圆孔拉刀设计说明书

1、课程设计说明书 圆孔拉刀设计学生姓名： 王洁 学 号：学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 金属切削原理与刀具课程设计 指导教师： 高爱华 2011年12月28日课程设计说明书金属切削原理与刀具课程设计圆孔拉刀设计 任务书 （1）设计要求 在L6110型卧室拉床上，拉制上图所示零件的孔，已知工件材料45钢， ，185220HBS,坯孔为钻孔，尺寸见下表分组。要求设计一把空拉刀。已知参数: （拉后孔径） （拉前孔径）（2）完成作业1）拉刀工作图2）设计说明书一、内容摘要 拉刀的种类很多，其中圆孔拉刀是使用很广泛的一种，圆孔拉刀由工作部分与非工作部分组成。圆孔拉

2、刀在加工工件时，因拉削方式不同每个刀齿的切屑层形状，切削顺序和切削位置也不同，而且它与切削力的大小，刀齿的负荷，加工质量，拉刀耐用度拉削长度等都有密切的关系，因此要根据需要设计拉刀。拉刀上有很多齿，后一个刀齿（或后一组刀齿）的齿高要高于（或齿宽宽于）前一个刀齿（或前一组刀齿），所以当拉刀作直线运动时，便能依次的从工件上切下很薄的金属层。故加工质量好，生产效率高。拉刀寿命长，并且拉床结构简单。拉削有如下特点 ：1）拉削时只有主运动，拉床结构简单操作方便。2）拉削速度较低，一般为 ，拉削平稳，且切削厚度很薄，因此拉刀精度可达到 ，表面粗糙度达 。3）同时工作的刀齿多，切削刃长，一次行程完成粗、精加

3、工，生产效率高。4）每一刀齿在工作过程中只切削一次，刀齿磨损慢，刀具耐用度高，寿命长。5）加工范围广，可拉削各种形状的通孔和外表面，但拉刀设计、制造复杂，价格昂贵，较适于大批量生产中应用。前言 将近一学期的金属切削原理及刀具的学习和认识，我们了解了各种刀具的材料，使用范围，使用方法及其性能；并且能够自己动手设计并能根据设计条件及加工条件查用资料、工作手册及公式具备计算设计简单刀具的能力 。目 录1、已知条件52、刀具材料的选择63、几何参数的确定64、齿升量的确定75、齿距的确定76、拉刀刚度允许最大槽深87、检验容屑系数88、容屑槽尺寸89、柄部的计算910、拉刀强度的校核911、机床拉刀校

4、核1012、拉刀校准齿直径1113、拉刀余量1114、切削齿齿数1115、校准齿齿数1116、确定各刀齿直径1217、切削部分长度1218、校准切削部分长度1219、分屑槽长度1220、前导部的直径和长度1321、后导部的直径和长度1322、柄部前端到第一齿长度1323、拉刀总长度1424、中心孔14参考书目 14小 结151、已知条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，185220HBS，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W18Cr4V3.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

5、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，内拉刀的后角应比外拉刀选的小些，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 校准齿后角c.刃带的选择 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=0°，宽度=0.05mm的刃带。 根据金属切削刀具课程设计参考资料查得： =0.05mm =0.6mm4.齿升量

6、的确定 齿升量的大小，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，综合式切削方式拉刀粗切齿的齿升量由复杂刀具设计手册表1-1-10查得： =0.04mm5. a.齿距t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： 对于综合式式拉刀： b.同时工件齿数的确定 可根据1.1-13查取=46.拉刀刚度允许最大槽深 根据实际生产经验，不同直径拉刀按刚度允许的最大槽深也是不同的，可以查复杂刀具设计手册表1-1-8得： =4mm7.校验容屑系数

7、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复杂刀具设计手册表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。 所以选取适用。8容屑槽尺寸 容屑槽尺寸主要取决于拉削长度及每齿的切削厚度。槽的各个参数与齿距t之间的关系大致如下： h=(0.450.38)t g=(0.350.30)t R=(0.650.70)t r=0.5h 所以各值如下： （由复杂刀具设计手册表1-1-14）查得：切削齿：t=8 h=2.5 R=5 g=3 r=1.3校正齿：=5 h=2 R=3.5 g=

8、1.5 r=19. 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。柄直径按标准选取，所以现取由由复杂刀具设计手册表1-1-25查的: 最小横截面：95刀柄强度允许拉力p：对于W18Cr4V: p=3325kg =35kg/对于45Cr： p=1900kg =20.1kg/10. 拉刀强度校核第一齿槽底直径：切削刃总长度：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最小断面拉应力：由公式可计算得：在这一部位所用材料为W18Cr4V，所以由复杂刀具设计手册表1.1-36查的：对于W18Cr4V:=35kg

9、/ <=35kg/所以经校核可知，这以拉刀强度是允许的。11.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=（0.50.9）。一般对于新机床，上述公式中系数取0.91.0；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0.50.7。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 >=3040kg 也就是说机床校核允许。12拉刀校准齿直径.为了保证拉刀有最长的使用寿命，校准齿和最后一个精切的直径，应等于被拉孔的最大直径，并考虑到拉削时由于金属或工件变形而引起的孔尺

10、寸变化。校准齿的直径为： 变形量由复杂刀具设计手册表1.1-24查得： 变形量=0所以 13拉削余量 单边余量14切削齿齿数 切削齿齿数可以根据公式计算得出 取=1815校准齿齿数：校准齿的齿数视加工孔的精度而定。孔的精度要求较高时，校准齿齿数取的也变越多。根据复杂刀具设计手册表1.1-23S可以查得:对于圆孔拉刀,加工工级及8级精度的孔时,选取=716.确定各刀齿直径.<详见拉刀图纸>17.切削部分长度 可以根据以下公式计算得到: 18.校准切削剖长度 拉刀校准切削剖长度:19.分屑槽尺寸. 拉刀上开有分屑槽后,会降低加工表面的光洁度,为了提高孔的加工质量,在最后1个精切齿上不开

11、分屑槽. 切齿上不开分屑槽. 拉刀的分屑槽尺寸由表1.1-19可以查得: 槽数 槽宽 槽深 槽底圆角半径20.前导部的直径和长度. a. 前导部直径: 由表1.1-29拉刀前导部及后导部的形状和尺寸可知:选取了前导部形状得: 偏差取dd或dcb. 前导部长度: 由表1.1-29可知: 取=25mm21.后导部直径 a.由表1.1-29后导部中选取可得: b. 后导部长度. 由表1.129和表1.1-30可知:从表1.1-30中直接选取22.柄部前端到第一齿长度.a.颈部直径: 由前述计算并结合复杂刀具设计手册表1.1-25可以查得: 颈部直径 颈部长径 查金属切削刀具课程设计参考资料拉刀部分表

12、29 对于型拉床床壁厚度花盘法兰厚度所以颈部长度b.过渡锥所以 柄部前端到第一齿长度23拉刀总长度24中心孔 查复杂刀具设计手册总附表可知： d=2mm D=5mm L=5mm l=3mm a=0.8mm25.参考书目（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 袁哲俊 刘明华 机械工业出版社（4）金属切削原理与刀具小 结 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