拉刀设计.ppt
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复杂刀具设计复杂刀具设计第四章第四章拉拉刀刀1复杂刀具设计复杂刀具设计第一节第一节拉刀的种类拉刀的种类和用途和用途2复杂刀具设计复杂刀具设计拉刀是一种多齿高生产率的精加工刀具拉刀是一种多齿高生产率的精加工刀具3复杂刀具设计复杂刀具设计一、拉刀的种类与用途一、拉刀的种类与用途1按加工表面分类按加工表面分类1)内拉刀)内拉刀a)圆孔拉刀)圆孔拉刀b)四方拉刀)四方拉刀c)花键拉刀)花键拉刀4复杂刀具设计复杂刀具设计d)键槽拉刀)键槽拉刀5复杂刀具设计复杂刀具设计2)外拉刀)外拉刀6复杂刀具设计复杂刀具设计7复杂刀具设计复杂刀具设计2按结构分类按结构分类
(1)整体拉刀整体拉刀
(2)焊齿拉刀焊齿拉刀8复杂刀具设计复杂刀具设计(3)装配拉刀装配拉刀(4)镶齿拉刀镶齿拉刀9复杂刀具设计复杂刀具设计3按受力方式分类按受力方式分类推刀承受压力。
推刀承受压力。
常用于校正和修光热处理后常用于校正和修光热处理后(硬度小于硬度小于45HRC的孔。
的孔。
为避免受压后产生纵弯曲,推为避免受压后产生纵弯曲,推刀长度都较拉刀为短。
刀长度都较拉刀为短。
10复杂刀具设计复杂刀具设计二、拉削特点二、拉削特点1)生产率高。
虽然拉削速度较低,一般为生产率高。
虽然拉削速度较低,一般为0.040.13m/s(约约28m/min),但拉刀同时工作的齿数多、切削刃长,且一次,但拉刀同时工作的齿数多、切削刃长,且一次行程能够完成粗、半精及精加工,所以生产率很高。
行程能够完成粗、半精及精加工,所以生产率很高。
2)可获得高的加工精度及较低的表面粗糙度。
由于拉削速度可获得高的加工精度及较低的表面粗糙度。
由于拉削速度较低,拉削平稳,且切削厚度很簿,因此拉削精度可达较低,拉削平稳,且切削厚度很簿,因此拉削精度可达IT97,表面粗糙度一般可达,表面粗糙度一般可达Ra2.51.25m,甚至可达,甚至可达Ra0.32m。
3)拉刀耐用度高、寿命长。
每一刀齿在工作行程中只切削一拉刀耐用度高、寿命长。
每一刀齿在工作行程中只切削一次,由于拉削速度较低,刀齿磨损很小,所以拉刀的耐用次,由于拉削速度较低,刀齿磨损很小,所以拉刀的耐用度很高。
度很高。
4)拉床结构简单。
拉削过程只有主运动拉床结构简单。
拉削过程只有主运动(拉刀的直线运动拉刀的直线运动)运运动是靠刀齿的齿升量来实现的,因此拉床结构简单,操作动是靠刀齿的齿升量来实现的,因此拉床结构简单,操作方便。
方便。
11复杂刀具设计复杂刀具设计5)拉削的加工范围广。
拉削可加工内表面,也可加工外表拉削的加工范围广。
拉削可加工内表面,也可加工外表面。
但盲孔或表面有挡碍的工件不能加工。
面。
但盲孔或表面有挡碍的工件不能加工。
6)切削条件差。
拉削属于封闭式切削,排屑困难,因此容切削条件差。
拉削属于封闭式切削,排屑困难,因此容屑、冷却和润滑都受到很大影响。
屑、冷却和润滑都受到很大影响。
7)拉刀结构复杂,制造成本较高。
拉刀结构复杂,制造成本较高。
根据拉削上述特点,故在成批和大量生产中广泛使用。
在根据拉削上述特点,故在成批和大量生产中广泛使用。
在加工零件要求有一定精度的小批生产,如花键孔、键槽加工零件要求有一定精度的小批生产,如花键孔、键槽等也都采用拉削加工。
在现代化的自动线上,拉削工艺等也都采用拉削加工。
在现代化的自动线上,拉削工艺也得到了应用。
也得到了应用。
12复杂刀具设计复杂刀具设计第二节第二节拉刀的结构拉刀的结构13复杂刀具设计复杂刀具设计1)前柄:
拉刀前端用于夹持相传递动力的构部。
前柄:
拉刀前端用于夹持相传递动力的构部。
2)颈部:
前柄与过渡锥之间的连接部分,其直径与前柄相同或颈部:
前柄与过渡锥之间的连接部分,其直径与前柄相同或略小,也是打烙拉刀标记略小,也是打烙拉刀标记(拉刀材料、尺寸规格等拉刀材料、尺寸规格等)的部位。
的部位。
3)过渡锥:
引导拉刀前导部进入工件预加工孔的锥度部分。
过渡锥:
引导拉刀前导部进入工件预加工孔的锥度部分。
一、拉刀的组成部分一、拉刀的组成部分14复杂刀具设计复杂刀具设计4)前导部:
引导拉刀切削齿正确地进入工件待加工表面的部分,前导部:
引导拉刀切削齿正确地进入工件待加工表面的部分,并可检查工件预加工的孔径是否过小,以免拉刀第一个刀齿并可检查工件预加工的孔径是否过小,以免拉刀第一个刀齿因负荷太大而损坏。
因负荷太大而损坏。
5)切削齿:
担负全部切削工作,切除工件上全部加工余量,它切削齿:
担负全部切削工作,切除工件上全部加工余量,它由粗切齿、过渡齿和精切齿组成。
由粗切齿、过渡齿和精切齿组成。
6)校准齿:
几个尺寸、形状相同,起校准储备作用的刀齿。
它校准齿:
几个尺寸、形状相同,起校准储备作用的刀齿。
它可以提高工件的加工精度和降低表面粗糙度,还可作为精切可以提高工件的加工精度和降低表面粗糙度,还可作为精切齿的后备齿。
齿的后备齿。
7)后导部:
保证拉刀的最后刀齿正确切离工件的导向部分,可后导部:
保证拉刀的最后刀齿正确切离工件的导向部分,可防止拉刀因工件下垂而损坏已加工表面或刀齿。
防止拉刀因工件下垂而损坏已加工表面或刀齿。
8)后柄:
拉刀后端用于夹持或支承的柄部。
若在自动拉床上拉后柄:
拉刀后端用于夹持或支承的柄部。
若在自动拉床上拉削,则起退回拉刀时的夹持作用;苦在非自动拉床上拉削,削,则起退回拉刀时的夹持作用;苦在非自动拉床上拉削,则起支持拉刀尾部不致下垂的作用。
则起支持拉刀尾部不致下垂的作用。
15复杂刀具设计复杂刀具设计二、拉刀切削部分要素二、拉刀切削部分要素16复杂刀具设计复杂刀具设计1.几何角度几何角度2.结构参数结构参数17复杂刀具设计复杂刀具设计第三节第三节拉削方式(图形)拉削方式(图形)18复杂刀具设计复杂刀具设计拉削方式拉削方式是指用拉刀逐齿把加工余量从工件表面切下来是指用拉刀逐齿把加工余量从工件表面切下来的方式,它决定拉削时每个刀齿切削截面形状,因此又的方式,它决定拉削时每个刀齿切削截面形状,因此又称拉削方式为拉削图形。
称拉削方式为拉削图形。
(1)拉削方式影响刀齿的负荷分配、拉削力、工件表拉削方式影响刀齿的负荷分配、拉削力、工件表面质量、拉刀耐用度及拉削生产率。
面质量、拉刀耐用度及拉削生产率。
(2)拉削方式不同,拉刀的设计方法也不同。
拉削方式不同,拉刀的设计方法也不同。
所以确定拉削方式是拉刀设计中的一个重要问题。
所以确定拉削方式是拉刀设计中的一个重要问题。
19复杂刀具设计复杂刀具设计一、分层式一、分层式20复杂刀具设计复杂刀具设计21复杂刀具设计复杂刀具设计22复杂刀具设计复杂刀具设计二、分块式二、分块式(成组式成组式)23复杂刀具设计复杂刀具设计三、组合式三、组合式(又称综合式又称综合式)24复杂刀具设计复杂刀具设计第四节第四节圆孔拉刀设计圆孔拉刀设计25复杂刀具设计复杂刀具设计一、切削齿一、切削齿切削齿是拉刀中最重要的部分,它直接影响拉削质量和生产率。
切削齿是拉刀中最重要的部分,它直接影响拉削质量和生产率。
1拉削余量拉削余量选取原则:
选取原则:
拉削余量应保证拉削拉削余量应保证拉削后能把前道工序留下的加工误差后能把前道工序留下的加工误差和破坏层全部切除。
和破坏层全部切除。
1)在已知拉前和拉后孔径的情况下,)在已知拉前和拉后孔径的情况下,拉削余量为:
拉削余量为:
26复杂刀具设计复杂刀具设计2)若只知拉削后的孔径,则须先决定拉削余量,才可求出拉)若只知拉削后的孔径,则须先决定拉削余量,才可求出拉削前的孔径,拉削余量可用经验公式计算:
削前的孔径,拉削余量可用经验公式计算:
(1)拉削前的孔是用钻头加工的)拉削前的孔是用钻头加工的
(2)拉削前的孔是用扩孔钻头加工的)拉削前的孔是用扩孔钻头加工的(3)拉削前的孔是用精扩孔或镗孔加工的)拉削前的孔是用精扩孔或镗孔加工的注意:
注意:
计算后取小数点后一位。
计算后取小数点后一位。
27复杂刀具设计复杂刀具设计2齿升量齿升量拉刀的齿升量拉刀的齿升量af(fz)是前后相邻两刀齿是前后相邻两刀齿(或齿组或齿组)的高的高度差或半径之差,它等于切削厚度(圆孔拉刀为半径差)度差或半径之差,它等于切削厚度(圆孔拉刀为半径差)在拉削余量一定的情况下:
在拉削余量一定的情况下:
(1)齿升量取得大,切下全部余量所需切削齿少,拉刀短,)齿升量取得大,切下全部余量所需切削齿少,拉刀短,刀具成本低,易制造,拉削生产率高。
刀具成本低,易制造,拉削生产率高。
(2)齿升量过大,则拉削力太大,可能因拉刀强度不够而)齿升量过大,则拉削力太大,可能因拉刀强度不够而使拉刀折断,或机床超负荷而停顿工作,拉削表面质量下使拉刀折断,或机床超负荷而停顿工作,拉削表面质量下降,刀齿磨损加大,刀具耐用度降低。
降,刀齿磨损加大,刀具耐用度降低。
(3)齿升量也不能取得太小,否则刀齿难以切下很薄的金)齿升量也不能取得太小,否则刀齿难以切下很薄的金属层,使挤压现象加剧,加速刀具磨损,使加工表面质量属层,使挤压现象加剧,加速刀具磨损,使加工表面质量恶化。
恶化。
选取原则:
选取原则:
在拉刀强度和机床负荷允许及表面质量得到保证在拉刀强度和机床负荷允许及表面质量得到保证的情况下,尽可能选用大的齿升量。
的情况下,尽可能选用大的齿升量。
28复杂刀具设计复杂刀具设计粗切齿、过渡齿和精切齿的齿升量是不同的:
粗切齿、过渡齿和精切齿的齿升量是不同的:
粗切齿应切去拉削余量的粗切齿应切去拉削余量的80左右左右;过渡齿的齿升量由粗切齿齿升量逐齿递减至精切齿的齿升量过渡齿的齿升量由粗切齿齿升量逐齿递减至精切齿的齿升量;精切齿的齿升量一般取精切齿的齿升量一般取0.010.02mm。
29复杂刀具设计复杂刀具设计3.前角与后角前角与后角
(1)前角对切屑变形和卷曲、拉刀耐用度,拉削力等都有前角对切屑变形和卷曲、拉刀耐用度,拉削力等都有很大影响。
其数值一般是根据工件材料的性质来选取。
很大影响。
其数值一般是根据工件材料的性质来选取。
30复杂刀具设计复杂刀具设计
(2)后角:
后角:
为了使刀齿重磨后直径变小较慢,以及延长拉刀的使为了使刀齿重磨后直径变小较慢,以及延长拉刀的使用寿命,拉刀的后角应选较小值。
用寿命,拉刀的后角应选较小值。
31复杂刀具设计复杂刀具设计刃带的作用:
刃带的作用:
a)为了在制造拉刀时便于测量刀齿直径;)为了在制造拉刀时便于测量刀齿直径;b)在拉削时起支承作用;)在拉削时起支承作用;c)重磨后又能保持直径不变。
)重磨后又能保持直径不变。
(3)刃带宽度刃带宽度各刀齿的主后面上均留有刃带,其宽度为各刀齿的主后面上均留有刃带,其宽度为b1,刃带上的后角为,刃带上的后角为0注意:
刃带不易太宽,以免会加剧摩擦和使加工表面粗糙。
注意:
刃带不易太宽,以免会加剧摩擦和使加工表面粗糙。
32复杂刀具设计复杂刀具设计4.齿距齿距齿距齿距p是前后相邻两刀齿切削刃间的距离。
是前后相邻两刀齿切削刃间的距离。
齿距大,则拉刀长,拉削生产率低;齿距大,则拉刀长,拉削生产率低;齿距小,则同时工作齿数多,拉刀工作平稳,加工齿距小,则同时工作齿数多,拉刀工作平稳,加工表面质量高。
表面质量高。
若齿距过小,使容屑空间太小,使切屑易挤塞在槽若齿距过小,使容屑空间太小,使切屑易挤塞在槽内而导致拉刀折断或刀齿崩裂。
内而导致拉刀折断或刀齿崩裂。
选取原则:
选取原则:
为厂保证拉削平稳,以获得良好的表面质量,为厂保证拉削平稳,以获得良好的表面质量,一般有一般有38个刀齿同时工作为好。
个刀齿同时工作为好。
33复杂刀具设计复杂刀具设计1)拉刀粗切齿的齿距)拉刀粗切齿的齿距p可用下列经验公式计算:
可用下列经验公式计算:
34复杂刀具设计复杂刀具设计2)最大同时工作齿数最大同时工作齿数ze可用下式计算:
可用下式计算:
当内孔有空刀槽时,最大同时工作齿数则按下式确定:
当内孔有空刀槽时,最大同时工作齿数则按下式确定:
3)过渡齿的齿距)过渡齿的齿距p过过与粗切齿相同,即与粗切齿相同,即p过过p4)精切齿的齿距精切齿的齿距p精精可按下式计算:
可按下式计算:
(1)p10mm,p精精(0.60.8)p
(2)p10mm,p精精p35复杂刀具设计复杂刀具设计5容屑槽容屑槽拉削时,切屑被封闭在容屑槽中,因此要求容屑槽要有足够拉削时,
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