數(shù)控銑床底座零件加工設(shè)計(jì)【說明書+CAD】
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金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)說明書
——圓孔拉刀設(shè)計(jì)
學(xué)院:機(jī)械工程學(xué)院
專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
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課程設(shè)計(jì)說明書
金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)
圓孔拉刀設(shè)計(jì)
(1)設(shè)計(jì)要求
在L6110型臥室拉床上,拉制上圖所示零件的孔,已知工件材料45鋼, ,185~220HBS,坯孔為鉆孔,尺寸見下表分組。要求設(shè)計(jì)一把空拉刀。
已知參數(shù): (拉后孔徑)
(拉前孔徑)
(2)完成作業(yè)
1)拉刀工作圖
2)計(jì)算說明書
目 錄
1已知條件………………………………………………………………5
2刀具材料的選擇………………………………………………………6
3幾何參數(shù)的確定………………………………………………………6
4齒升量的確定…………………………………………………………7
5齒距的確定……………………………………………………………7
6拉刀剛度允許最大槽深………………………………………………7
7檢驗(yàn)容屑系數(shù)…………………………………………………………8
8容屑槽尺寸……………………………………………………………8
9柄部的計(jì)算……………………………………………………………9
10拉刀強(qiáng)度的校核……………………………………………………9
11機(jī)床拉刀校核………………………………………………………10
12拉刀校準(zhǔn)齒直徑……………………………………………………10
13拉刀余量……………………………………………………………11
14切削齒齒數(shù)…………………………………………………………11
15校準(zhǔn)齒齒數(shù)…………………………………………………………11
16確定各刀齒直徑……………………………………………………11
17切削部分長度………………………………………………………11
18校準(zhǔn)切削部分長度…………………………………………………12
19分屑槽長度…………………………………………………………12
20前導(dǎo)部的直徑和長度………………………………………………12
21后導(dǎo)部的直徑和長度………………………………………………12
22柄部前端到第一齒長度……………………………………………13
23拉刀總長度…………………………………………………………13
24中心孔………………………………………………………………13
參考書目………………………………………………………………14
小結(jié)……………………………………………………………………15
金屬切削原理與刀具課程設(shè)計(jì)
圓孔拉刀設(shè)計(jì)
1. 已知條件:
a.被拉孔直徑
表面粗糙度為
b.預(yù)加工孔直徑:
==
c.拉削長度:
d.工件材料:
45鋼,,185——220HBS,孔為鉆孔坯。
e.拉床型號(hào):
L6110型臥式拉床
2.刀具材料的選擇
刀具材料選定為W18Cr4V
柄部選取為40Cr
3.幾何參數(shù)的確定
a. 前角
前角的大小是根據(jù)被加工材料性質(zhì)選擇的,材料的強(qiáng)度或硬度高,前角宜??;反之,前角宜大,前角的偏差值一般取為°。
由《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-1-7可以查得:=15°°
b. 后角
后角是拉刀的類型及被加工工件所需的精度來決定的,內(nèi)拉刀的后角應(yīng)比外拉刀選的小些,校準(zhǔn)齒的后角比切削齒的后角選的小些,切削齒后角的偏差取,校準(zhǔn)齒后角的偏差取。
由《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-1-8可以查得:
切削齒后角
校準(zhǔn)齒后角
c.刃帶的選擇
刃帶應(yīng)根據(jù)拉刀的類型及被加工材料的性質(zhì)選擇,在拉刀的切削齒上,允許有=0°,寬度=0.05mm的刃帶。
根據(jù)《金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)參考資料》查得:
=0.05mm
=0.6mm
4.齒升量的確定
齒升量的大小,對(duì)拉削生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量都有很重要的影響。
齒升量是根據(jù)工件材料的性質(zhì)和拉刀的類型決定的,普通切削方式拉刀粗切齒的齒升量由《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-1-10查得:
=0.025mm
5. a.齒距t是相鄰兩齒軸向的距離,齒距越小,同時(shí)工件的齒數(shù)越多,切削過程越平穩(wěn),加工表面的光潔度也越高,但齒距小時(shí),容削槽容積也很小,比較容易堵塞。
齒距可按以下公式計(jì)算:
對(duì)于普通式拉刀:
b.同時(shí)工件齒數(shù)=的確定
可根據(jù)以下公式計(jì)算后結(jié)果取整,
6.拉刀剛度允許最大槽深
根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),不同直徑拉刀按剛度允許的最大槽深也是不同的,可以查表1-1-8得:
=5mm
7.校驗(yàn)容屑系數(shù)k
用不同的拉刀加工不同材料時(shí),最小容屑系數(shù)k也是不同的。
由齒升量和加工材料可以從表1-1-15中選取最小容屑系數(shù)
拉削剛料時(shí),切削總是形成中空的卷屑,它們的體積總是大于被切下金屬層的體積,二者的比值稱為容屑系數(shù)k。
所以選取適用。
8.容屑槽尺寸
容屑槽尺寸主要取決于拉削長度及每齒的切削厚度。槽的各個(gè)參數(shù)與齒距t之間的關(guān)系大致如下:
h=(0.45—0.38)t=3.23—3.825
g=(0.35—0.30)t=2.55—2.975
R=(0.65—0.70)t=5.525—5.95
r=0.5h=1.615—1.9125
所以各值如下:
(由表1-1-14)查得:
切削齒:t=8 h=2.5 R=5
g=3 r=1.3
校正齒:=6 h=2 R=4
g=2 r=1
9. 柄部的計(jì)算:
選用柄部時(shí),應(yīng)盡量采用快速卡頭的形狀,因其制造容易,柄部強(qiáng)度高。
柄直徑至少比預(yù)加工孔直徑銷5mm,然后才能按標(biāo)準(zhǔn)選取,所以現(xiàn)取
由表1.1-25查的:
最小橫截面:227
刀柄強(qiáng)度允許拉力[p]:
對(duì)于W18Cr4V: [p]=7945kg =35kg/
對(duì)于45Cr: [p]=4540kg =20.1kg/
10. 拉刀強(qiáng)度校核
①第一齒槽底直徑:
②切削刃總長度:
③最大拉削力:
其中P為拉刀單位長度刀刃上的切削力由《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1.1-25可以查的
P=12.1kg/mm
④最小斷面拉應(yīng)力:
由公式可計(jì)算得:
在這一部位所用材料為Cr,所以由表1.1-36查的:
對(duì)于40Cr:
[]=25kg/
<[]=25kg/
所以經(jīng)校核可知,這以拉刀強(qiáng)度是允許的。
11.機(jī)床拉刀校核
每一種型號(hào)的拉床都是規(guī)定的有允許的最大的拉力[],拉削時(shí)最大拉削力應(yīng)小于機(jī)床實(shí)際允許拉力[Q]=(0.5~0.9)[]。一般對(duì)于新機(jī)床,上述公式中系數(shù)取0.9~1.0;對(duì)處于良好狀態(tài)的舊機(jī)床,系數(shù)取0.8;對(duì)于處于不良狀態(tài)下的舊機(jī)床,系數(shù)取0.5~0.7。
如果計(jì)算結(jié)果表明機(jī)床允許拉力或拉刀強(qiáng)度不夠時(shí),則應(yīng)降低拉削力。
所以可得:[Q]=0.9
所以[Q] >=4939kg
也就是說機(jī)床校核允許。
12.拉刀校準(zhǔn)齒直徑.
為了保證拉刀有最長的使用壽命,校準(zhǔn)齒和最后一個(gè)精切的直徑,應(yīng)等于被拉孔的最大直徑,并考慮到拉削時(shí)由于金屬或工件變形而引起的孔尺寸變化。
校準(zhǔn)齒的直徑為:
——變形量
由《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1.1-24查得:
變形量=0
所以
13.拉削余量
單邊余量
14.切削齒齒數(shù)
切削齒齒數(shù)可以根據(jù)公式計(jì)算得出
取=24
15.校準(zhǔn)齒齒數(shù):
校準(zhǔn)齒的齒數(shù)視加工孔的精度而定。
孔的精度要求較高時(shí),校準(zhǔn)齒齒數(shù)取的也變?cè)蕉唷?
根據(jù)表1.1-23S可以查得:
對(duì)于圓孔拉刀,加工工級(jí)及2級(jí)精度的孔時(shí),選取=7
16.確定各刀齒直徑.
<詳見拉刀圖紙>
17.切削部分長度
可以根據(jù)以下公式計(jì)算得到:
18.校準(zhǔn)切削剖長度
拉刀校準(zhǔn)切削剖長度:
19.分屑槽尺寸.
拉刀上開有分屑槽后,會(huì)降低加工表面的光潔度,為了提高孔的加工質(zhì)量,在最后1個(gè)精切齒上不開分屑槽.
切齒上不開分屑槽.
拉刀的分屑槽尺寸由表1.1-19可以查得:
槽數(shù) 槽寬
槽深 槽底圓角半徑
20.前導(dǎo)部的直徑和長度.
a. 前導(dǎo)部直徑:
由表1.1-29拉刀前導(dǎo)部及后導(dǎo)部的形狀和尺寸可知:選取了前導(dǎo)部形狀得:
偏差取dd或dc
b. 前導(dǎo)部長度:
由表1.1-29可知:
取=30mm
21.后導(dǎo)部直徑
a.由表1.1-29后導(dǎo)部中選取可得:
b. 后導(dǎo)部長度.
由表1.1~29和表1.1-30可知:
從表1.1-30中直接選取
22.柄部前端到第一齒長度.
a.頸部直徑:
由前述計(jì)算并結(jié)合表1.1-25可以查得:
頸部直徑
頸部長徑
查《金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)參考資料——拉刀部分》表29
對(duì)于型拉床
床壁厚度
花盤法蘭厚度
所以頸部直徑
b.過渡錐
所以 柄部前端到第一齒長度
取=230
23.拉刀總長度
24.中心孔
查《金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)參考資料》表33可知:
d=2.5mm D=6mm L=6mm
l=3mm a=0.8mm
25.參考書目
(1)《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社
(2)《金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)參考資料——拉刀部分》
小 結(jié)
為期一周的金屬切削與刀具課程設(shè)計(jì)已基本結(jié)束,回顧圓孔拉刀設(shè)計(jì)的整個(gè)過程,我覺得受益匪淺。金屬切削與刀具課程設(shè)計(jì)是整個(gè)相關(guān)課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié),使理論與現(xiàn)實(shí)更加接近,加深了我們對(duì)理論知識(shí)的理解,強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)的獨(dú)立把拉刀的整個(gè)設(shè)計(jì)過程弄清楚,在此基礎(chǔ)上完成相關(guān)的設(shè)計(jì)任務(wù),由于設(shè)計(jì)內(nèi)容看似簡單,其實(shí)所要做的輔助性工作也是相當(dāng)多的,因?yàn)榈毒咴O(shè)計(jì)過程中所涉及到的參數(shù)實(shí)在很多,所以在做課程設(shè)計(jì)之間,我又認(rèn)真復(fù)習(xí)了從圖書館借來的拉刀設(shè)計(jì)的參考資料,學(xué)會(huì)了如何分析現(xiàn)有問題,并熟悉了設(shè)計(jì)步驟,知道了如何查閱手冊(cè)和一些相關(guān)量的常規(guī)選取方法,以及要注意的問題等等。在做的過程中,還結(jié)合了平時(shí)實(shí)習(xí)中所看到的實(shí)際情況,這也使我在思想素質(zhì)和分析能力上都有所提高。
通過這次設(shè)計(jì),我基本上掌握了拉刀設(shè)計(jì)的一般思路,并能夠獨(dú)立查詢相關(guān)手冊(cè)完成設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我獨(dú)立思考問題,解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力,為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)!
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