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1、 太原工业学院金属切削原理与刀具课程设计课程设计说明书圆孔拉刀设计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（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。0.735bGPa要求设计一把孔拉刀。已知参数: （拉后孔径）0.26MDm00.134L（拉前孔径）.25W（2）完成作业1）拉刀工作图2）计算说明书目 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77 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
2、核911 机床拉刀校核1012 拉刀校准齿直径1013 拉刀余量1114 切削齿齿数1115 校准齿齿数1116 确定各刀齿直径1117 切削部分长度1118 校准切削部分长度1219 分屑槽长度1220 前导部的直径和长度1221 后导部的直径和长度1222 柄部前端到第一齿长度1323 拉刀总长度1324 中心孔13参考书目14小结15金属切削原理与刀具课程设计圆孔拉刀设计1. 已知条件：a.被拉孔直径 0.26mD+=表面粗糙度为 .8aRb.预加工孔直径：= =0w0.125+-c.拉削长度：0.134lm-d.工件材料：45 钢， ，185220HBS ，孔为钻孔坯。0.735bGP
3、ad=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 W18Cr4V柄部选取为 40Cr3.几何参数的确定a. 前角 0r前角 的大小是根据被加工材料性质选择的，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 。2由复杂刀具设计手册表 1-1-7 可以查得： =15 0rb. 后角 0a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 。3015由复杂刀具设计手册表 1-1-8 可以查得：切削齿后角 02a=校准齿后角 135zc.刃带 的选择
4、1ab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。1ab根据金属切削刀具课程设计参考资料查得：=0.05mm1ab切 =0.6mm1ab校4.齿升量 的确定zs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z响。齿升量是根据工件材料的性质和拉刀的类型决定的，普通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：zs=0.025mmzs5. 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
5、计算：对于普通式拉刀： 0(1.25.)(1.25.)348.5tl m=-=-=b.同时工件齿数 =的确定iZ可根据以下公式计算后结果取整，015.7ilZt=+6.拉刀刚度允许最大槽深 maxh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，可以查表 1-1-8 得：=5mmmaxh7.校验容屑系数 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表 1-1-15 中选取最小容屑系数min2.5k=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。22min03.14.7845zhk ks
6、lp=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=3.233.825g=(0.350.30)t=2.552.975R=(0.650.70)t=5.5255.95r=0.5h=1.6151.9125所以各值如下：（由表 1-1-14）查得：切削齿：t=8 h=2.5 R=5g=3 r=1.3校正齿： =6 h=2 R=4 ztg=2 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 至少比预加工孔直径销 5mm，然后才能按标准选取，1D所以现取 0.2
7、58由表 1.1-25 查的:175lm0.2817m21D0.l5c最小横截面：227 2刀柄强度允许拉力p：对于 W18Cr4V: p=7945kg =35kg/2m对于 45Cr： p=4540kg =20.1kg/10. 拉刀强度校核第一齿槽底直径 ：d25.20wdDhm切削刃总长度 ：B3.1468.1.6MB最大拉削力 ：maxPmaxiPZ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 QP=12.1kg/mmmax12.865493Pkg最小断面拉应力 ：由公式 可计算得：maxinF249321.75/kgm在这一部位所用材料为 Cr，所
8、以由表 1.1-36 查的：对于 40Cr: =25kg/2m=4939kgmaxP也就是说机床校核允许。12拉刀校准齿直径 .zD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max件变形而引起的孔尺寸变化。校准齿的直径 为：zD变形量maxz由复杂刀具设计手册表 1.1-24 查得：变形量 =0所以 0.2max6zDm13拉削余量 0A02.5zw单边余量 0/1./0.1m14切削齿齿数 qZ切削齿齿数可以根据公式计算得出01.02(5)(5)2.45.2qzAS取 =24qZ15校准齿齿数 ：z校准齿的齿数视加工孔的精度
9、而定。孔的精度要求较高时，校准齿齿数取的也变越多。根据表 1.1-23S 可以查得:对于圆孔拉刀,加工工级及 2 级精度的孔时,选取 =7zZ16.确定各刀齿直径.17.切削部分长度 qI可以根据以下公式计算得到:.82419qItm18.校准切削剖长度 zI拉刀校准切削剖长度: 6742zztZm19.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 18n1bm槽深 槽底圆角半径10.7hm10.3r20.前导部的直径和长度.a. 前导部直径 :3D由
10、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:0.1325wD偏差取 dd 或 dcb. 前导部长度:由表 1.1-29 可知:30(.751.)(.751.0)3425.ll m取 =30mmL21.后导部直径 4Da.由表 1.1-29 后导部中选取可得:0.24max6b. 后导部长度.由表 1.129 和表 1.1-30 可知: 40(.57)(.57)3412.8LLm从表 1.1-30 中直接选取 022.柄部前端到第一齿长度.a.颈部直径:由前述计算并结合表 1.1-25 可以查得:颈部直径 21Dm颈部长径 baLl查金属切削刀具课程设计参考资料拉刀
11、部分表 29对于 型拉床610床壁厚度 blm花盘法兰厚度 30a所以颈部直径 269Lb.过渡锥 315m所以 柄部前端到第一齿长度 1I 1230795342Ill m取 =230m23拉刀总长度 124301924309ggLLm24中心孔查金属切削刀具课程设计参考资料表 33 可知：d=2.5mm D=6mm L=6mml=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小 结为期一周的金属切削与刀具课程设计已基本结束，回顾圆孔拉刀设计的整个过程，我觉得受益匪浅。金属切削与刀具课程设计是整个相关课程的重要教学环节，
12、使理论与现实更加接近，加深了我们对理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。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，并能够独立查询相关手册完成设计。这次设计使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我独立思考问题，解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础！
