《專(zhuān)用車(chē)刀的設(shè)計(jì)》PPT課件

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1、第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 第一節(jié)、成形車(chē)刀設(shè)計(jì) 第二節(jié)、拉刀設(shè)計(jì)第三節(jié)、孔加工復(fù)合刀具第5章 專(zhuān)用刀具設(shè)計(jì) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 第一節(jié) 成形車(chē)刀設(shè)計(jì) 成形車(chē)刀是一種專(zhuān)用刀具，需要根據(jù)工件的輪廓形狀進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造。優(yōu)點(diǎn)：用 成 形 車(chē) 刀 加 工 時(shí) ， 一 次 進(jìn) 給 就 能 完 成 回 轉(zhuǎn) 成形 表 面 的 加 工 ， 具 有 生 產(chǎn) 率 高 、 加 工 表 面 形 狀 和 尺寸 一 致 性 高 、 互 換 性 好 以 及 刀 具 的 重 磨 次 數(shù) 多 ， 使用 壽 命 長(zhǎng) 和 操 作 簡(jiǎn) 便 。缺點(diǎn)：加 工 表 面 的 形 狀 、 尺 寸 精 度 主 要 取

2、 決 于 刀 具 的設(shè) 計(jì) 和 制 造 精 度 ， 成 形 車(chē) 刀 的 設(shè) 計(jì) 和 制 造 比 較 麻 煩 ，成 本 高 。 成 形 刀 具 多 使 用 在 成 批 、 大 量 生 產(chǎn) 中 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 一、概述（一）車(chē)刀的類(lèi)型與裝夾1、成形車(chē)刀的類(lèi)型 常用三種沿工件徑向進(jìn)給的正裝成形車(chē)刀 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 圖 a ： 平 體 成 形 車(chē) 刀 ， 切 削 刃 有 一 定 形 狀 要 求 ，刀 體 結(jié) 構(gòu) 和 普 通 車(chē) 刀 相 同 ， 一 般 用 于 單 件 、 小 批生 產(chǎn) ， 加 工 簡(jiǎn) 單 成 形 表 面 。 圖 b： 棱 體 成 形 車(chē) 刀

3、， 刀 體 為 棱 柱 體 ， 只 能 加 工外 成 形 表 面 。 圖 c： 圓 體 成 形 車(chē) 刀 ， 刀 體 是 一 個(gè) 磨 出 排 屑 缺 口 和前 刀 面 并 帶 安 裝 孔 的 回 轉(zhuǎn) 體 ， 可 加 工 內(nèi) 、 外 成 形表 面 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 圖5-2 成形車(chē)刀的裝夾 2、成形車(chē)刀的裝夾 通 常 成 形 車(chē) 刀 是 通 過(guò) 專(zhuān) 用 刀 夾 安 裝 在 機(jī) 床 刀 架 上 。圖 示 為 棱 體 成 形 車(chē) 刀 和 圓 體 成 形 車(chē) 刀 的 常 用 裝 夾 方 法 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （二）成形車(chē)刀的前角和后角 成 形 車(chē) 刀 前 角

4、和 后角 規(guī) 定 在 垂 直 于 工件 軸 線 的 假 定 工 作平 面 內(nèi) 測(cè) 量 ， 以 切削 刃 上 最 外 緣 點(diǎn) 的前 角 和 后 角 作 為 標(biāo)注 值 ， 分 別 用 符 號(hào) f和 f表 示 。 成 形 車(chē) 刀 前 角 和 后角 是 通 過(guò) 刀 具 的 正確 制 造 和 正 確 安 裝形 成 的 。 圖5-3 成形車(chē)刀前角和后角的形成 f 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) A):棱 體 成 形 車(chē) 刀 的 前 角 和后 角 制 造 時(shí) ， 將 前 刀 面 和 后刀 面 的 夾 角 磨 成 90 ( f f） 角 。 安 裝 時(shí) ， 只 要 將 刀 體 傾斜 f角 ， 即 能 形

5、成 所 需的 前 角 和 后 角 圖5-3 成形車(chē)刀前角和后角的形成 f f 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) B):圓 體 成 形 車(chē) 刀 前 角 和 后角 制 造 時(shí) ， 將 它 的 前 刀 面作 成 距 其 中 心 為 h距 離 ： h Rsin（ f f） 安 裝 時(shí) ， 再 將 刀 具 中 心O2比 工 件 中 心 裝 高 H距離 ， 同 時(shí) 使 切 削 刃 上 最外 點(diǎn) 與 工 件 軸 線 等 高 ：H R sin f 圖5-3 成形車(chē)刀前角和后角的形成f f 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （三）成形車(chē)刀的截形設(shè)計(jì) 成 形 車(chē) 刀 的 截 形 設(shè) 計(jì) 是 根 據(jù) 工 件 的

6、 廓 形 和 已 確定 的 刀 具 相 關(guān) 參 數(shù) 求 解 成 形 車(chē) 刀 的 截 形 。 1、截形設(shè)計(jì)的必要性 成 形 車(chē) 刀 磨 鈍 后 需 要 重 磨 ， 需 要 保 證 重 磨 后 切削 刃 的 形 狀 不 發(fā) 生 變 化 ， 需 要 保 證 在 不 同 位 置 的 法平 面 內(nèi) ， 成 形 車(chē) 刀 的 后 刀 面 截 形 完 全 一 致 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 圖 5 4 a ： 當(dāng) f 0 ， f 0 時(shí) 成 形 車(chē) 刀 的 截 形 與 工件 的 廓 形 才 能 完 全 相 同 ， 但 后 角 f 0 的 刀 具 是 無(wú) 法進(jìn) 行 切 削 的 圖 5 4 b： 前

7、角 f0 、 后 角 f 0 時(shí) ， 成 形 車(chē) 刀 的截 形 與 工 件 廓 形 不 相 等 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 既 刀 具 截 形 深 度 P小 于 相 應(yīng) 的 工 件 廓 形 深 度 ap ； 而 刀具 截 形 寬 度 與 工 件 輪 廓 寬 度 相 等 。 為 了 使 成 形 車(chē) 刀 能 切 出 準(zhǔn) 確 的 工 件 形 狀 ， 設(shè) 計(jì) 成 形 車(chē)刀 時(shí) ， 必 須 對(duì) 刀 具 的 截 形 進(jìn) 行 修 正 計(jì) 算 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 2、截形修正計(jì)算方法 （1）確定工件成形表面的組成點(diǎn)和基點(diǎn) 一 般 只 選 擇 工 件 廓 形 上 的 轉(zhuǎn) 折 點(diǎn)

8、及 其 它 特 殊 點(diǎn) 進(jìn)行 計(jì) 算 工 件 直 線 段 廓 形 ， 可 取 兩 端 點(diǎn) 作 為 組 成 點(diǎn) ； 工 件 曲 線 段 廓 形 ， 選 兩 端 點(diǎn) 和 曲 線 部 分 中 間 點(diǎn) 作 為組 成 點(diǎn) 。注意 ：有 公 差 要 求 的 徑 向 尺 寸 應(yīng) 取 其 平 均 尺 寸 作 為 計(jì)算 尺 寸 ， 當(dāng) 工 件 上 的 徑 向 尺 寸 未 注 公 差 時(shí) ， 允 許 該尺 寸 直 接 作 為 計(jì) 算 尺 寸 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （2）求解刀具截形組成點(diǎn)的方法 成 形 車(chē) 刀 的 截 形 設(shè) 計(jì) 實(shí) 際 上 就 是 根 據(jù) 工 件 廓 形各 組 成 點(diǎn) 求 出 刀

9、具 截 形 的 應(yīng) 組 成 點(diǎn) 。 求 解 刀 具 截形 組 成 點(diǎn) 的 常 用 方 法 有 ： 作 圖 法 、 公 式 計(jì) 算 法 和查 表 法 三 種 。1） 作 圖 法此 法 比 較 簡(jiǎn) 單 、 直 觀 ， 但 作 圖 誤 差 大 ， 精 確 度 低 2) 計(jì) 算 法此 法 精 確 度 高 ， 但 是 計(jì) 算 工 作 量 大 ， 特 別 是 當(dāng) 計(jì)算 組 成 點(diǎn) 較 多 時(shí) ， 易 生 差 錯(cuò) 3） 查 表 法此 法 根 據(jù) 已 知 條 件 查 表 或 通 過(guò) 簡(jiǎn) 單 運(yùn) 算 即 可 得 到設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 ， 設(shè) 計(jì) 精 度 也 比 較 高 ， 且 簡(jiǎn) 便 、 迅 捷 。 第 五 章 專(zhuān)

10、 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 1） 作圖法作圖法比較簡(jiǎn)單、直觀，但作圖誤差大，精確度低 圖 5 5a： 用 作 圖 法 求 棱 體 成 形 車(chē)刀 的 截 形 先 按 放 大 比 例 ， 按 計(jì) 算 尺 寸 畫(huà) 出工 件 的 主 、 俯 視 圖 ， 選 定 組 成 點(diǎn)2,3,4。 在 主 視 圖 上 ， 從 基 點(diǎn) 1作 刀 具 前 刀面 和 后 刀 面 二 條 直 線 ， 分 別 與 水平 線 及 垂 直 線 交 成 f角 和 f角 。 前 刀 面 與 工 件 上 r2、 r3（ r4） 各圓 的 交 點(diǎn) 為 2 、 3 （ 4 ） ，過(guò) 這 些 點(diǎn) 引 平 行 于 后 刀 面 的 直 線 ，則 它

11、們 和 基 點(diǎn) 處 后 刀 面 的 垂 直 距離 P2、 P3（ P4） 根 據(jù) 刀 具 截 形 寬 度 與 工 件 廓 形 寬 度相 等 ， 即 可 畫(huà) 出 成 形 車(chē) 刀 截 形 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 圖55 b)：用作圖法求圓體成形車(chē)刀的截形 在工件主視圖上，先通過(guò)（與工件中心等高度的）基點(diǎn)1，向下作一與水平線傾斜成f角的前刀面線、向上作一與水平線傾斜角成f角的上斜線 以基點(diǎn)1為圓心、以R為半徑作弧與上斜線相交，即為圓體刀的圓心O2 工件上r2、r3（r4）各圓和前刀面線的交點(diǎn)為2、3（4），2、3（4）各點(diǎn)與刀具圓心O2點(diǎn)的距離，即為所求刀具截形上各組成點(diǎn)的半徑R2、

12、R3 （R4）。由此即可作出刀具軸向剖面內(nèi)的截形1、2、3、4。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 2)計(jì)算法 應(yīng)首先畫(huà)作出計(jì)算圖，如圖56所示 求刀具前刀面上各組成點(diǎn)的尺寸Cx，x分別用2、3、4代入上式，即可求出前刀面上各組成點(diǎn)的相應(yīng)尺寸C2、C3、C4求刀具各組成點(diǎn)的截形深度 棱形成形車(chē)刀：圓體成形車(chē)刀 ： ffxx rrrC cossin 1212 ffxx aCP cos ffxxx aRCCRR cos222 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （3）雙曲線誤差 實(shí) 際 上 為 了 簡(jiǎn) 化 成 形 車(chē) 刀 的 設(shè) 計(jì) 與 制 造 ， 通 常 將刀 具 截 形 設(shè) 計(jì) 成 直 線

13、， 因 此 得 到 的 是 凹 的 、 回 轉(zhuǎn)雙 曲 表 面 ， 產(chǎn) 生 的 這 種 加 工 誤 差 ， 通 常 稱(chēng) 為 雙 曲 線誤 差 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 減小雙曲線誤差的措施： 減 小 成 形 車(chē) 刀 的 前 角 值 。 加 工 圓 錐 表 面 的 成 形 車(chē) 刀 盡 量 選 用 棱 體 刀 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 二、成形車(chē)刀設(shè)計(jì)的要點(diǎn)（一）確定刀體結(jié)構(gòu)尺寸 1、棱體成形車(chē)刀 圖 5-8所 示 ： 棱體 成 形 車(chē) 刀 結(jié) 構(gòu) ，裝 夾 部 分 采 用 燕尾 結(jié) 構(gòu) ， 燕 尾 結(jié)構(gòu) 的 主 要 尺 寸 有 ：刀 體 總 寬 度 Lo、刀 體 高 度 H

14、、 刀體 厚 度 B以 及 燕尾 尺 寸 M等 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （ 1） 刀 體 總 寬 度 Lo ： Lo Lc Lc成 形 車(chē) 刀 切 削 刃 總 寬 度 ； l工 件 廓 形 寬 度 ； a、 b、 c、 d成 形 車(chē) 刀 的 附 加 刀 刃 ； Lc值 確 定 時(shí) 應(yīng) 考 慮 機(jī) 床 功 率 和 工 藝 系 統(tǒng) 剛 度 ， 因 為 徑 向 成形 車(chē) 刀 切 削 刃 同 時(shí) 參 加 切 削 ， 徑 向 切 削 分 力 很 大 ， 易 引起 振 動(dòng) ， 應(yīng) 限 制 Lc與 工 件 最 小 直 徑 dmin的 比 值 ， 粗 加 工23， 半 精 加 工 1.82.5

15、， 精 加 工 1.52。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 當(dāng) Lc/dmin大 于 許 用 值 或 Lc 80mm（ 為 經(jīng) 驗(yàn) 值 ） 時(shí) ，可 采 取 下 列 措 施 ： 將 工 件 廓 形 分 段 ， 改 用 兩 把 或 數(shù) 把 成 形 車(chē) 刀 切 削加 工 ； 改 用 切 向 進(jìn) 給 成 形 車(chē) 刀 ； 如 已 確 定 用 徑 向 進(jìn) 給 ， 可 在 工 件 非 切 削 部 分 增 設(shè)輔 助 支 承 滾 輪 托 架 ， 以 增 加 工 藝 系 統(tǒng) 剛 度 。 mindLC 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （ 2） 刀 體 高 度 H 刀 體 高 度 H與 機(jī) 床 橫 刀 架

16、距 主 軸 中 心 高 度 有 關(guān) 。 應(yīng)在 機(jī) 床 刀 架 空 間 允 許 的 條 件 下 ， 盡 量 取 大 些 ， 以 增加 刀 具 的 重 磨 次 數(shù) 。 一 般 推 薦 H 55100mm。 如 采用 對(duì) 焊 結(jié) 構(gòu) ， 高 速 鋼 部 分 長(zhǎng) 度 不 小 于 40mm（ 或H/2） 。（ 3） 刀 體 厚 度 B B應(yīng) 保 證 刀 體 有 足 夠 強(qiáng) 度 、 易 于 裝 入 刀 夾 、 排 屑 方便 、 切 削 順 利 。 BE A max （ 0.250.5） Lo （ Amax為 工 件 最 大 廓形 深 度 ） 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （ 4） 燕 尾 測(cè) 量 尺

17、 寸 M 燕 尾 測(cè) 量 尺 寸 M值 應(yīng) 與 切 削 刃 總 寬 度 Lc和 測(cè) 量 滾 柱直 徑 相 適 應(yīng) 為 了 方 便 調(diào) 整 棱 體 成 形 車(chē) 刀 的 高 度 ， 增 加 成 形 車(chē) 刀切 削 時(shí) 的 剛 度 ， 在 刀 體 底 部 做 有 螺 孔 以 旋 入 螺 釘 ，螺 孔 常 取 M6。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 表51：棱體成形車(chē)刀的結(jié)構(gòu)尺寸 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 2、圓體成形車(chē)刀 如 圖 5 10所 示 ， 圓 體成 形 車(chē) 刀 的 主 要 結(jié) 構(gòu) 尺寸 有 ： 刀 體 總 寬 度 Lo、刀 體 外 徑 do、 內(nèi) 孔 直 徑d及 夾 固 部 分

18、 尺 寸 等 。1） 刀 體 總 寬 度 ： L o Lc ly Lc切 削 刃 總 寬 度 ； ly除 切 削 刃 外 其 它部 分 寬 度 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 2） 刀 體 外 徑 和 內(nèi) 孔 直 徑 ： Do2（ Amax+e+m） d Do刀 具 廓 形 最 大 半 徑 ； Amax工 件 最 大 廓 形 深 度 ； e保 證 足 夠 的 容 屑 空 間 所需 要 的 距 離 。 （ 一 般 取 為312mm。 加 工 脆 性 材 料 時(shí)取 小 值 ， 反 之 取 大 值 ； ） m刀 體 壁 厚 。 根 據(jù) 刀 體 強(qiáng)度 要 求 選 取 ， 一 般 約 為58mm

19、； d內(nèi) 孔 直 徑 ， 依 切 削 用 量及 切 削 力 大 小 取 為（ 0.250.45） D o， 計(jì) 算 后 再取 相 近 標(biāo) 準(zhǔn) 值 。 2、圓體成形車(chē)刀 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 3） 刀 體 夾 固 部 分 尺 寸 圓 體 成 形 車(chē) 刀 常 采 用 內(nèi) 孔 與 端 面 定 位 ， 螺 栓 夾 固 結(jié)構(gòu) ， 刀 體 端 面 的 凸 臺(tái) 齒 紋 一 方 面 是 為 防 止 切 削 時(shí) ，刀 具 與 刀 夾 體 間 發(fā) 生 相 對(duì) 轉(zhuǎn) 動(dòng) ； 另 一 方 面 還 可 用 它粗 調(diào) 刀 具 高 度 。 圖5-11 圓體成形車(chē)刀的夾固部分 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì)

20、（二）、選擇前角f和后角f 在 假 定 工 作 平 面 內(nèi) 測(cè) 量 的 、 切 削 刃 上 基 點(diǎn) 的 前 角 和 后 角 。 可 參 考 表 （ 5 4） 進(jìn) 行 選 取 ,需 要 校 驗(yàn) 切 削 刃 上 角 最 小 點(diǎn) 的后 角 0， 一 般 不 得 小 于 2 3 ， 否 則 必 須 采 取 措 施 加 以 解決 表5-4 成形車(chē)刀的前角和后角 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （三）截形設(shè)計(jì)（參考概述部分） （四）成形車(chē)刀的樣板設(shè)計(jì) 制 造 和 使 用 成 形 車(chē) 刀 時(shí) ， 較 高 精 度 的 刀 具 截 形可 利 用 投 影 儀 等 進(jìn) 行 檢 測(cè) ； 一 般 精 度 的 刀 具

21、 截 形 常用 樣 板 檢 測(cè) 精 度 。 成 形 車(chē) 刀 樣 板 一 般 需 要 成 對(duì) 的 設(shè) 計(jì) 、 制 造 ： 分 為“ 工 作 樣 板 ” 和 “ 校 對(duì) 樣 板 ” 。 工 作 樣 板 ： 用 于 制 造 成 形 車(chē) 刀 時(shí) 檢 驗(yàn) 刀 具 截 形 。 校 對(duì) 樣 板 ： 用 于 檢 驗(yàn) “ 工 作 樣 板 ” 的 精 度 和 使 用磨 損 程 度 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 樣 板 的 工 作 面 形 狀 和 尺 寸 與 成 形 車(chē) 刀 截 形 吻 合 ， 尺寸 的 標(biāo) 注 基 準(zhǔn) 和 成 形 車(chē) 刀 上 截 形 尺 寸 的 標(biāo) 注 基 準(zhǔn) 一致 。 樣 板 各 部

22、分 基 本 尺 寸 等 于 刀 具 截 形 上 對(duì) 應(yīng) 的 基 本 尺寸 ， 各 尺 寸 公 差 通 常 取 成 形 車(chē) 刀 截 形 尺 寸 公 差 的1/2 1/3， 并 且 按 對(duì) 稱(chēng) 分 布 ； 當(dāng) 成 形 車(chē) 刀 截 形 尺 寸 公差 較 小 ， 樣 板 上 對(duì) 應(yīng) 尺 寸 公 差 亦 相 等 ( 0.01mm)，但 該 成 形 車(chē) 刀 的 最 后 尺 寸 應(yīng) 通 過(guò) 千 分 尺 、 投 影 儀 等量 具 量 儀 檢 驗(yàn) 。 樣 板 的 角 度 公 差 是 成 形 車(chē) 刀 截 形 角 度 公 差 的 10%，但 不 小 于 3 。 樣 板 工 作 面 的 粗 糙 度 值 Ra0.320

23、.08m。 材 料 ： T10A或 經(jīng) 表 面 滲 碳 處 理 的 15 20鋼 ， 熱 處 理硬 度 為 HRC4061， 厚 度 一 般 取 1.52.5mm。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （五）成形車(chē)刀的技術(shù)要求1、 刀 具 材 料 切 削 部 分 ： 一 般 選 用 高 速 鋼 ， 熱 處 理 HRC 63 65。 刀 體 部 分 ： 用 45號(hào) 結(jié) 構(gòu) 鋼 或 40Cr， 熱 處 理 HRC38 45。2、 表 面 粗 糙 度 前 、 后 刀 面 的 表 面 粗 糙 度 Ra值 為 0.2m。 基 準(zhǔn) 表 面 粗 糙 度 Ra值 為 13.2m。 其 余 表 面 的 粗 糙

24、度 Ra值 為 1.63.2m。3、 尺 寸 公 差 廓 形 （ 截 形 ） 公 差 ， 參 考 表 5 5選 取 。 圓 形 成 形 車(chē) 刀 的 外 徑 Do： 按 H11 H13選 取 ； 內(nèi) 徑 d： 按 H6 H8選 取 。 棱 形 成 形 車(chē) 刀 的 刀 體 高 度 H的 偏 差 取 2mm。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 4、 形 狀 位 置 公 差 圓 形 成 形 車(chē) 刀 前 刀 面 對(duì) 刀 具 軸 線 的 平 行 度 誤 差 ， 在 100mm長(zhǎng) 度 上 ，不 超 過(guò) 0.15mm； 切 削 刃 對(duì) 刀 具 內(nèi) 孔 軸 線 徑 向 圓 跳 動(dòng) 為 0.020.03mm；

25、棱 形 成 形 車(chē) 刀 兩 側(cè) 面 對(duì) 燕 尾 槽 基 準(zhǔn) 面 的 垂 直 度 誤 差 ， 在 100mm長(zhǎng) 度 上不 超 過(guò) 0.020.03 mm。 刀 具 截 形 對(duì) 燕 尾 槽 基 準(zhǔn) 面 的 平 行 度 誤 差 ， 在 100mm長(zhǎng) 度上 不 超 過(guò) 0.020.03 mm。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 圖5-12 工件圖 三、成形車(chē)刀的設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)實(shí)例原始條件：工件如圖512所示，工件材料易切鋼Y15，圓棒料32mm，大批量生產(chǎn)，用成形車(chē)刀加工出全部外表面并切出預(yù)切槽，用C1336單軸轉(zhuǎn)塔自動(dòng)車(chē)床。要求：設(shè)計(jì)圓體形成形車(chē)刀和棱體成形車(chē)刀。具體步驟參考教材 第 五 章 專(zhuān) 用

26、 刀 具 設(shè) 計(jì) 第二節(jié) 拉刀設(shè)計(jì)拉削加工具有以下特點(diǎn) ：生產(chǎn)率高拉削時(shí)，一次行程可完成粗、精加工 加工精度與表面質(zhì)量高 由于拉削速度較低（一般不超過(guò)18m/min），切削厚度很?。ㄒ话憔旋X的切削厚度為0.0050.02mm），切削過(guò)程平穩(wěn)。因此，加工表面粗糙度小（Ra3.20.8um），加工精度高（達(dá)IT8IT7） 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 加工范圍廣各種形狀的通孔和通槽及沒(méi)有障礙的外表面 拉刀使用壽命長(zhǎng)拉削速度低，因而切削溫度，刀具磨損慢 拉床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單拉削加工只需要一個(gè)主運(yùn)動(dòng)（直線運(yùn)動(dòng)） 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （一）拉刀的分類(lèi)和用途 按 加 工 表 面 不 同 拉

27、 刀 受 力 性 質(zhì) 不 同 內(nèi) 拉 刀 用 于 拉 削 各 種 形 狀 的 通 孔 和 孔 中 通 槽 （ 圖 5 17 ）一、概述內(nèi) 拉 刀外 拉 刀拉 刀推 刀 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 外 拉 刀 拉 削 形 狀 的 外 表 面 拉 刀 是 在 拉 伸 狀 態(tài) 下 工 作 的 推 刀 則 是 在 壓 縮 狀 態(tài) 下 工 作 推 刀 一 般 都 比 較 短 ， 齒 數(shù) 少 ， 主 要 用 于 精 修 孔 或校 準(zhǔn) 熱 處 理 后 變 形 的 孔 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) (二) 拉刀的結(jié)構(gòu) 拉 刀 的 種 類(lèi) 雖 然 很 多 ， 但

28、 它 們 的 結(jié) 構(gòu) 組 成 是 相 似 的 ， 下面 介 紹 圓 孔 拉 刀 的 結(jié) 構(gòu) 圖 5 20所 示 。圓 孔 拉 刀 由 工 作 部 分和 非 工 作 部 分 構(gòu) 成 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 1、工作部分u工 作 部 分 由 許 多 順 序 排 列 的 刀 齒 組 成 ， 根 據(jù) 各 刀 齒 在 拉 削時(shí) 的 作 用 不 同 ， 分 為 切 削 齒 和 校 準(zhǔn) 齒 兩 部 分 切 削 齒 承 擔(dān) 全 部 余 量 材 料 的 切 除 工 作 ， 由 粗 切 齒 、 過(guò) 渡 齒 和 精 切齒 組 成 校 準(zhǔn) 齒 拉 刀 最 后 面 的 幾 個(gè) 刀 齒 ， 它 們 直 徑 都

29、 相 同 （ 與 最 后 一 個(gè) 精切 齒 直 徑 相 等 ） ， 不 承 擔(dān) 切 削 工 作 ， 僅 起 修 光 、 校 準(zhǔn) 作 用 。當(dāng) 切 削 齒 因 重 磨 直 徑 減 小 時(shí) ， 它 可 依 次 遞 補(bǔ) 成 為 切 削 齒 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 2、非工作部分 頭 部 與 拉 床 夾 頭 連 接 ， 傳 遞 拉 削 運(yùn) 動(dòng) 和 拉 力 頸 部 頭 部 與 過(guò) 渡 錐 之 間 的 連 接 部 分 ， 也 是 打 標(biāo) 記 的 位 置 過(guò) 渡 錐 部 呈 圓 錐 形 ， 可 引 導(dǎo) 拉 刀 的 前 導(dǎo) 部 能 順 利 進(jìn) 入 工 件 的 預(yù) 制孔 中 第 五 章 專(zhuān) 用

30、刀 具 設(shè) 計(jì) 前 導(dǎo) 部 引 導(dǎo) 拉 刀 進(jìn) 入 正 確 位 置 ， 以 保 證 工 件 預(yù) 制 孔 與 拉 刀 的 同軸 度 ， 并 可 檢 查 工 件 預(yù) 制 孔 徑 尺 寸 ， 防 止 第 一 個(gè) 刀 齒 發(fā)生 因 負(fù) 荷 過(guò) 重 而 崩 刃 的 情 況 后 導(dǎo) 部 在 最 后 幾 個(gè) 校 準(zhǔn) 齒 離 開(kāi) 工 件 之 前 起 導(dǎo) 向 作 用 ， 防 止 工 件下 垂 而 損 壞 已 加 工 表 面 尾 部 在 拉 刀 又 長(zhǎng) 又 重 時(shí) 應(yīng) 設(shè) 計(jì) 有 尾 部 。 工 作 時(shí) ， 拉 床 的 托 架支 撐 尾 部 ， 防 止 拉 刀 下 垂 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 3、拉刀

31、切削部分要素（ 1） 幾 何 角 度 前 角 0 前 刀 面 與 基 面 的 夾 角 ，在 正 交 平 面 內(nèi) 測(cè) 量 后 角 0 后 刀 面 與 切 削 平 面 的 夾 角 ，在 正 交 平 面 內(nèi) 測(cè) 量 主 偏 角 主 切 削 刃 在 基 面 中 的 投 影 與 進(jìn) 給 方 向 （ 齒 升 量 測(cè) 量 方 向 ）的 夾 角 ， 在 基 面 內(nèi) 測(cè) 量 副 偏 角 副 切 削 刃 在 基 面 中 的 投 影 與 已 加 工 表 面 的 夾 角 ， 在 基 面 內(nèi)測(cè) 量 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （ 2） 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 齒 升 量 Z 拉 刀 前 后 相 鄰 兩 刀 齒 （ 或

32、齒 組 ） 高 度 之 差 齒 距 相 鄰 刀 齒 間 的 軸 向 距 離 容 屑 槽 深 度 h 從 頂 刃 到 容 屑 槽 槽 底 的 距 離 齒 厚 g 從 切 削 刃 到 齒 背 棱 線 的 軸 向 距 離 齒 背 角 齒 背 與 切 削 平 面 的 夾 角 刃 帶 寬 度 1 沿 拉 刀 軸 向 測(cè) 量 的 刀 齒 刃 帶 尺 寸 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （三）拉削方式（拉削圖形） 拉 削 方 式 拉 刀 從 工 件 上 把 拉 削 余量 材 料 切 下 來(lái) 的 順 序 拉 削 圖 形 用 于 表 述 拉 削 方 式 的 圖形 拉 削 方 式 選 擇 得 合 理 與 否

33、，直 接 影 響 加 工 表 面 質(zhì) 量 、 生產(chǎn) 率 和 拉 刀 制 造 成 本 以 及 拉刀 各 刀 齒 負(fù) 荷 的 分 配 、 拉 刀的 長(zhǎng) 短 、 拉 削 力 的 大 小 和 拉 刀 的 使 用 壽 命 等 拉削方式分層式分塊式（輪切式）組合式（綜合式） 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 1、分層式拉削分 為 成 形 式 和 漸 成 式 成 形 式 每 個(gè) 刀 齒 的 刀 刃 形 狀 與 被加 工 表 面 最 終 要 求 的 形 狀相 似 ， 切 削 齒 的 高 度 向 后遞 增 ， 工 件 上 的 拉 削 余 量被 一 層 一 層 地 切 去 ， 最 終由 最 后 一 個(gè) 切 削

34、齒 切 出 所要 求 的 尺 寸 ， 經(jīng) 校 準(zhǔn) 齒 修光 達(dá) 到 預(yù) 定 的 尺 寸 精 度 及表 面 粗 糙 度 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 注意：采 用 成 形 式 拉 刀 ， 可 獲 得 較 低 加 工 表 面 粗 糙 度 。但 由 于 切 削 刃 工 作 長(zhǎng) 度 （ 切 削 寬 度 ） 大 ， 則 允 許 的齒 升 量 （ 切 削 厚 度 ） 很 小 ， 在 拉 削 余 量 一 定 時(shí) ， 需要 較 多 的 刀 齒 數(shù) ， 因 此 拉 刀 比 較 長(zhǎng)由 于 成 形 拉 刀 的 每 個(gè) 刀 齒 形 狀 都 與 被 加 工 工 件 最終 表 面 形 狀 相 同 ， 除 圓 孔 拉

35、 刀 外 制 造 都 比 較 困 難 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 漸 成 式 刀 齒 的 刀 刃 形 狀 與 加 工 最 終表 面 形 狀 不 同 ， 被 加 工 工 件表 面 的 形 狀 和 尺 寸 由 各 刀 齒的 副 切 削 刃 所 形 成 刀 齒 可 制 成 簡(jiǎn) 單 的 直 線 形 或圓 弧 形 。 所 以 加 工 復(fù) 雜 成 形表 面 時(shí) ， 拉 刀 的 制 造 要 比 成形 式 簡(jiǎn) 單 缺 點(diǎn) 是 加 工 表 面 上 會(huì) 出 現(xiàn) 副切 削 刃 的 交 替 痕 跡 ， 因 此 加工 表 面 質(zhì) 量 較 差 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 2、分塊式拉削 工 件 上 的 每

36、 層 金 屬 是 由 一 組 尺 寸基 本 相 同 的 刀 齒 切 去 ， 每 個(gè) 刀 齒僅 切 去 一 層 金 屬 的 一 部 分 反 映 了 三 個(gè) 刀 齒 一 組 的 圓 孔輪 切 式 拉 刀 刀 齒 形 狀 和 相 互位 置 ， 第 一 齒 與 第 二 齒 的 直徑 相 同 ， 但 切 削 刃 位 置 互 相錯(cuò) 開(kāi) ， 各 切 除 工 件 上 同 一 層金 屬 中 的 幾 段 材 料 ， 剩 下 的殘 留 材 料 ， 由 同 一 組 的 第 三個(gè) 刀 齒 切 除 第 三 個(gè) 刀 齒 不 開(kāi) 分 屑 槽 ， 考 慮加 工 表 面 彈 性 恢 復(fù) ， 其 直 徑 略小 于 前 兩 個(gè) 齒

37、分 塊 切 削 方 式 與 分 層 拉 削 方 式 相比 較 分 塊 式 拉 刀 所 需 的 刀 齒 總 數(shù) 要少 很 多 ， 大 大 縮 短 拉 刀 長(zhǎng) 度 ；但 加 工 表 面 質(zhì) 量 不 如 成 形 式 拉刀 的 好 圖5-24 分塊式拉削圖形 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 3、組合式拉削 組 合 式 拉 刀 按 組 合 拉 削 方 式 設(shè) 計(jì) 的 拉 刀 結(jié) 合 了 成 形 式 拉 刀 與 輪 切 式拉 刀 的 優(yōu) 點(diǎn) 粗 切 齒 按 分 塊 式 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 精 切 齒 則 采 用 成 形 式 結(jié) 構(gòu) 縮 短 了 拉 刀 長(zhǎng) 度 ， 保 持 較 高的 生 產(chǎn) 率 ， 又 獲

38、得 較 好 的 加工 表 面 質(zhì) 量 圖 5 25所 示 為 組 合 式 拉 刀 切 削圖 形 粗 切 齒 采 取 不 分 組 的 分 塊 式拉 刀 結(jié) 構(gòu) 第 一 個(gè) 刀 齒 切 去 一 層 金 屬 的一 半 左 右 ， 第 二 個(gè) 刀 齒 比 第一 個(gè) 刀 齒 高 出 一 個(gè) 齒 升 量 ，除 了 切 去 第 二 層 金 屬 的 一 半左 右 外 ， 還 切 去 第 一 個(gè) 刀 齒留 下 的 第 一 層 金 屬 的 一 半 左右 ， 后 面 的 刀 齒 都 以 同 樣 順序 交 錯(cuò) 切 削 ， 直 到 把 粗 切 余量 切 完 為 止 。 圖5-25 組合式拉削圖形 第 五 章 專(zhuān) 用 刀

39、 具 設(shè) 計(jì) 二、圓孔拉刀設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 主 要 內(nèi) 容 有 ： 工 作 部 分 和 非 工 作 部 分 的 結(jié) 構(gòu)參 數(shù) 設(shè) 計(jì) ； 拉 刀 強(qiáng) 度 和 拉 床 拉 力 校 驗(yàn) ； 繪 制 拉 刀 工作 圖 等（一）工作部分設(shè)計(jì) 1） 確 定 拉 削 方 式 （ 拉 削 圖 形 ） 我 國(guó) 生 產(chǎn) 的 圓 孔 拉 刀 一 般 采 用 組 合 式 拉 削 方 式 2） 確 定 拉 削 余 量 A 拉 削 余 量 A指 拉 刀 應(yīng) 切 除 的 材 料 層 厚 度 總 和 。 在 保 證 孔 的加 工 精 度 的 前 提 下 ， 盡 量 選 小 的 拉 削 余 量 ， 以 縮 短 刀 長(zhǎng) 確 定 方

40、 法 有 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 法 和 查 表 法 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 3） 確 定 拉 刀 材 料 一 般 選 用 W6Mo5Cr4V2高 速 鋼 ， 按 整 體 結(jié) 構(gòu) 制 造 一 般 不焊 接 柄 部 為 了 延 長(zhǎng) 拉 刀 壽 命 ， 也 常 用 W2Mo9Cr4Vco8（ M42） 和W6Mo5Cr4V2Al等 硬 度 和 耐 磨 性 均 較 高 的 高 性 能 高 速 鋼制 造 還 可 用 整 體 硬 質(zhì) 合 金 作 成 環(huán) 形 齒 ， 經(jīng) 過(guò) 精 磨 后 套 裝 于9SiCr或 40Cr鋼 作 的 刀 體 上 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 4） 刀 齒 幾 何 參

41、 數(shù) 選 擇 （ 表 5-8） 前 角 0 拉 刀 前 角 一 般 是 根 據(jù) 工 件 材 料 選 取 ， 工 件 材 料 的 強(qiáng) 度（ 硬 度 ） 低 時(shí) ， 前 角 選 大 些 ， 反 之 選 小 些 。 校 準(zhǔn) 齒 前 角 可 取 小 些 ， 為 了 制 造 方 便 也 可 取 與 切 削 齒 相同 。 后 角 0 由 于 （ 內(nèi) ） 拉 刀 一 般 重 磨 前 刀 面 （ 內(nèi) ） 拉 刀 切 削 齒 后 角都 選 得 較 小 ， 校 準(zhǔn) 齒 后 角 比 切 削 齒 的 更 小 。 v 圖5-26 刀齒主要幾何參數(shù) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) v 圖5-26 刀齒主要幾何參數(shù)v刀

42、齒主要幾何參數(shù) 刃 帶 寬 度 ba1 拉 刀 各 類(lèi) 刀 齒 均 留 有 刃 帶 ， 以 便 于 制 造 拉 刀 時(shí) 控 制 刀 齒 直徑 校 準(zhǔn) 齒 的 刃 帶 還 可 以 保 證 沿 前 刀 面 重 磨 時(shí) 刀 齒 直 徑 不 變 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 5） 確 定 齒 升 量 z 確 定 原 則 ： 在 保 證 加 工 表 面 質(zhì) 量 、 容 屑 空 間 和 拉 刀 強(qiáng) 度 的前 提 下 ， 盡 量 選 取 較 大 值 在 拉 削 余 量 確 定 的 情 況 下 ， 齒 升 量 越 大 ， 則 切 除 全 部 余 量 所需 的 刀 齒 數(shù) 越 少 ， 拉 刀 長(zhǎng) 度

43、縮 短 ， 拉 刀 制 造 成 本 降 低 ， 生 產(chǎn)效 率 也 可 提 高 ； 齒 升 量 過(guò) 大 ， 拉 刀 會(huì) 因 強(qiáng) 度 不 夠 而 拉 斷 ， 并且 拉 削 表 面 質(zhì) 量 也 不 易 保 證 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) v表5-9 圓拉刀粗切齒的齒升量 粗 切 齒 升 量 較 大 ， 以 保 證 盡 快 切 除 80%以 上 的 余 量 材 料 ； 精 切 齒 齒 升 量 較 小 ， 以 保 證 加 工 精 度 和 表 面 質(zhì) 量 ， 但 由 于存 在 刃 口 鈍 圓 半 徑 rn， 不 得 小 于 0.005mm。 過(guò) 渡 齒 的 齒 升 量 是 由 粗 切 齒 齒 升

44、量 逐 步 過(guò) 渡 到 精 切 齒 升 量 ，以 保 證 拉 削 過(guò) 程 的 平 穩(wěn) 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 6） 確 定 齒 距 P 拉 刀 齒 距 的 大 小 ， 直 接 影 響 拉 刀 的 容 屑 空 間 和 拉 刀 長(zhǎng) 度 以 及拉 削 同 時(shí) 工 作 齒 數(shù) 保 證 拉 削 平 穩(wěn) 和 拉 刀 強(qiáng) 度 ， 確 定 齒 距 時(shí) 應(yīng) 保 證 拉 刀 同 時(shí) 工 作齒 數(shù) Z 38。 當(dāng) 拉 刀 總 長(zhǎng) 度 允 許 時(shí) ， 為 了 制 造 方 便 ， 也 可 將 各 類(lèi) 刀 齒 選 用相 同 的 齒 距 。 有 時(shí) 為 提 高 拉 削 表 面 質(zhì) 量 ， 避 免 拉 削 過(guò)

45、 程 中 的 周 期 性 振 動(dòng) ，拉 刀 也 可 設(shè) 計(jì) 成 不 等 齒 距 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 齒 距 大 ， 同 時(shí) 工 作 齒 數(shù) 減 小 ， 拉 削 平 穩(wěn) 性 降 低 ， 且 增 加 了 拉 刀長(zhǎng) 度 ， 降 低 了 生 產(chǎn) 效 率 齒 距 小 ， 同 時(shí) 工 作 齒 數(shù) 增 加 ， 拉 削 平 穩(wěn) 性 增 加 ， 但 拉 削 力 增 大 ，可 能 導(dǎo) 致 拉 刀 強(qiáng) 度 不 足 。過(guò) 渡 齒 的 齒 距 取 與 粗 切 齒 的 相 同 ， 精 切 齒 的 齒 距 小 于 粗 切 齒 的 ，校 準(zhǔn) 齒 的 齒 距 與 精 切 齒 的 相 同 ， 一 般 為 粗

46、切 齒 齒 距 的 0.7倍 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) v表5-10 拉刀齒距及同時(shí)工作齒數(shù) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 7） 確 定 容 屑 槽 形 狀 和 尺 寸 在 拉 削 過(guò) 程 中 ， 切 下 的 切 屑 須 全 部 容納 在 容 屑 槽 中 ， 因 此 ， 容 屑 槽 的 形 狀和 尺 寸 應(yīng) 能 保 證 較 寬 敞 地 容 納 切 屑 ， 并 盡 量 使 切 屑 緊 密 卷 曲 。 常 用 容 屑 槽 形 狀 見(jiàn) (圖 5 28) 1） 直 線 齒 背 容 屑 槽 這 種 槽 形 的 齒 背 與 前 刀 面 均 為 直 線 ，二 者 與 槽 底 圓 弧 圓 滑

47、連 接 ， 容 屑 空 間 較 小 ， 但 它 優(yōu) 點(diǎn) 是形 狀 簡(jiǎn) 單 、 制 造 容 易 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 2） 曲 線 齒 背 容 屑 槽 這 種 槽 形 由 兩 段 圓 弧 R、 和 前 刀 面組 成 ， 容 屑 空 間 較 大 ， 便 于 切 屑 卷 曲 。 深 槽 或 齒 距 較 小或 拉 削 韌 性 材 料 時(shí) 采 用 。 3） 直 線 齒 背 雙 圓 弧 容 屑 槽 這 種 槽 形 詢 問(wèn) 由 兩 段 圓 弧 和一 段 直 線 組 成 。 當(dāng) 齒 距 16mm時(shí) 可 選 用 。 此 槽 形 容 屑 空間 大 ， 適 用 于 拉 削 長(zhǎng) 度 大 或 帶 空

48、刀 槽 的 工 件 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 為 保 證 容 屑 空 間 和 拉刀 強(qiáng) 度 ， 在 一 定 齒 距下 ， 可 以 選 用 淺 槽 或基 本 槽 或 深 槽 ， 以 適應(yīng) 不 同 的 要 求 。 常 用的 容 屑 槽 尺 寸 如 表 5 11所 示 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 容 屑 槽 的 有 效 容 積 必 須 大 于 切屑 所 占 的 體 積 K=(VP/VC) 1 式 中 VP容 屑 槽 的 有 效容 積 VC切 屑 體 積 K容 屑 系 數(shù) 容 屑 槽 和 切 屑 的 縱 向 截 面 面 積比 來(lái) 表 示 容 屑 系 數(shù) （ 見(jiàn) 圖 527）

49、K=(h*h/4h DL0) hD切 削 厚 度 ， 單 位 為 mm，組 合 式 拉 削 hD 2z， 其 它 方式 拉 削 hD 2z 。 許 用 容 屑 系 數(shù) K和 切 削 厚 度已 知 時(shí) hD， 容 屑 槽 深 度 h用 下式 計(jì) 算 h1.13 mmK值 可 查 表 （ 見(jiàn) 表 5 12） 選 取 。根 據(jù) 計(jì) 算 結(jié) 果 ， 選 用 稍 大 的 標(biāo)準(zhǔn) 值 v圖5-27 容屑槽情形Lhk D 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 8） 設(shè) 計(jì) 分 屑 槽 分 屑 槽 的 作 用 是 將 較 寬 的 切 屑 分 割 成 窄 切 屑 ， 以 便 于

50、切 屑 卷曲 、 容 納 和 清 除 。 拉 刀 前 、 后 刀 齒 上 的 分 屑 槽 應(yīng) 交 錯(cuò) 磨 出 。 常 見(jiàn) 的 分 屑 槽 有 圓 弧 形 和 角 度 形 組 合 式 圓 拉 刀 的 粗 切 齒 、 過(guò) 渡 齒 一 般 采 用 圓 弧 形 分 屑 槽 ， 精切 齒 采 用 角 度 形 分 屑 槽 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 常 見(jiàn) 分 屑 槽 的 尺 寸 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 分 屑 槽 的 深 度 hk必 須 大 于 齒 升 量 ， 否 則不 起 分 屑 作 用 。 角 度 形 分 屑 槽 角 度 90 ， 槽 寬 bk1.5mm， 深 度 hk(bk/2

51、)。圓 弧 形 分 屑 槽 的 刃 寬 略 大 于 槽 寬 。 分 屑 槽 兩 側(cè) 刃 上 須 具 有 足 夠 大 的 后 角 。 分 屑 槽 槽 數(shù) nk應(yīng) 保 證 切 屑 寬 度 不 太 大 ，使 切 屑 窄 平 易 卷 曲 。 為 便 于 測(cè) 量 刀 齒 直徑 ， 槽 數(shù) 應(yīng) 取 偶 數(shù) 。 在 拉 刀 最 后 一 個(gè) 精 切 齒 上 不 做 分 屑 槽 。拉 削 鑄 鐵 等 脆 性 材 料 時(shí) ， 切 屑 呈 崩 碎 狀 ， 不 必 做 分 屑 槽 。設(shè)計(jì)分屑槽時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 9） 確 定 拉 刀 齒 數(shù) 和 直 徑 拉 刀 齒 數(shù) 根 據(jù) 已 確 定

52、 的 拉 削 余 量 A， 粗 切 齒 齒 升 量 z， 按 下 式 估 算 切削 齒 齒 數(shù) Z（ 包 括 粗 切 齒 、 過(guò) 渡 齒 和 精 切 齒 的 齒 數(shù) ）Z=A/2z+(35) 估 算 齒 數(shù) 的 目 的 是 為 了 估 算 拉 刀 長(zhǎng) 度 。 如 拉 刀 長(zhǎng) 度 超 過(guò) 規(guī)定 要 求 ， 需 要 設(shè) 計(jì) 成 兩 把 或 三 把 一 套 的 成 套 拉 刀 過(guò) 渡 齒 齒 數(shù) 、 精 切 齒 齒 數(shù) 和 校 準(zhǔn) 齒 齒 數(shù) 的 多 少 可 參 考 表 514選 取 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 各 刀 齒 直 徑 圓 孔 拉 刀 第 一 個(gè) 粗 切 齒 主 要 用 來(lái) 修

53、正 預(yù) 制 孔 的 毛 邊 ， 可 不設(shè) 齒 升 量 ， 等 于 預(yù) 制 孔 的 最 小 直 徑 （ 也 可 以 稍 大 于 預(yù) 制 孔的 最 小 直 徑 ， 但 該 齒 實(shí) 際 切 削 厚 度 小 于 齒 升 量 ） 其 余 粗 切 齒 直 徑 為 前 一 刀 齒 直 徑 加 上 兩 倍 齒 升 量 過(guò) 渡 齒 齒 升 量 逐 步 減 少 （ 直 到 接 近 精 切 齒 齒 升 量 ） ， 其 直徑 等 于 前 一 刀 齒 直 徑 加 上 兩 倍 實(shí) 際 齒 升 量 最 后 一 個(gè) 精 切 齒 直 徑 與 校 準(zhǔn) 齒 直 徑 相 同 校 準(zhǔn) 齒 無(wú) 齒 升 量 ， 各 齒 直 徑 均 相 同

54、 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 取 校 準(zhǔn) 齒 直 徑 等 于 工 作 拉 后 孔 允 許 的 最 大 直 徑 Dmmax。 考 慮到 拉 削 后 孔 徑 可 能 產(chǎn) 生 擴(kuò) 張 或 收 縮 ， 校 準(zhǔn) 齒 直 徑 應(yīng) 取 為 拉 后 孔 徑 擴(kuò) 張 量 或 收 縮 量 ， 單 位 為 mm， 收 縮 時(shí) 取“ ” ， 擴(kuò) 張 時(shí) 取 “ ” ； 見(jiàn) 表 5 15。 孔 徑 收 縮 通 常 發(fā) 生 在 拉 削 薄 壁 工 件 或 韌 性 大 的 金 屬 材 料 時(shí) ；孔 徑 擴(kuò) 張 受 拉 刀 制 造 精 度 、 拉 刀 長(zhǎng) 度 、 拉 削 條 件 等 因 素 影響 。 mmaxDd校

55、第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 拉 刀 切 削 齒 直 徑 的 排 表 方 法A.可 以 先 確 定 第 一 個(gè) 粗 切 齒 直 徑 后 再 按順 序 逐 齒 確 定 其 它 切 削 齒 直 徑 ；B.可 以 先 確 定 最 后 一 個(gè) 粗 切 齒 直 徑 ， 然后 反 方 向 逐 步 確 定 其 它 切 削 齒 直 徑 。后 一 種 方 法 較 前 一 種 省 時(shí) 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （二）拉刀其它部分設(shè)計(jì) 1）、頭部（前柄） 拉刀頭部尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3832.283進(jìn)行 2）、頸部與過(guò)渡錐部 拉刀的商標(biāo)與規(guī)格一般刻印在頸部上 頸部直徑可取與前柄

56、直徑相同值，也可略小于前柄直徑（一般小0.51mm） 頸部長(zhǎng)度要保證拉刀第一個(gè)刀齒尚未進(jìn)入工件之前，拉刀前柄能被拉床的夾頭夾住，即應(yīng)考慮拉床床壁和花盤(pán)厚度、夾頭與機(jī)床 壁間距等數(shù)值（見(jiàn)圖530）。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) v圖5-30 拉刀頸部長(zhǎng)度的確定 由圖530可得拉刀頸部長(zhǎng)度（包括過(guò)渡錐長(zhǎng)度）的計(jì)算公式為 L3HH1lc（L3L1L2） 最常用的L6110、L6120、L6140三種型號(hào)拉床，可分別取頸部長(zhǎng)度（包括過(guò)渡錐）為110mm、160180mm和200220mm 。直徑小于30mm拉刀的夾頭尺寸小于拉床床壁孔徑，允許拉刀牽引夾頭進(jìn)入拉床床壁孔內(nèi)1030mm深，故小規(guī)格

57、拉刀的頸部長(zhǎng)度可以減短 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 實(shí)際生產(chǎn)中，為了縮短拉刀長(zhǎng)度，還可將花盤(pán)拆去，配置厚度比花盤(pán)厚度H1較小的大襯套（對(duì)于L6110、L6120和L6140型拉床，襯套厚度可分別取為10mm、14mm和16mm）。大規(guī)格拉刀可直接用大襯套，中小規(guī)格拉刀用大襯套外還要配上小襯套，襯套之間可采用過(guò)渡配合H7/k6 。這樣又可使拉刀頸部長(zhǎng)度減短2035mm。 拉刀圖樣上通常不標(biāo)注頸部長(zhǎng)度，而標(biāo)注柄部前端到第一個(gè)刀齒之間的長(zhǎng)度L 1，其值為 L1L1L2L3L前 L前拉刀前導(dǎo)部的長(zhǎng)度 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 3）、前導(dǎo)部、后導(dǎo)部和尾部 前導(dǎo)部直徑的基本尺寸應(yīng)等于

58、拉前預(yù)制孔的最小直徑D0min，長(zhǎng)度l前一般等于工件拉削孔長(zhǎng)度L0；當(dāng)孔的長(zhǎng)徑比大于1.5時(shí)，可取為0.75 L0，但不小于40mm。 后導(dǎo)部直徑的基本尺寸等于拉后孔的最小直徑Dmmin，長(zhǎng)度l后可取為工件長(zhǎng)度的1/22/3，但不得小于20mm。當(dāng)拉削有空刀槽的內(nèi)表面時(shí)，后導(dǎo)部的長(zhǎng)度應(yīng)大于工件空刀槽一端拉削長(zhǎng)度與空刀槽長(zhǎng)度之和。 尾部長(zhǎng)度一般取為拉后孔徑的0.50.7倍，直徑等于護(hù)送托架襯套 孔徑。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) v表5-16 圓拉刀允許的最大總長(zhǎng)度 4）、拉刀總長(zhǎng)度 拉刀總長(zhǎng)度受到拉床允許的最大行程、拉刀剛度、拉刀生產(chǎn)工藝水平、熱處理設(shè)備等因素的限制，一般不超過(guò)表516

59、所規(guī)定的數(shù)值。否則，需修改設(shè)計(jì)或改為兩把以上的成套拉刀。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （三）、拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗(yàn) 1、拉削力 拉 削 時(shí) ， 雖 然 拉 刀 每 個(gè) 刀 齒 的 切 削 厚 度 很 薄 ， 但 由 于 同 時(shí)參 加 工 作 的 切 削 刃 總 長(zhǎng) 度 很 長(zhǎng) 、 因 此 拉 削 力 仍 舊 很 大 。 組 合 式 圓 孔 拉 刀 的 最 大 拉 削 力 F max用 下 式 計(jì) 算刀 齒 切 削 刃 單 位 長(zhǎng) 度 拉 削 力 ， N/mm， 可 由 表 5 17查 得 。對(duì) 組 合 式 圓 孔 拉 刀 應(yīng) 按 2z查 ec ZdFF 2 0max cF（二）拉刀其

60、它部分設(shè)計(jì) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) v表5-17 拉刀切削刃1mm長(zhǎng)度上的切削力 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 2、拉刀強(qiáng)度校驗(yàn) 拉 刀 工 作 時(shí) ， 主 要 承 受 拉 應(yīng) 力 ， 可 按 下 式 校 驗(yàn) ： Amin拉 刀 上 的 危 險(xiǎn) 截 面 面 積 ， 單 位 為 mm2; 拉 刀 材 料 的 許 用 應(yīng) 力 ， 單 位 為 MPa 拉 刀 危 險(xiǎn) 截 面 可 能 是 柄 部 或 第 一 個(gè) 切 削 齒 的 容 屑 槽 底 部截 面 處 3、拉床拉力校驗(yàn) 拉 刀 工 作 時(shí) 的 最 大 拉 削 力 一 定 要 小 于 拉 床 的 實(shí) 際 拉 力 ，即 F maxK

61、mFm Fm拉 床 額 定 拉 力 ， 單 位 為 N； Km拉 床 狀 態(tài) 系 數(shù) ， 新 拉 床 Km 0.9， 較 好 狀 態(tài) 的 舊 拉床 Km 0.8， 不 良 狀 態(tài) 的 舊 拉 床 Km 0.50.7。 minmax AF 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) (四)、圓孔拉刀的技術(shù)條件 設(shè)計(jì)時(shí)，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB383183）提出 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 已知條件： 1拉后孔徑Dm mm，要求表面粗糙度Ra1.6um； 2預(yù)制孔徑Do mm； 3拉削長(zhǎng)度Lo60mm，孔內(nèi)無(wú)空刀槽； 4工件材料45鋼，220230HBS； 5拉床型號(hào)L6120，公稱(chēng)拉力Fm200kN（

62、拉床處于良好狀態(tài)）。設(shè)計(jì)步驟及計(jì)算見(jiàn)表518。 v三、組合式圓拉刀設(shè)計(jì)示例 033.00825 H 21.0024 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) v表5-18 組合式圓拉刀設(shè)計(jì)步驟及計(jì)算舉例 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 拉刀工作圖通常按1:1的比例來(lái)畫(huà)，但齒形和分屑槽一般用放大比例畫(huà)出。由于切削齒的刃帶寬度很窄，所以在主視圖上刃帶可不必表示。這樣，也易于使與校準(zhǔn)齒相同直徑的最后一個(gè)精切齒與校準(zhǔn)齒相區(qū)別。此外，拉刀工作圖上必須畫(huà)出工件簡(jiǎn)圖并列出必要原始數(shù)據(jù)，以便于工藝人員審定拉刀各部尺寸（見(jiàn)圖531）。 第 五

63、 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 孔加工復(fù)合刀具 ： 由 兩 把 或 兩 把 以 上 單 個(gè) 孔 加 工 刀 具 結(jié) 合 在 一個(gè) 刀 體 上 形 成 的 專(zhuān) 用 刀 具 。 （一）、孔加工復(fù)合刀具的特點(diǎn) 1） 生 產(chǎn) 效 率 高 用 同 類(lèi) 工 藝 復(fù) 合 刀 具 同 時(shí) 加 工 幾 個(gè) 表 面 時(shí) ， 能使 機(jī) 動(dòng) 時(shí) 間 重 合 ； 用 不 同 類(lèi) 工 藝 復(fù) 合 刀 具 對(duì) 一個(gè) 或 幾 個(gè) 表 面 進(jìn) 行 順 序 加 工 時(shí) ， 能 減 少 （ 換 刀等 ） 輔 助 時(shí) 間 。 2） 加 工 精 度 高 能 使 工 件 被 加 工 表 面 之 間 獲

64、得 較 高 的 位 置 精 度（ 如 孔 的 同 軸 度 、 孔 與 端 面 垂 直 度 等 ） ， 還 能減 少 工 件 的 安 裝 次 數(shù) 和 定 位 誤 差 ， 有 利 于 提 高 工 件 加 工 精 度 和 表 面 質(zhì) 量 。 第三節(jié)孔加工復(fù)合刀具一、概述 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 3） 加 工 成 本 低 用 孔 加 工 復(fù) 合 刀 具 可 方 便 工 序 集 中 ， 從 而 減 少 工 序 或 工 位數(shù) 量 。 對(duì) 自 動(dòng) 加 工 生 產(chǎn) 線 則 可 以 大 大 節(jié) 省 投 資 ， 同 時(shí) 對(duì) 工人 的 操 作 水 平 要 求 也 較 低 。 4） 加 工 范 圍 廣 用

65、 孔 加 工 復(fù) 合 刀 具 不 僅 可 以 在 實(shí) 心 材 料 上 加 工 出 孔 ， 也 可對(duì) 已 有 孔 進(jìn) 行 擴(kuò) 孔 。 即 能 加 工 圓 柱 孔 、 圓 錐 孔 、 螺 紋 孔 、臺(tái) 階 孔 以 及 相 隔 一 定 距 離 的 同 軸 孔 ， 還 可 以 锪 凸 臺(tái) 、 沉 孔平 面 等 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) v圖5-32 孔加工復(fù)合刀具的切削圖形 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 注 意 ：v孔 加 工 復(fù) 合 刀 具 與 單 個(gè) 刀 具 相 比 較 ， 不 僅 需 要專(zhuān) 門(mén) 設(shè) 計(jì) 、 制 造 ， 同 時(shí) 刃 磨 也 比 較 麻 煩 。 因 此 ，孔 加 工

66、復(fù) 合 刀 具 多 用 于 成 批 大 量 生 產(chǎn) 的 組 合 機(jī) 床和 自 動(dòng) 線 上 。v如 果 復(fù) 合 刀 具 的 設(shè) 計(jì) 、 制 造 、 刃 磨 、 使 用 不 當(dāng)或 在 刀 具 管 理 上 缺 乏 相 應(yīng) 的 措 施 ， 也 難 以 得 到 預(yù)期 的 加 工 效 果 。 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) （二）孔加工復(fù)合刀具的分類(lèi) 1） 同 類(lèi) 工 藝 復(fù) 合 刀 具 復(fù) 合 鉆 、 復(fù) 合 擴(kuò) 孔 鉆 、 復(fù) 合鉸 刀 、 復(fù) 合 絲 錐 及 復(fù) 合 鏜 刀等 2） 、 不 同 類(lèi) 工 藝 復(fù) 合 刀 具 如 鉆 擴(kuò) 復(fù) 合 刀 具 、 鉆 擴(kuò) 鉸 復(fù) 合 刀 具 、 鉆 攻 復(fù) 合刀 具 、 鉆 鏜 復(fù) 合 刀 具 、 鏜 擴(kuò) 復(fù) 合 刀 具 、 鏜 锪 復(fù) 合刀 具 及 鉆 擴(kuò) 一 锪 復(fù) 合 刀 具等 第 五 章 專(zhuān) 用 刀 具 設(shè) 計(jì) 二、孔加工復(fù)合刀具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 設(shè) 計(jì) 孔 加 工 復(fù) 合 刀 具 時(shí) ， 各 單 個(gè) 刀 具 的 刀 刃 形 狀 、 幾 何 參 數(shù) 、刀 齒 數(shù) 、 切 削 錐 部 的 長(zhǎng) 度 及 配 合 孔 徑 （ 或 刀 柄 直 徑 ） 等 參