拉刀设计
拉刀设计,设计
店长链接:www.5201314cad.com 淘宝店铺 5201314cad.taobao.com金属切削原理与刀具课程设计的目的金属切削原理与刀具课程设计是机械设计及自动化专业学生在“金属切削原理”和“金属切削刀具”及其它有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节,是素质教育的主要措施之一。其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容,锻炼和培养学生综合运用所学过的知识和理论的能力,是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。通过金属切削刀具课程设计,具体应使学生做到:(1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法;(2) 学会运用各种设计资料、手册和国家(部或厂颁)标准;(3) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图,能标注出必要的技术条件;(4) 掌握CAD在刀具设计中的应用。 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。b0.65GPa3、使用拉床:卧式内拉床L6110A。倒角1451.63.2其余LdD 0.1零件图零件尺寸参数表工件材料组织状态DdL参数45钢调质1800.1500.02600.1制作步骤1. 确定拉削图形由于我国目前多采用的是综合式的拉削,并已列为专业工具厂的产品。现本人也采用综合式的拉刀。根据加工零件为圆孔类和机床条件选择刀具的类型。使用拉床:卧式内拉床L6110A。加工的工件材料:45钢。b0.65GPa则选用综合式圆孔拉刀 拉刀材料为高速钢选择普通高速钢W18Cr4V制造许用应力=350MPa。2. 确定拉削余量A拉削余量A是拉刀各齿应切除金属厚度的总和。按经验公式计算:A=0.005Dm+(0.10.2)mmDm=50mm ,L=60mm .系数取0.15带入公式得A=1.412圆整后取A=1.50。便于拉刀的设计。3. 确定齿升角fz查P222页表16.1的圆孔拉刀齿升角fz查得综合式圆孔拉刀在拉削钢材时的齿升角为0.03 。 现取fz=0.05 。便于设计。4. 确定齿距p一般齿距可根据经验公式(16.4)计算 P=(1.251.9)mm 。现取系数为1.4。由公式计算得到p=10.84 。为了便于设计和制造圆整后取p=11.00 。齿距确定后,同时工作齿数Ze可用式(16.5)计算Ze= +1(略去小数)算得Ze=6.45 。略去小数后Ze=6 。5. 确定容屑槽形状和尺寸形状分为(a)直线齿背型 (b)圆弧齿背型 (c)直线齿背加长型在这里我选择(a)直线齿背型 。容屑尺寸应满足容屑条件。由于切屑在容屑内卷曲和填充不可能很紧密,为保证容屑的有效容积Vp必须大于切屑所占的体积Vd,即VpVd 或K=1 。式中 Vp容屑的有效容积; Vd切屑体积; K 容屑系数。由于切屑在宽度方向变形很小,故容屑系数可用容屑槽和切屑的纵向截面面积比来表示。即 K=式中容屑槽纵向面面积(); 切屑纵向截面面积(mm) 切屑厚度(mm)。综合拉削=2;其他= 。对加工一般的钢料时K=2.55.5 。这里我取许用容屑系数K=4 。确定容屑槽深度h 。由经验公式计算: h1.13 mm ;其中=2=0.10 mm; L=60mm 。带入式中h5.54 mm 。这里我取h=7mm。便于制图和制造。6. 选择几何参数(1) 前角 。由页表16.2查得拉刀前角= 。这里我取= 。(2) 后角 。由页表16.3查后角。这里取粗切齿= ;精切齿= ;较准齿= 。(3) 刃带宽度 。粗切齿=0.1;精切齿=0.15;较准齿=0.2 。具体参数和形状如下图 粗切齿参数 精切齿参数校准齿参数7. 分屑槽(1) 分屑槽的深度必须大于齿升量,否则不起分削作用角度。角度形分削槽=,槽宽1.5mm ,深度 。圆弧形分屑槽的刃宽略大于槽宽 。这里我选择角度形分屑槽。取=1.5mm ,=0.75mm。(2) 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+ 。这里取粗切齿= ; 精切齿= 校准齿无分屑槽。(3) 分屑槽槽数应保证切削宽度不太大,使切屑平直易卷曲。(4) 在拉刀的最后一个精齿上不做分屑槽。具体参数和图形如下图注(拉刀前后齿的分屑槽应交错磨出)8. 确定拉刀齿数和直径(1) 拉刀齿数。根据确定的拉削余量A,选定粗切齿齿升量,可按式(16.9)估算切屑齿数ZZ= + (35)= + 3=18个(2) 刀齿的直径 。圆孔拉刀第一个切齿主要用来修正预制孔的毛边,可不设齿升量,此时第一个粗切齿直径等于预制孔的最小直径。即=47.00mm 。拉刀其它部分设计1. 柄部与颈部及过度锥2. 前导与后导部及尾部3. 拉刀总长度L=585mm。这些参数在书本可查阅并在制图过程中给出(这里从略)如下图注(未注倒角均为2) 拉刀强度及拉床拉力校验1. 拉削力综合式拉刀的最大切屑力用下式计算 =查表得=318.8,则=318.83.14506/2=150154.8 式中切屑刃单位长度拉削力(),可由有关资料查得。对综合式拉刀按=查出。2. 拉刀强度校验 =式中拉刀危险截面面积() 拉刀材料的许用应力(M)经确定在拉刀的第一个切削齿的容屑槽底部截面处。=150154.8()M=175.6 M.由于本人选定的材料是高速钢 取=350 M。 ,满足要求。3. 拉床拉力校验拉床工作时的最大拉削里一定要小于拉床的实际拉力,即式中 拉床的额定拉力(N) 拉床的状态系数,新拉床=0.9,较好的旧拉床=0.8,不良的旧拉床=0.50.7 。取=0.8,由于未能找到,这里就未能校核。(由于许多参数在本书中找不到,其它书本也未能详细找到,这里只给出了校验的公式,未能做出详细的校验)圆孔拉刀的技术条件圆孔拉刀技术条件可参考有关资料。此处略。拉刀的总体结构图1表1代号名 称功 用1柄部夹持拉刀,传递动力2颈部连接柄部和后面各部,其直径与柄部相同或略小,拉刀材料及规格等标记一般打在颈部。3过度锥颈部到前导部的过渡部分,使拉刀容易进入工件孔中。4前导部起引导拉刀切削部进入工件的作用,5切削部担负切削工作,包括粗切齿、过渡齿及精切齿。6校准部起刮光、校准作用,提高工件表面光洁度及精度,并作为切削部的后备部。7后导部保持拉刀与工件的最后相对位置,防止在拉刀即将离开工件时因工件下垂而损坏工件已加工表面及刀齿。8尾部支持拉刀使之不下垂,多用于较大较长的拉刀,也用于安装压力环。 拉刀实体成形拉刀实体成形如上图所示(由于本人能力和时间有限分屑槽未能画出,但在设计过程已给出怎样磨出)课程设计体会:虽然有点辛苦,却让大家学到了不少,特别是对CAD和Word的运用和对思维的开发。在这里我作为机制072班的学委特别感谢我们的指导老师张老师,张老师平时上课运用自如,对学生要求严格,和蔼可亲。让大家学到了许多实用的东西。最后祝老师身体健康,工作顺利! 日期:2010-5-11参考文献(金属切削与刀具 韩荣第 编著) (金属切削与刀具 许先绪 编著)
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