金属切削原理与刀具的课程设计说明书Word文档下载推荐.docx

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拉床类型选择……………………………………………………4

拉削切削部分的选择……………………………………………4

3.几何参数的确定……………………………………………………4

拉削方式的选择…………………………………………………4

确定拉削余量……………………………………………………5

确定齿升量、齿距及工作齿数…………………………………5

确定容屑槽的形状及尺寸………………………………………5

3.4.1容屑槽形状的选择…………………………………………5

确定容屑系数…………………………………………………5

确定容屑槽的深度……………………………………………5

确定刀具几何参数…………………………………………………5

设计分屑槽…………………………………………………………6

确定拉刀齿数及计算………………………………………………6

3.7.1拉刀齿数的计算…………………………………………………6

3.7.2计算拉刀直径……………………………………………………6

3.7.3各刀齿直径………………………………………………………7

3.7.1拉刀其他部分设计………………………………………………7

拉刀柄部设计………………………………………………………7

拉刀前、后导部设计………………………………………………7

拉刀尾部设计………………………………………………………8

拉刀总长度…………………………………………………………8

5.拉刀强度及拉床拉力校验…………………………………………8

拉削力………………………………………………………………8

拉刀强度校验………………………………………………………9

拉刀拉力校验………………………………………………………9

参考文献………………………………………………………………10

一、课程设计题目：

已知条件：

1、要加工的工件零件图如图所示。

2、工件材料：

45钢。

σb＝

3、使用拉床：

卧式内拉床L6110A。

零件图

零件尺寸参数表 

工件材料

组织状态

D

d

L

参数

45钢

调质

180±

50±

60±

要求：

1、设计出精加工拉刀，所设计的拉刀能够完成零件的内孔加工任务；

2、课程设计说明书一份。

1．拉刀的结构参数

拉削特点

拉削是利用拉刀切削金属的高生产率加工方法，可用来加工各种形状的通孔、槽以及简单或复杂形状的外表面。

拉削加工与其他切削方法相比，其特点表现在：

生产率高、加工精度和表面粗糙度高、成本低、机床结构简单、操作简单等。

拉刀材料选择

由于刀具材料为45钢，且σb＝，那么刀具材料选择40Cr。

拉床类型选择

有任务书知选用卧式拉床L6110A

拉刀切削部分的选择

切削部分是拉刀的重要部分，他决定着拉削生产率和加工表面质量。

设计切削部分是要解决下列任务：

选择拉削方式，确定拉削余量，选择前角、后角及齿升量，确定齿距及容屑槽数量和尺寸等。

3.几何参数的确定

拉削方式选择

拉削方式可分呢为分层式拉削法（成形式、渐成式）、分块拉削法和组合拉削法。

本次设计中，采用组合拉削法，她结合了成形式拉刀和分块式拉刀的有点，粗切齿按分块式设计，精切齿则采用成形式结构。

确定拉削余量

根据任务书提供数据，查《刀具设计手册》表，直径余量为：

取A=1.3mm

确定齿升量、齿距及工作齿数

拉刀齿距的大小，直接影响拉刀的容屑空间和拉刀长度以及拉削同时工作齿数。

由《金属切削原理与刀具》中查表，取fz=

齿距P=（～）√L取P=√L=，取P=11mm

工作齿数Ze=L／P+1=7

确定容屑槽形状及尺寸

3.4.1容屑槽形状选择

由于P=<

16mm,所以选择曲线齿背型容屑槽，其特点是：

容屑空间较大，便于切屑卷曲，用于拉削韧性材料。

3.4.2确定容屑系数

由《机械工程手册》中查表查得k=3

3.4.3计算容屑槽深度

因为设计的拉刀为综合式圆孔拉刀，则切削厚度hD=2fz=

根据公式：

h>

√khDL 

带入数据，得h>

由于切屑在容屑槽内卷曲和填充不可能很紧密，为保证容屑，容屑槽的有效体积须大于切屑所占体积，即取h=5mm

确定刀具几何参数

查《机械工程手册》表，工件材料为45钢，选择

前角：

15°

后角：

2°

30′ 

设计分屑槽

分屑槽是将较宽的切屑分割成窄切屑，以便于切屑卷曲、容纳和清除。

拉刀前、后刀齿上的分屑槽应交错磨出。

分屑槽分圆弧形和角度形两种，本次设计拉刀的粗切齿采用圆弧形分屑槽，精切齿采用角度形分屑槽，在设计分屑槽深度时应大于齿升量。

精切齿时采用角度形分屑槽时，从《机械工程手册》查表得，则取槽数为22

分屑槽宽度：

bk=

分屑槽深度：

hk= 

粗切齿时采用圆弧形分屑槽，从《机械工程手册》查表得，则取槽数为12

bk= 

确定拉刀齿数和直径

3.7.1拉刀齿数的计算

Z=A/2fz+（3～5）带入数据，得Z=18

3.7.2计算拉刀直径

dg=Dmmax-Δ带入数据，得dg=50.01mm

查《金属切削原理与刀具》表，得各类齿齿数为：

过渡齿：

5齿

精切齿：

校准齿：

粗切齿：

8齿

拉刀切削部分长度lq=18*11=198mm

校准部分长度lj=5*11=55mm

3.7.3各刀齿直径

所设计拉刀第一个粗切齿主要用于修正预制孔毛边，不设齿升量，直径等于预制孔的最小直径，其余粗切齿直径为前一刀齿直径加上两倍齿升量。

过渡齿齿升量逐步减少（直到接近精切齿齿升量，五齿齿升量分别取、、、、），其直径等于前一刀齿直径加上两倍实际齿升量。

最后一个精切齿直径与校准齿直径相同。

校准齿无齿升量，各齿直径相同。

取校准齿直径等于工作拉削后孔允许的最大直径，由于拉削后孔径会产生收缩，校准齿直径应取为

d0g=50.02mm

4.拉刀其他部分设计

拉刀柄部设计

因为拉床选择的是卧式内拉床L6110A,取拉刀柄部长度l1=30mm,l2=40mm,过渡总长l=125mm,取过渡锥长度l3=20mm,拉床床壁厚度H=60mm,花盘厚度H1=30mm,卡盘与床壁间隙lc=5mm,l3′=20mm,

查《机械工程手册》表查得，

拉刀柄部直径d1=42mm,d2=33mm

过渡锥的直径d3=37mm,

拉刀前、后导部设计

前导部直径的基本尺寸等于拉削预制孔的最小直径，长度一般等于工件拉削长度，当孔的长径比大于时，可取为，此次拉削孔的长径比为80：

25=＞，因此

前导部长度l4=L=60mm

前导部直径d4=Dwmin=+mm（L/D<

后导部长度l5==30mm

后导部直径d5=50mm

尾部设计

尾部长度l6==30mm

尾部直径d06等于护送托架衬套孔径，取d06=40mm

拉刀总长度

拉刀总长度是拉刀所有组成部分——柄部、颈部、过渡锥、前导部、切削部（包括粗切齿段、过渡齿段和精切齿段）、校准部、后导部及尾部的总和，即：

L=30+40+125+60+198+55+66+30+30=553mm取L=800mm

5拉刀强度及拉床拉力校验

拉削力

拉削时，虽然拉刀每个刀齿的切削很薄，但由于同时参加工作的的切削刃总长度很长，因此拉削力也很大。

最大拉削力可用下公式计算：

Fmax=Fc′πd0ZeN/2

式中Fc′----切削刃单位长度拉削力（N/mm） 

Ze---工作齿数

d0---拉刀直径

由fz=,查《复杂刀具设计手册》表知， 

Fc=×

=

代入数据，得Fmax=

拉刀强度校验

拉刀工作，主要承受拉应力，按下式校验 

σ=Fmax/Amax≤[σ]

式中 

Amax——拉刀上的危险截面面积（mm2）；

Fmax——拉刀材料的许用应力（MPa）。

高速钢对应的许用应力[σ]=343~392MPa.

40Cr的许用应力，本次设计拉刀刀柄采用40Cr，因此。

拉刀危险截面为柄部截面面积，即：

σ=Fmax/Amax=4Fmax/πD22=<

392MPa

故拉力强度符合要求。

拉床拉力校验

拉刀工作时的最大拉削力应小于拉床的实际拉力，即

Fmax<

=Km*Fm

Fm——拉床额定拉力（N）；

Km——拉床状态系数，新拉床 

Km=，较好状态的旧拉床 

Km=，不良状态的旧拉床 

Km=~. 

这里取Km= 

。

查《机械加工工艺手册》表，得L6110拉床的额定拉力为200KN，

Km×

Fm=98000×

=88200N>

Fmax=

机床拉力满足条件

参考文献：

[1]韩荣第,金属切削原理与刀具.第三版,哈尔滨工业大学,

[2]华南工学院.金属切削原理及刀具设计：

上册［M］.甘肃工业大学,1980

[3]四川省机械工业局,复杂刀具设计手册.第一版,机械工业,

[4]陈于萍，周兆元编.互换性与测量技术.第二版,机械工业出版社

[5]于永泗,齐民主编.机械工程材料.大连理工大学出版社.