圆孔拉刀设计

新乡学院

课程设计说明书

学生姓名：袁琛学号：12042010113

学院：机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化

题目：圆孔拉刀的设计

指导教师：梁炜

2013年06月03日

圆孔拉刀设计

设 计 说 明 及 计 算

备 注

设计课题

如图所示，材料为σb=0.735GPa 的45钢料，硬度为185—220HBS 。内孔尺寸φ20H7×30mm ；在L6120型卧式拉床上加工，拉床工作状态良好。要求设计圆拉刀。拉前预制孔用麻花钻或扩孔钻作出。

设计步骤如下： 1）选择拉刀的材料及热处理硬度，查高速钢牌号及用途表选择W6Mo5Cr4V2高速钢按整体式制造拉刀，热处理要求：刀齿及后导部 63—66HRC ；前导部 60—66HRC ；前柄 45—58HRC 。 2）确定拉削方式 综合式拉刀较短，适于拉削碳钢和低合金钢，拉削精度和表面质量并不低于其它拉削方式，且拉刀耐用度较高。因此，本例选择综合式拉削。 3）选择刀齿几何参数 查拉刀前角及后角推荐值表，选择拉刀前角γ0=15°，粗切齿：α0=3°30′,b a1=0.1 精切齿：α0=2°30′,b a1=0.15 校准齿: α0=1°30′,b a1=0.2。 4) 确定校准齿直径 d 拉刀校准齿=d 拉削孔+δ=20.035mm 式中δ----- 拉削变形（收缩）量，δ=0.01mm. 5) 确定拉削余量，计算余量为 mm l d A m 922.03015.020005.0)2.0~1.0(005.0'=⨯+⨯=+=

按GB1439-78《锥柄长麻花钻》第1系列取φ19.0mm 的钻头。这样实际拉削余量为 A=20.035-19.0=1.035mm 6) 选取齿升量 查分层式拉刀粗切齿齿升量表，选取粗切齿齿升量a f =0.03mm 。 7）设计容屑槽 （1）计算齿距 查拉刀齿距及同时工作齿数表，粗切齿与过渡齿齿距为 高速钢牌号及用途表出自刀具设计手册第113页，附录表-5

拉刀前角及后

角推荐表出自刀具设计手册

第66页表4-2，表4-3

分层式拉刀粗切齿齿升量表出自刀具设计

手册第67页表

mm l p 2.8~8.630)5.1~25.1()5.1~25.1(===

取 p=8mm. 精切齿和校准齿齿距取为 mm p p p x j 5)8.0~6.0(===

（2）选取拉刀容屑槽 查拉刀容屑槽形状及尺寸表，选曲线齿背型，粗切齿和过渡齿取深槽，h=3mm ；精切齿和校准齿取基本槽，h=2mm 。 （3）校验容屑条件 查拉刀容屑槽容屑系数表取容屑系数k=3.0，则 mm l a k h f 63.23003.02313.1)2(13.1'=⨯⨯⨯⨯==

h’

90sin 19)7.0~3.0(90sin min 0=-⨯=-=

切削宽度 mm a n d a k w 34.55.46

90sin 19290sin 2min 0=-⨯⨯=-=

因aw>a ，可使拉削表面质量较好，前后刀齿重叠拉削而无空隙。 三角形槽按圆拉刀三角形分屑槽参数设计，d 0=20mm ，槽数 12)5

1~61(0==d n π

槽宽b=0.8—1mm ，槽深h ’=0.4mm ，槽形角ω≥90°。 前后刀齿的分屑槽应在圆周方向错开半个槽距，交错排列。 9) 选择拉刀前柄 查圆柱形前柄GB3832.2-83选用Ⅱ型-A 无周向定位面的圆柱形前柄，取d 1=18mm ，卡爪处底径d 2=13.5mm ，其他见拉刀零件图。 拉刀不设后柄。 10）校验拉刀强度与拉床载荷 （1）拉削力的计算 查拉削力计算公式及修正系数表和拉刀切削刃切削力表，根据综合式拉削特点，切削厚度ac=2af: KN

k k k k k Z a F F e w z 67.39101113.11.11.1422014.32311033

43210max 'max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∑=-- (2) 拉刀强度校验 拉刀最小断面为前柄卡爪底部，其面积为： 22

22min 1.14345.1314.34mm d A r =⨯==

π 4-4，拉刀齿距及同时工作齿

数表出自刀具设计手册第69

页表4-7,拉刀

容屑槽形状及

尺寸表出自刀具设计手册第

69页表4-8，

拉刀容屑槽容

屑系数表出自

刀具设计手册第71页表4-10

圆拉刀弧形分

屑槽参数设计

和拉刀三角形

分屑槽参数设计参考刀具设

计手册第71，

72页表4-11，

表4-12

圆柱形前柄

GB3832.2-83参考刀具设计

手册第73页表4-17

拉削力计算公式及修正系数表和拉刀切削刃切削力表参考刀具设计手

册第76，77页

表4-20，表

4-21，表4-22

危险断面部位的拉应力为：

GPa GPa A F r 2772.01

.14367

.39min max ===σ 查高速钢拉刀许用应力表高速钢圆拉刀许用应力[σ]=0.35—0.4GPa ，显然σ< [σ]，拉刀强度校验合格。 (3) 拉床拉力校验 已知使用的拉床L6120状态良好，查拉床参数表得知L6120公称拉力为200KN ，查拉床工作状态修正系数表得修正系数k=0.8，所以拉床实际拉力 KN F 1608.0200=⨯=实际

显然，F max

其中，前2齿为过渡齿；后3齿为精切齿。 粗切齿齿数为： 12104

.0216

.0035.112=+⨯-=+--=f j g c a A A A z 粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量 mm mm 04.1]16.004.02)112[(=+⨯⨯-

因(1.035-1.04)mm=-0.005mm ，切除过多，因此将最后一个精切齿齿升量改为0.005mm 。 查拉刀校准部齿数表取校准齿6个，其直径d ox =20.035。 这样拉刀的总齿数为： 2363212=+++=+++x j g c z z z z

各齿直径尺寸及其公差见下表: 齿 号 直径基本尺寸D(mm) 直径尺寸公差(mm)

1 19.000

±0.015 2 19.080

3 19.160

4 19.240

5 19.320

6 19.400

7 19.480

8 19.560

9 19.640

10 19.720

11 19.800

12 19.880

13 19.930 ±0.010

拉床参数表及

拉床工作状态

修正系数表参考刀具设计手

册第78页表4-23，表4-24

拉刀校准部齿

数表参考刀具

设计手册第73页表4-14