综合式圆孔拉刀设计.docx
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综合式圆孔拉刀设计
金属切削原理与刀具课程设计课程设计说明书
——综合式圆孔拉刀设计
学院：
芜湖职业技术学院
专业：
机械设计与制造
班级：
10机制<12>班
姓名：
王云龙
学号：
100101128
指导教师：
胡俊前
日期:
2012年5月
目录
一背景3
二拉刀工作部分设计7
1.拉削余量A的计算7
2.齿升量fz的确定7
3.齿数Z的确定7
4.各刀齿直径的计算.8
5.几何参数的确定8
6.齿距p的确定9
7．容屑槽尺寸计算9
8.分屑槽尺寸确定.10
三非工作部分的设计12
1.柄部的计算：
12
2.前导部与后导部直径和长度的确定12
3.颈部直径确定:
12
4.过渡锥长度确定12
5.工作部分长度
的确定13
四拉刀检验14
1.同时工件齿数Ze的确定14
2.校验容屑系数k14
3.拉刀强度校核14
4.机床拉刀校核15
五拉刀二维以及三维图16
六参考书目17
七小结18
一背景
1.已知条件：
（工件图）
（毛坯图）
2.分析以上两图知：
a.被拉孔直径
表面粗糙度为
b.预加工孔直径：
=
=
c.拉削长度：
d.工件材料：
45钢，
，185——220HBS，孔为钻孔坯。
e.拉床型号：
L6110型卧式拉床
2.刀具材料的选择
刀具材料选定为W18Cr4V
柄部选取为40Cr
3.拉削方式
综合式拉刀具有分层式和分块式拉削的优点，而且拉削余量较大，所以我们选择的拉削方式是综合式。
二拉刀工作部分设计
1.拉削余量A的计算
A=Dmmax–Domin=26.022–24.9=1.122mm
2.齿升量fz的确定
齿升量fz的大小，对拉削生产率和加工表面质量都有很重要的影响。
齿升量是根据工件材料的性质和拉刀的类型决定的，普通切削方式拉刀粗切齿的齿升量fz由《复杂刀具设计手册》表1-1-10查得：
αfⅠ=0.03mmαfⅡ=0.025mm、0.02mm、0.015mmαfⅢ=0.01mm
αfⅣ=0
3.齿数Z的确定
初选ZⅡ=3ZⅢ=4ZⅣ=6
ZⅠ=[A－（AZⅡ+AZⅢ）]／２×fzⅠ
=1.122－[２×（0.025+0.02+0.015）+（4×0.01）]／２×0.03=15.37
取ZⅠ=15余下未切除的余量为：
2A={1.121－[15×2×0.03＋2×（0.025＋0.02＋0.015）＋（4×2×0.01）]}=0.021mm
则过渡齿数：
ZⅡ=4
余下余量后分配后，则每齿直径应为：
2αfⅡ=0.05mm、0.04mm、0.03mm、0.022mm
调整后的齿数为：
ZⅠ=15+1ZⅡ=4ZⅢ=4+1ZⅣ=6
4.各刀齿直径的计算.
粗切齿直径DX1~DX16为：
24.9mm24.96mm25.02mm25.08mm25.14mm25.20mm25.26mm25.32mm25.38mm25.44mm25.5mm25.56mm25.62mm25.68mm25.74mm25.8mm
过渡齿直径DX17~DX20为：
25.85mm25.89mm25.92mm25.942mm
精切齿直径DX21~DX25为：
25.962mm25.982mm26.002mm26.022mm26.022mm
校核齿直径DX26~DX31为：
均为26.022mm
5.几何参数的确定
a.前角
前角
的大小是根据被加工材料性质选择的，材料的强度或硬度高，前角宜小；反之，前角宜大，前角的偏差值一般取为
°。
由《复杂刀具设计手册》表1-1-7可以查得：
=15°
b.后角
后角
是拉刀的类型及被加工工件所需的精度来决定的，校准齿的后角比切削齿的后角选的小些，切削齿后角的偏差取
，校准齿后角的偏差取
。
由《复杂刀具设计手册》表1-1-8可以查得：
切削齿后角2.5°
校准齿后角1°
c.刃带后角αb1和宽度ba选择
刀齿上的刃带是起支承拉刀平稳工作，保持重磨后直径不变和便于检测直径尺寸。
刃带应根据拉刀的类型及被加工材料的性质选择，在拉刀的切削齿上，允许有αb1=0。
根据《金属切削刀具课程设计参考资料》查得：
粗削齿：
ba=0.05mm
精削齿:
ba=0.1mm
校核齿：
ba=0.5mm
6.齿距p的确定
齿距是相邻两齿轴向的距离，齿距越小，同时工件的齿数越多，切削过程越平稳，加工表面的光洁度也越高，但齿距小时，容削槽容积也很小，比较容易堵塞。
齿距可按以下公式计算
对于普通式拉刀：
p=（1.25~1.8）x
=8.5mm我们取P=8mm。
精切和校准时一般为（0.6~0.8）p，所以取P校准=6mm
7．容屑槽尺寸计算
容屑槽尺寸主要取决于拉削长度及每齿的切削厚度。
我们选取圆弧齿背型容削槽。
由《复杂刀具设计手册表1-1-14）查得：
粗切和过渡齿容屑槽尺寸：
p=8h=2.5R=5g=3r=1.5
精切和校核齿容屑槽尺寸：
p=6h=2R=4g=2r=1
如下图所示:
8.分屑槽尺寸确定.
拉刀上开有分屑槽后,以利于切削变形和卷曲，便于容削。
同时我们选择的切削方式综合式，所以我们在粗切齿和过渡齿上选择的分屑槽是弧形槽，精切齿上开直角槽而且在最后1个精切齿上不开分屑槽校核切齿上不开分屑槽.
粗切齿和过渡齿以及精切齿上的分屑槽尺寸由《复杂刀具设计手册》表1.1-19可以查得:
弧形槽:
bn=6mmR=4mm
直角槽:
槽数n1=12槽宽bk=1mm
槽深hk=1mm槽底圆角半径：
r1=0.5mm
如下图所示:
三非工作部分的设计
1.柄部的计算：
选用柄部时，应尽量采用快速卡头的形状，因其制造容易，柄部强度高。
且柄部的直径小于预拉孔的最小直径，根据《拉刀设计手册》查取：
取D1=22mmL1=25mm
D2=16mmL2=30mm
2.前导部与后导部直径和长度的确定
前导部与后导部直径的基本尺寸分别为拉削前后被拉工件孔径的最小极小尺寸，其长度应大于2/3的拉削孔长度。
所以现取
D4=Domin=24.9mml4=40mm
D6=Dmmin=26mml6=40mm
3.颈部直径确定:
由前述计算并结合《拉刀设计手册》可以查得:
颈部直径D3=22mm
颈部长度L颈=la+lb
查《金属切削刀具课程设计参考资料——拉刀部分》表29
对于
型拉床
床壁厚度
花盘法兰厚度
所以颈部长度L颈=la+lb=60+30=90mm
4.过渡锥长度确定L3=10mm
后导部
5.工作部分长度
的确定
可以根据以下公式计算得到:
=（16+4）x8+（5+6）x6=186mm
6.拉刀总长度计算
L=L1+L2+L颈+L3+L4+
+L6=25+30+90+10+40+186+40=421mm
四拉刀检验
1.同时工件齿数Ze的确定
可根据以下公式计算：
Ze=L/P+1=34/8+1=5.25>3
所以符合要求
2.校验容屑系数k
用不同的拉刀加工不同材料时，最小容屑系数k也是不同的。
由齿升量和加工材料可以从表1-1-15中选取最小容屑系数
拉削刚料时，切削总是形成中空的卷屑，它们的体积总是大于被切下金属层的体积，二者的比值称为容屑系数k。
K=πh2/4fzl0=3.14x4x4/4x0.03x34=14.78>Kmin
所以选取适用。
3.拉刀强度校核
①第一齿槽底直径
：
②切削刃总长度
：
③最大拉削力
：
其中P为拉刀单位长度刀刃上的切削力由《复杂刀具设计手册》表1.1-25可以查的
P=12.1kg/mm
④最小断面拉应力
：
由公式
可计算得：
在这一部位所用材料为40Cr，所以由表1.1-36查的：
对于40Cr:
[
]=25kg/
<[
]=25kg/
所以经校核可知，这以拉刀强度是允许的。
4.机床拉刀校核
每一种型号的拉床都是规定的有允许的最大的拉力[
],拉削时最大拉削力
应小于机床实际允许拉力[Q]=（0.5~0.9）[
]。
一般对于新机床，上述公式中系数取0.9~1.0；对处于良好状态的旧机床，系数取0.8；对于处于不良状态下的旧机床，系数取0.5~0.7。
如果计算结果表明机床允许拉力或拉刀强度不够时，则应降低拉削力。
所以可得：
[Q]=0.9
所以[Q]>
=4939kg
也就是说机床校核允许。
五拉刀二维以及三维图
1.三维图
2.二维图
六参考书目
（1）《复杂刀具设计手册》机械工业出版社
（2）《金属切削刀具课程设计参考资料——拉刀部分》
（3）《刀具设计手册》
七小结
为期一周的金属切削与刀具课程设计已基本结束，回顾圆孔拉刀设计的整个过程，我觉得受益匪浅。
金属切削与刀具课程设计是整个相关课程的重要教学环节，使理论与现实更加接近，加深了我们对理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计的主要任务的独立把拉刀的整个设计过程弄清楚，在此基础上完成相关的设计任务，由于设计内容看似简单，其实所要做的辅助性工作也是相当多的，因为刀具设计过程中所涉及到的参数实在很多，所以在做课程设计之间，我又认真复习了从图书馆借来的拉刀设计的参考资料，学会了如何分析现有问题，并熟悉了设计步骤，知道了如何查阅手册和一些相关量的常规选取方法，以及要注意的问题等等。
在做的过程中，还结合了平时实习中所看到的实际情况，这也使我在思想素质和分析能力上都有所提高。
通过这次设计，我基本上掌握了拉刀设计的一般思路，并能够独立查询相关手册完成设计。
这次设计使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。
提高了我独立思考问题，解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础！
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