《机械制造装备设计》切削刀具课程设计详解

XXXX 大学

机械学院

《机械制造装备设计课程设计》

说明书

设计题目：组合式圆孔拉刀设计

专业：机械设计制造及其自动化

班级： 12级机自本一班

姓名：何志立

学号： 141212012109_____

指导教师：刘利斌

设计日期： 2014年11月2日

目录

1 组合式圆孔拉刀设计任务书 (1)

1.1任务书 (3)

1.2设计要求 (3)

1.3已知条件 (3)

2 设计计算过程 (4)

2.1 直径方向拉削余量 A (4)

2.2 齿升量 fz (4)

2.3 计算齿数 Z (4)

2.4 直径 Dx (4)

2.5 几何参数 (4)

2.6 齿距 P/mm (5)

2.7 检验同时工作齿数Ze (5)

2.8 计算容屑槽深度 h (5)

2.9 容屑槽形式和尺寸 (5)

2.10 分屑槽尺寸 (5)

2.11 检验 (5)

2.12 前柄参数 (6)

2.13 过渡锥与颈部参数 (6)

2.14 前导部与后导部参数 (6)

2.15 拉刀总长度 L (6)

2.16 中心孔参数 (6)

2.17 材料与热处理硬度 (6)

2.18 技术条件 (6)

3 拉刀设计总图 (7)

4 总结与致谢 (8)

参考文献 (9)

1 组合式圆孔拉刀设计任务书

1.1任务书

组合式圆孔拉刀设计

1.2设计要求

设计计算组合式圆孔拉刀，绘制拉刀工作图

1.3已知条件

要加工的零件图如下所示

材料：35Cr 钢，σb ＝0.60Gpa 硬度 210HBS

拉前孔径 10

.0017+Φ

拉后孔径 02

.002.018+-Φ

拉后表面粗糙度 Ra 0.8 μm

拉床型号 L6110 拉刀材料 W6Mo5Cr4V2

许用应力 [σ]=350Mpa

2 设计计算过程

2.1 直径方向拉削余量 A

A=Dmax –dmin =18.02-17=1.02mm

2.2 齿升量 fz

选fzⅠ=0.03mm fzⅡ=0.025mm、0.02mm、0.015mm fzⅢ=0.01mm fzⅣ=0.01mm

2.3 计算齿数 Z

初选ZⅡ=3 ZⅢ=4 ZⅣ=7 计算ZⅠ

ZⅠ=[A－(A ZⅡ+A ZⅢ)]／２×fzⅠ

=[1.02－(２×(0.025+0.02+0.015) +2×(4×0.01)]／２×0.03

≈13.67mm

取ZⅠ= 13 余下未切除的余量为：

A={1.02－[13×2×0.03＋2×(0.025＋0.02＋0.015)＋(4×2×0.01)]}

=0.04 mm

将0.04未切除的余量分配给过渡齿切，则过渡齿数ZⅡ=5

过渡齿齿升量调正为：fzⅡ=0.025mm、0.02mm、0.015mm、0.01mm、

0.01mm

最终选定齿数ZⅠ= 13+1 ZⅡ=3+1+1 ZⅢ= 4 ZⅣ= 7

Z ＝ZⅠ＋ZⅡ＋ZⅢ＋ZⅣ＝30

2.4 直径 Dx

⑴粗切齿D1＝dmin =17.00mm D2＝D1＋2fzⅠ

D2～D14＝17.06mm、17.12mm、17.18mm、17.24mm、17.30mm、17.36mm、

17.42mm、17.48mm、17.54mm、17.60mm、17.66mm、17.72mm、17.78mm

⑵过渡齿D15～D19 ＝17.83mm、17.87mm、17.90mm、17.92mm、17.94mm

⑶精切齿D20～D23 ＝17.96mm、17.98mm、18.00mm、18.02mm

⑷校准齿D24～D30＝18.02mm

2.5 几何参数

γo=10°～15° αo=1.5°～2.5°bα1=0.1～0.3mm

2.6 齿距 P/mm

P=1.5× L0.5 =1.5 ×450.5≈10.6mm

选取P=11 mm

2.7 检验同时工作齿数Ze

Ze =L / P＋1 =45 / 11＋1 ≈5.09 >3

2.8 计算容屑槽深度 h

h = 1.13 × (KLhD )0.5 = 1.13 × (3×45×0.06 )0.5 ≈ 3.22 mm

2.9 容屑槽形式和尺寸

形式：圆弧齿背形

查表得尺寸：

粗切齿：p=11mm、g=4mm、h=4mm、r=2mm、R=7mm

精切齿、校准齿：p=8mm、g=3mm、h=2.5mm、r=1.3mm、R=5mm 2.10 分屑槽尺寸

弧形槽：n=6、R=22.5mm

角度槽：n=10、bn =1mm、ω=90°

槽底后角：αn =αo+2°=5°

2.11 检验

检验拉削力：F c< F Q

Fc = Fc’ × b D × Ze × k

＝195×πD/2 ×Ze ×k = 195 ×3.1416 ×18/2 ×5 ×10－3 kN

≈ 27.58 kN

FQ ＝100×0.75 kN ＝75 kN

Fc< F Q

检验拉刀强度：σ< [σ]

[σ] =350 MPa

σ= Fc / Amin

Amin =π(Dz1－2h)2/4 = 3.1416（17－8）2／4≈87.58 mm

σ = 27567 N／87.58 Mpa ≈314.76 Mpa < 350 MPa

2.12 前柄参数

D1=

02

.0

07

.0

16-

-mm l1=70mm

2.13 过渡锥与颈部参数

过渡锥长：l3 =20mm

颈部：D2=15mm l2 =90mm 2.14 前导部与后导部参数

前导部：D4 = Dmin =

10

.0

17+mm l4 ＝60 mm

后导部：D6 = Dmin =

02

.0

02

.0

18+

-mm l6 ＝60 mm

2.15 拉刀总长度 L

L ＝前柄＋过渡锥＋颈部＋前导部＋工作部＋后导部＝70＋20＋90＋60＋（19×11＋11×8）＋60 ＝597mm 2.16 中心孔参数

两端选用带护准中心孔

d=2mm d1= 6.3mm t1 = 2.54mm t =2mm

2.17 材料与热处理硬度

材料：W6Mo5Cr4V2

刀齿与后导部63～66HRC

前导部60～66HRC

柄部40～52HRC

2.18 技术条件

参考国标（GB3831-83 、JB/T6457-92 、GB145-85等）

3 拉刀设计总图

4 总结与致谢

这次成形圆孔拉刀的设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们对成形刀具设计的综合素质大有用处。通过两星期的设计，使我对成形刀具设计有了更多的了解和认识。我们以后的工作和学习打下了坚实的基础。

成形圆孔拉刀设计是机械工业的基础，是一门综合性相当强的技术课程，它融机械制图、公差与配合、AutoCAD实用软件、金属切削原理与刀具、金属切削刀具手册等于一体。

这次的课程设计，对于培养我们理论联系实际的设计思想；训练综合运用刀具设计和有关先修课程的理论，结合生产实际关系和解决工程实际问题的能力；巩固、加深和扩展有关刀具设计方面的知识等方面有重要的作用。

在这次的课程设计过程中，综合运用先修课程中所学的有关知识与技能，结合各个教学实践环节进行机械课程的设计，一方面，逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力，特别是提高了分析问题和解决问题的能力，为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。

参考文献

[1]陆剑中、孙家宁等.金属切学原理与刀具.机械工业出版社,2011年

[2]四川省机械工业局.复杂刀具设计手册.机械工业出版社,1979年

[3]袁哲俊编.金属切学原理与刀具设计.上海科学技术出版社,1982年

[4]关慧贞编机械制造装备设计课程设计指导书.机械工业出版社2013年

[5]陈立德编机械制造装备设计课程设计指导书高等教育出版社2007年

[6]李庆余编机械制造装备设计.机械工业出版社2013年