拉刀设计计算说明书

拉刀设计计算说明书

[原始条件]

工件直径为：Φ45H7（0025

.0+），长度为：45～60mm ，材料为45#

钢，调质处理后硬度为HB220～250，抗拉强度为：0.75GPa ，工件如下图所示。使用机床为L6140拉床。试设计圆孔拉刀。

设计步骤如下：

（1）拉刀材料：W18Cr4V.

（2）拉削方式：综合式

（3）几何参数：按文献【1】表4.2，加工材料45#钢，硬度为HB220～250，抗拉强度GPa b 75.0=σ，故取前角 15=o γ，精切齿与校准齿前刀面倒棱， 5,1~5.011==o mm b γγ。

按文献【1】表4.3，取粗切齿后角 3o =α，倒棱宽mm b 2.01

≤α，精切齿后角 2=o α，mm b 3.01=α，校准齿 1=o α，mm b 6.01

=α。 （4）校准齿直径（以角标x 表示校准齿的参数）

δ+=max 0m x d d 式中 δ—收缩量，取mm 01.0=δ，则mm d d m x 035.3001.0025.30max 0=+=+=δ。

（5）拉削余量：文献【1】表4.1计算。当预制孔采用钻削加工时，A 的初值为mm l d A m 78.0401.030005.01.0005.0=⨯+⨯=+= 采用Ø29的钻头，最小孔径mm d w 29min =，拉削余量为

mm d d A w x 035.129035.30min 0=-=-=

(6)齿升量：按表4.4，取粗切齿的齿升量为mm a f 03.0=（综合轮切式圆孔拉刀）。

(7)容屑槽：

①计算齿距。按表4.8，粗切齿与过渡齿齿距为

mm p 930)6.1~3.1(≈=

取精切齿与校准齿齿距（用角标j 表示精切齿的参数）

mm p p p x j 2.7~5.49)8.0~6.0()8.0~6.0(=⨯===

取mm p p x j 6==

②由于本设计中采用综合式拉刀的形式，故容屑槽形状及尺寸采用曲线齿背。按表4.9基本槽型，

粗切齿与过渡齿取mm R mm r mm g mm h 5,8.1,3,5.3====，

精切齿与校准齿取mm R mm r mm g mm h 4,1,2,2====，如图1所示 ③校验容屑条件

l a K h f 213.1⨯≥

按表4.11 轮切式拉刀容屑槽的容屑系数，由切削宽度

mm a a f e 06.003.022=⨯==，取容屑系数0.3=K ,工件最大长度mm l 40=,

齿升量mm a f 03.0=，则

mm l a K h f 03.34003.020.313.1213.1=⨯⨯⨯⨯=⨯≥，

而容屑槽深度mm h 5.3=，符合容屑条件。

④校验同时工作齿数。按表4.8 拉刀齿距及同时工作齿数计算， 3925min min ≈==p l Z e ，519

401max max ≈+=+=p l Z e 满足83≤≤e Z 的校验条件。

（8）综合式拉刀粗切齿与过渡齿用弧形分屑槽，精切齿用三角形分屑槽（为什么？）。

根据表4.13 圆拉刀弧形分屑槽，当最小直径mm d 29min 0=时，弧形分屑槽数8=k n 。槽宽为

mm n d a k 5)7.0~3.0(8

90sin 29)7.0~3.0(90sin min 0≈-⨯=-= 切削宽度

mm a n d a k w 658

90sin 29290sin 2min 0≈-⨯⨯=-=

根据表4.12 圆拉刀三角形分屑槽，当直径mm d 300=时，三角形分屑槽数位

1530)6

1~71()61~71(0≈⨯==ππd n k 槽宽mm b 2.1~0.1=，槽深mm h 5.0~4.0'=。

前后齿分屑槽应交错排列。校准齿及最后一个精切齿不做分屑槽。

（9）前柄部形状和尺寸。按表4.18 圆柱形前柄II 型GB3832.2-83，选用II 型-A 式无周向定位面的圆柱形前柄，mm d 251=，最小断面处的直径为mm d 192=。

（10）校验拉刀强度与拉床载荷 按表4.23、4.24、4.25计算最大拉削力。综合式拉刀粗切齿的切削厚度f e a a 2=，故1mm 长度刀刃上的切

削力'z F 应按f a 2确定。

kN k k k k k Z a F F w z 6.88101113.115.127.152

30228103343210max 'max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=--∑π柄部最小断面处为危险断面，直径为mm d 192=，面积为

22

min 283419mm A =⨯=π

拉应力为

GPa A F 31.0283

3.88min max ===σ 按表

4.26高速钢拉刀的许用应力，[][],G Pa 3

5.0σσσ>=，则校验合格。 按表4.24、4.25，拉床允许的拉力为

kN F kN k F T 3.883208.0400max =>=⨯=,拉床载荷校验合格。

（11）齿数及每齿直径。取过渡齿与精切齿齿升量为0.025、0.020、0.015、0.010、0.005。后三齿齿升量小于粗切齿齿升量f a 的1/2，

为精切齿，前两齿为过渡齿。过渡齿与精切齿切除的余量为mm A A j g 15.0)005.0010.0015.0020.0025.0(2=++++⨯=+，则粗切齿齿数c Z 为（第一个粗切齿齿升量为零）

15103

.0215.0035.112)

(=+⨯-=++-=f j g e a A A A Z 粗切齿与过渡齿，精切齿共切除余量为mm 99.015.003.021-15=+⨯⨯）（， 剩余余量为1.035-0.99=0.045mm,可以在增加一个精切齿。调整后精切齿齿升量为0.015,0.01375,0.0125,0.01125。如图1中所示尺寸表中。