 =1 +tanotnb tan ；：g coshs当nb=0°时，则tan ： ° =tan °g cosS -s将 Yog =8° As =2°代入得:tan: ° =tan(8°)cos2 (2。) =0.131与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角Og=0 故。og =7° 取 «og=7°

9、;1.7.5刀杆副偏角K rg K' rg=K'r而 Kr ' =180Kr- r又 T ；rg= ；r , K rg =K r Krg ' =180Krg - ；rg=l80°-Kr- r车刀刀尖角；的计算公式为2cot ；r =cot ；巾.1 (tan og cos s) -tan og sin - s cos s当；巾=90°时，则为cot；r=-tan og sin scos，s将；'og =8 ° 7-s = -2 代入得cot叫二tan (8°) sin (2°) cos (2°)

10、 =0.1814则丁 =79.72 °故Krg ' = K =18095 -79.72 °=5.28 °取Krg z E28 °1.7.6检验车刀副后角：o'车刀副后角的验算公式为(tan ° nb tan " og COS 广 rg ) COS =rg1 tan 二nb tan o cos rg当nb =0°时，则式为tan a =-tan og cos2 rg而tan Yg ' =n og cos rg +tan rg sin rgtan y ' =tarog sin ；rg +tan r

11、g cos rg将？og =8°, hg =人=-2 ° %g =哲=79.72 代入式得：tan og =-tan (8°) cos79.72 +tan (2°) sin79.72 =0.094则og =5.37 °tanZog =tan (8°) sin79.72 +tan (2°) cos79.72 °=0.144则rg =8.21 °再将Y og =5.37 ) % =8.21代入式得： tan： o=-tan (5.37 ) cos2 (8.21 ) =0.1095则。=6.25 °可

12、以满足切削要求II而刀杆副后角og=o故og =6.25，取og=6.25 °综合上述计算结果，可以归纳为：车刀的几何角度为：o=8 °，:o=7 °，Kr =95 °，K；=12 °， s= -2 : :。=7 °刀杆与刀槽的几何角度为；og=8。，：og=7 °，K rg =95 °，K；g=5.28，rg= -2, og=6.2518选择刀杆材料和尺寸1.8.1. 选择刀杆材料选用45号钢为刀杆材料，热处理硬度为 HRC38-45。1.8.2. 选择刀杆尺寸1选择刀杆截面尺寸因为加工使用CA6140普通车床，

13、其中心高400mm,考虑到为提高刀杆强度,选取刀杆截面尺寸B H=20 25mm由于切削深度ap=3mm，进给量f=0.6mm/r，可以不必校验刀杆强度2.选择刀杆长度尺寸选取刀杆长度为150mm3.选择偏心销及其相关尺寸(1 )选择偏心销材料偏心销材料选用40Cr，热处理硬度为HRC40 45，发黑(2 )选择偏心销直径de和偏心量ed c= d1- (0.2 0.4 ) mm前面已经选定dl = 6.35括号内取最大值0.4则 d c= 6.35 -0.4=5.95mm圆孔拉刀的设计被加工孔直径D* 31 ；0.021 mm拉前直径DO二30 00.16 mn工件拉削 孔长度L=45mm拉

14、削表面粗糙度不得大于 Ra1.6卩m。工件材料：45钢，调质处理，硬度HBS220-250,抗拉强度6b=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， 且拉削耐用度较高。 因此，本例选择综合式拉削。（3）

15、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二dmmax+r(1) 式中 o收缩量，(T = 0.01 ,dox = 31. 031mm确定拉削余量 计算余量(按表4-1 )为A' =0.005dm +(0.1 0.2 )1 =(0.005X31+0.15X 31)mm=0.97mm按G

16、B14378锥柄长麻花钻第1系列取 30.0mm的钻头。这样， 实际拉削余量为A = dox-dwmi n=(31.031-30.0)mm=1.031mm(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IP=( 1.3 1.5 )=(1.2 1.5 ) , 31=6.6 8.2mm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=2mm3) 校验容屑条件查表3-10得容屑系数

17、k = 3.0，贝Sh' =1.13 k(2af)l =1.13X 3.0X2X0.04X30 mm=2.68mm显然，h'h，容屑条件校验合格。4)校验同时工作齿数照表3-7计算e= (l/p ) =31/8=4,满足3< ze< 8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 m=10,槽宽a=dominsin90 7n(0.3 0.7 ) mn=30Xsin90°/8- (0.3 0.7 ) mm=5mm 切屑宽度 a w

18、=2dominsin90 0/n k-a二(2X30X sin9078-6 ) mm=6.32mm因aw>a,可使拉削表面质量较好，前后刀齿重叠拉削而无空隙。三角形槽按表3-11设计，do =31mmN=(1/7 1/6 ) n do =20槽宽 b=1 1.2mm深 h =0.5mm槽形角 w>90o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H型一A无周向定位面的圆柱形前柄，取d=28mm卡爪处底径d2=21mm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

19、拉削特点,切削厚度ac=2af。3Fmax=FZ2 awzemaxk0 k1 k2 k3 k4 x 10 -3=161 x 30 n /2 x 4x 1.27 x 1.15 X1.13 x 1 x 1 X10- KN=50.06KN拉刀最小断面为前柄卡爪底部,其面积为2 2 2 2A rmin = n d? /4= n x21 /4mm=346.19mm危险截面部位的拉应力为6 二RWArmin=50.06/346.19GPa=0.145GPa按表4-25，高速钢圆拉刀许用应力6 =0.35GPa,显然，6 < 6 ,拉刀强度校验合格。按表3-23、表3-24和已知L6110型良好状态旧

20、拉床，可算出拉床允许拉力Frk=200X0.8KN=160KN显然，FmaxvFrK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 、0.020 、0.015 、 0.01、0.01mm共切除余量A g+A=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 /2a f ,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乙二A-(A g+A)/2a f + 仁(1.031-0.22)/2X0.04+1

21、= 10粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量(10-1 ) x 2 x 0.04+0.22mm=1.02mm剩下(1.031-1.02 ) mm=0.011mm勺余量未切除，需增设一个精切齿 切到要求的尺寸。( 12) 设计拉刀其他部分 按表 3-19 ：前柄 I 1 =100mm di =28mm颈咅B l 2 二m+B+A-l 3 110mm d 2=d1-0.5mm=27.5mm过渡锥 I 3=15mm前导咅 l 4=40mm d4=dwmin=30mm后导咅 l 7=20mm d 7= dmmin= 3 1 . 02 1 m m拉刀前柄端面至第 1 刀齿勺距离L J =li +m+B +A+l4=(110+100+15+40)mm=265mm(13)计算和效验拉刀总长粗切齿与过度齿长I 5=8x (10+2)=96mm精切齿与效准齿长I o=5.5 x (5+7)=66mm拉刀总长L=L ' +l 5+16+17=447mm按表3-26允许拉刀总长为28do=28x 30mm=840m显然，拉刀短得 多 , 所以长度合格。(14) 制定拉刀技术条件 应根据本章二。主要内容应列入拉刀工 作图中。(15) 绘制拉刀工作图。结论通过这两周的刀具设计与工艺规程设计，