腰形孔拉刀设计doc.docx
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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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