拉刀课程设计

拉刀课程设计 机械工程学院刀具课程设计

2 目录

一．圆孔拉刀设计任务书 .................................... 3

1．设计题目 .................................................. 3

二．设计过程 ........................................................ 4

（1）拉刀材料 5

（2）拉削方式 5

（3）几何参数 5

（4）校准齿直径 5

（5） 拉削余量 .......................................... 5

（6） 齿升量 .............................................. 5

（7） 容屑槽 .............................................. 5

（8） 分层式拉刀粗切齿、过度齿和精切齿均采用三角形分屑槽 .................................... 6

（9） 前柄部形状和尺寸 .......................... 6

（10） 校验拉刀强度与拉床载荷 .............. 6

（11） 齿数及每齿直径 .............................. 7

（12）拉刀及其他部分 ................................ 7

（13）计算和校验拉刀总长 ........................ 8 机械工程学院刀具课程设计

3 (14) 制定技术条件 ...................................... 8

三．技术条件 ........................................................ 9

四．课程设计小结 .............................................. 10

五．参考文献 ...................................................... 11

一．圆孔拉刀设计任务书

1．设计题目

已知条件：

1、要加工的工件零件图如图所示。

2、工件材料：HT200

1.3.其

d ±0.1 L 机械工程学院刀具课程设计

4

零件图

零件尺寸参数表

工件材料 组织状态 D d L

参数 HT200 200±0.1 0.030060 60

要求：

1、 设计刀具工作图一份；

2、 课程设计说明书一份。

二．设计过程

工件直径0.030060长度60mm，材料HT200，工作如上图所示；

拉床为L6140型不良状态的旧拉床，采用10%极压乳化液，拉削后孔的扩张量为0.01mm。

设计步骤如下： 机械工程学院刀具课程设计

5 （1） 拉刀材料：由于工件材料为HT200，且热处理状态为，那么刀具材料选择W18Cr4V。

（2） 拉削方式：分层式

（3） 几何参数：由《金属切削机床与刀具课程设计指导书》表4.2，选择前角

0 =5°，精切齿与校准齿前刀面倒棱 b1 =0.5～1.0mm，10 =-5°；

由《金属切削机床与刀具课程设计指导书》表4.3，选择粗切齿后角 0=3°，倒棱宽1b≦0.2mm，精切齿后角0=2°，倒棱宽1b=0.3mm，校准齿后 角0=1°，倒棱宽1b=0.6mm

（4） 校准齿直径（以角标x表示校准齿的参数）

0xd=maxmd

式中—扩张量，取=0.01mm，则oxd=60.030-0.01=60.020mm；

（5） 拉削余量：按表4.1计算。当预制孔采用钻削加工时，A的初值为

0.0050.11.07mAdlmm

采用59钻头，最小孔径为min59,wd拉削余量为

0min1.02xwAddmm

（6） 齿升量。按表4.8取粗切齿齿升量为mmf040.0。

（7） 容屑槽。

①计算齿距。按表4.8粗切齿与过渡齿齿距为

(1.3~1.6)6010.06~12.41pmm，取11mm

取精切齿与校准齿齿距（用角标j表示精切齿的参数）

(0.6~0.8)6.6~8.8jxpppmm,取7mm

②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h=4mm，g=4mm，r=2mm，R=7mm，精切齿与校准齿取h=2.5mm，g=2.5mm，r=1.3mm，R=4mm。

③校验容屑槽条件

lKhf213.1 机械工程学院刀具课程设计

6 按表4.11，取容屑系数K=2.5，工件长度l=60mm，齿升量mmf040.0，则

1.1321.132.520.04603.9fKlmm

而容屑槽深h=4mm,所以1.132,fhKl校验合格。

④校验同时工作齿数。按表4.8计算。

min5.45elZp

max16.45elZp

满足83eZ的校验条件。

（8） 分层式拉刀粗切齿、过度齿和精切齿均采用三角形分屑槽。

根据表4.12，当直径0d=60mm时，三角形分屑槽数为

011(~)26.92~31.476knd

取kn=28

槽宽b=1～1.2mm，槽深h，=0.4～0.5mm。

前后齿分屑槽应交错排列。校准齿不做分屑槽。

（9） 前柄部形状和尺寸。

按表4.18，选用Ⅱ型-A式无周向定位面的圆柱形前柄，取d1=56mm，最小断面处直径为d2=42mm。

（10） 校验拉刀强度与拉床载荷。

按表4.21、4.22、4.23计算最大拉削力。综合式拉刀粗切齿的切削厚度为齿升量af的1倍，1mm长度刀刃上的切削力Fz，，应按2af确定。

3maxzwemax01234F FaZkkkkk10，

3=196606.4511.150.91.13110278.6kN

柄部最小断面处为危险断面，直径为Φ42，面积为 机械工程学院刀具课程设计

7 22min421384.744Amm

拉应力为

maxmin0.2GpaFA

按表4.26，【σ】=0.35-0.40GPa，则【σ】>σ,校验合格。

按表4.24、4.25，拉床允许的拉力为

Frk=400×0.7=280kN

由上述可知，拉削力Fmax =278.6N，则Frk> Fmax,拉床载荷校验合格。

（11） 齿数及每齿直径。

取过度齿与精切齿齿升量为0.032、0.024、0.020、0.016、

0.012、0.008、0.005mm。后四齿齿升量小于粗切齿的1/2，为精切齿，而前三齿称过度齿。

过度齿与精切齿切除的余量为:

gj AA20.0320.0240.0200.0160.0120.0080.0050.234mm（）

则粗切齿齿数Zc为（第一个粗切齿齿升量为零）

c()1.020.234Z1111220.04gjfAAA

粗切齿与过度齿，精切齿共切除余量为(11-1)×2×0.04+0.234=1.034mm，多切除余量0.014mm的余量，需要调整各齿齿升量。各齿直径列于图的尺寸表中。

按表4.15取6个校准齿，共有粗切齿、过度齿、精切齿、校准齿齿数为

11+3+4+6=24（个）

（12）拉刀及其他部分。

根据表4.20，取前导部的直径与长度为 机械工程学院刀具课程设计

8 d4=dwmin=59mm

l4=l=60mm

后导部的直径与长度为

d7=dxmin=60mm

l7=（0.5~0.7）l=（0.5~0.7）×60=（30~42）mm，取30mm

前柄端面至第一齿的距离：

''11s4LlmBAl

查表4.18，l1，=l3=130mm，m取20mm，查表4.24，Bs =100mm，A=50mm，前导部l4=60mm，则

L1，=130+20+100+50+60=360mm

颈部直径为

d2=d1-（0.3~0.5）=56-0.5=55.5mm

过度锥长度为15mm。

拉刀直径较小，不设后柄部。

（13）计算和校验拉刀总长。

粗切齿与过度齿的长度

l5=11 ×（11+3）=154mm

粗切齿与校准齿的长度

l6=7 ×（4+6）=70mm

总长为

L=L1,+l5+l6+l7=360+154+70+30=614mm

最后取L=620mm,L, =366mm.

查表4.29，当拉刀直径为60时，允许长度24×60=1440mm，总长度校验合格。

(14) 制定技术条件。 机械工程学院刀具课程设计

9 三．技术条件

1.拉刀材料：W18Cr4V。

2.拉刀热处理硬度：刀齿及后导部HRC63~66；前导部HRC40~52；允许进行表面强化处理。

3.No22-27齿外圆直径尺寸的一致性为0.005mm，且不允许有正锥度。

4.No1-20齿外圆表面对G-H基准轴线的径向圆跳动公差为0.030mm。

5. No21-27齿外圆表面对G-H基准轴线的径向圆跳动公差为0.007mm。

6.拉刀各部径向跳动应在同一方向。

7.拉刀表面不得有裂纹、碰伤、锈迹等影响使用性能的缺陷。

8拉刀切削刃应锋利，不得有毛刺、崩刃和磨削烧伤。

9.拉刀容屑槽表面应磨光，且不得有凹凸不平等影响卷屑效果的缺陷。

10.在拉刀颈部打印：厂标、Ф56H7、γ5o、L50、制造年月、产品编号。

11.拉刀按GB3831-83标准验收。