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腰形孔拉刀设计doc
腰形孔拉刀设计
南海广播电视大学学习中心邹晔
设计任务
在拉床上使用拉刀加工工件的工艺过程称为拉削加工。
拉削主要用于大批量生产中加工各种形状的通孔、平面及成形面等。
拉刀是一种定型刀具,在一次拉削中完成粗切、精切、校准、修光操作,切除被加工表面的全部加工余量,生产率高,加工质量高。
但一把拉刀只适宜于一种规格尺寸的孔或槽,拉刀制造复杂,且成本高,只用于大批量生产中。
本设计的拉刀用于加工图示的腰形孔,该腰形孔是适用于拉削的典型表面形状。
预制腰形孔的情况如图,所用拉床为L6120
设计计算
根据预制孔的情况及零件图的要求,决定采用同廓式(层拔式)拉削方法。
为节约材料,减少加工工序,采用一把拉刀,先拉圆弧部分,再拉平面部分。
由于平面部分有较高的表面质量要求,因而在设计拉刀时,除设计粗切齿外,还设计有精切齿,以保证要求。
具体设计计算如下:
(单位:
mm)
(一)切削部分:
1.切削余量A
圆弧部分:
Ay=35.062-34.23=0.832
平面部分:
Ap=27.033-26=1.037
2.前角r∵HB240~300>229
∴ 取r=11°±2°
3.后x切削齿为3°±30′
校准齿为1°30′±15′
4.齿升量S
圆弧部分:
Sy=0.025
平面部分:
Sp=0.05
5.齿距t
取t=8
6.同时工作齿数Zi:
向上取整:
Z=6
7.容屑槽的形状及尺寸:
A.容屑槽的形状:
齿背为曲线的槽形
B.容屑槽各部分尺寸如下:
粗切齿:
齿沟深:
h=3
齿厚:
g=3
齿槽圆弧半径:
R=5r=1.5
精切齿及校准齿:
齿沟深:
h=2.5
齿厚:
g=2.5
齿槽圆弧半径:
R=4r=1.3
8.容屑槽的校验:
查表知:
t=8,齿升量Sz≤0.05的拉刀容屑槽容屑系数Kmin=3.3,而由公式:
可知:
圆弧部分的实际容屑系数Ky及平面部分实际容屑系数Kp如下:
=
>Kmin
Kp
=
>Kmin
因此,所选的容屑槽尺寸及形状合理。
9.分屑槽尺寸:
A.圆弧部分切削刃宽度:
By=0。
56πR*2=0.56*3.1416*17.5*2=61.64(mm)
分屑槽数
取n=8,单边为4
B.平面部分切削刃宽度:
B平=
分屑槽数
取n=6,单边为3
C.分屑槽形状及尺寸如下:
槽宽:
b=1.2
槽深:
h=0.8
槽底半径:
r=0.4
10.齿数:
Zq
A.切削齿:
圆弧部分:
平面部分:
(含五个精切齿)
B.校准齿:
圆弧部分取4,平面部分取5。
核准齿及精切齿齿距:
tj
tj=0.8t=6.4取tj=6
11.切削部分长度Lq
L=18×8+4×6+10×8+5×6+5×6=308
(二)拉刀校准部分设计
1.前角γ′γ′取与精切齿前角相同为6
2.后角α′取α′=1°30′
3.齿距及齿形
齿距tj=(0.6~0.8)t=0.8t=6.4
取t=6
齿槽形状同切削齿
4.校准部分直径DjBj
圆弧部分:
Dj=Dmax=35.062
平面部分:
Bj=Bmax=27.033
(三)柄部:
采用圆柱形柄部,其形状见工作图,尺寸如下:
D1=¢25-0.025L1′=15mm
-0.085
D2=¢19-0。
28L1=28mm
(四)颈部及过渡锥:
1.取过渡锥长度L2′=15mm
2.因所用拉床为L6120,所以拉刀的颈部长度一般取180mm
3.颈部直径D2′取D2′=D2=¢25
(五)前导部:
1.前导部长度L3取L3=L0=35
2.前导部直径D3(B3)
D3=¢34.23
B3=26
(六)后导部:
1.后导部长度L4取L4=27mm
2.后导部直径D4(B4)
D4=Di-0.05=¢35.062-0.05=¢35.012
B4=Bi-0.03=27.033-0.03=27.003
(七)拉刀总长:
L=Lq+L1′+L1+L2′+L2+L3+L4
=308+15+28+15+180+35+27=608(mm)
(八)拉削力的计算及拉刀强度校验:
一、拉削力Pmax的计算
1.圆弧部分拉削力Pmax
查表知:
圆孔拉刀单位长度切削刃上的拉削力
P=16.8kg/mm
同时工作齿数Zi=5
每齿的切削刃总长By=61.64
Pmax=PByZi=16.8×61.64×5=5.17T
2.平面部分拉削力P′max
查表知:
平面拉刀单位长度切削刃上的拉削力
P′=24.5kg/mm
同时工作齿数Zi=5
每齿的切削刃总长Bp=44.54
P′max=P′BpZi=24.5×44.54×5=5.456T
二、拉刀强度校核:
拉刀全长上的危险截面在刀柄部,故校核刀柄部的强度。
刀柄部最小截面积:
Smm=
πD
=
*3.14159*192=283.386(mm2)
最大拉削力为P′max=5.456T
/mm2
而查表知的刀材料允许的抗拉应力[σ]=35~40(kg/mm2)
a=[σ]
故抗拉强度足够。
(九)拉床拉力验算:
查表知L6120拉床的公称拉力[Qmax]=20T
而一般情况下,拉床的实际拉削力
Q=(0.5~0.9)[Qmax]
=(0.5~0.9)×20=10~18T
拉刀拉削进产生的最大拉削力Pmax=5.456T
故对于新机床及处于良好状态的旧机床均可使用.
(十)拉刀主要技术条件
1.拉刀各部分的表面粗糙度:
刀齿前面0.8后导部表面0.8
刀齿后面0.8柄部表面1.6
刃带表面0.4颈部表面6.4
前导部表面0.8过渡锥表面1.6
2.拉刀外径在全长上的径向跳动不超过0.06mm
(十一)排齿升量
圆弧部分
平面部分
序号
直径(mm)
公差
序号
直径(mm)
公差
切削齿
01
34.23
-0.02
切削齿
01
26.00
-0.02
02
34.28
02
26.10
03
34.33
03
26.20
04
34.38
04
26.30
05
34.43
05
26.40
06
34.48
06
26.50
07
34.53
07
26.60
08
34.58
08
26.70
09
34.63
09
26.80
10
34.68
10
26.90
11
34.73
精切齿
11
26.95
-0.015
12
34.78
12
26.97
13
34.83
13
26.99
14
34.88
14
27.01
15
34.93
15
27.033
16
34.98
校准齿
16
27.033
-0.01
17
35.02
-0.015
17
27.033
18
35.05
18
27.033
校准齿
19
35.062
-0.01
19
27.033
20
35.062
20
27.033
21
35.062
22
35.062
(十二)拉刀工作简图(见附页图)
设计总结
该拉刀是为有关单位进行的实际刀具设计。
该拉刀具有以下几个特点:
1.该拉刀将腰形孔的平面与圆弧部分的拉削一次完成,既提高了生产效率,也减少了因多次装夹而造成的误差。
2.该拉刀根据零件的要求,在拉刀平面切削齿中,除粗切齿外,还设计了五个精切齿及五个校准齿,使零件图上平面部分的粗糙度要求得以保证。
3.该拉刀的设计采用同廓式拉削方法,各刀齿的廓形与被加工表面的最终形状相似,它们一层一层切去加工余量,而最后一个切削齿和校验参与被加工表面的最终形成,使拉削后的表面质量较高。
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