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 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。 备 注 高速钢牌号及 用途表出自刀设计步骤如下： 具设计手册第 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113页，附录表体式制造拉刀，热处理要求：刀齿及后导部 63—66HRC；前导部 60—66HRC；前柄 45—58HRC。 -5 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。 拉刀前角及后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：角推荐表出自α0=3°30′,ba1=0.1 精切齿：α0=2°30′,ba1=0.15 校准齿: α0=1°30′,ba1=0.2。 刀具设计手册4) 确定校准齿直径 第66页表4-2， d拉刀校准齿=d拉削孔+δ=20.035mm 表4-3 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 A'0.005dm(0.1~0.2)l0.005200.15300.922mm 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af=0.03mm。 分层式拉刀粗7）设计容屑槽 切齿齿升量表（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 出自刀具设计手册第67页表

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4-4，拉刀齿距及同时工作齿取 p=8mm. 数表出自刀具精切齿和校准齿齿距取为 设计手册第69页表4-7,拉刀 pjpx(0.6~0.8)p5mm 容屑槽形状及（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，粗切齿和过渡齿尺寸表出自刀取深槽，h=3mm；精切齿和校准齿取基本槽，h=2mm。 具设计手册第（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 69页表4-8，拉刀容屑槽容 h'1.13k(2af)l1.13320.03302.63mm 屑系数表出自h’a，可使拉削表面质量较好，前后刀齿重叠拉削而无空隙。 表4-12 三角形槽按圆拉刀三角形分屑槽参数设计，d0=20mm，槽数 11圆柱形前柄 n(~)d012 GB3832.2-8365槽宽b=0.8—1mm，槽深h’=0.4mm，槽形角ω≥90°。 参考刀具设计前后刀齿的分屑槽应在圆周方向错开半个槽距，交错排列。 手册第73页表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4-17 柄，取d1=18mm，卡爪处底径d2=13.5mm，其他见拉刀零件图。 拉刀不设后柄。 拉削力计算公10）校验拉刀强度与拉床载荷 式及修正系数（1）拉削力的计算 表和拉刀切削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，切削厚刃切削力表参度ac=2af: 考刀具设计手册第76，77页FmaxFz'awZemaxk0k1k2k3k4103表4-20，表 3.14204-21，表4-22 23141.11.11.131110339.67KN2 (2) 拉刀强度校验 拉刀最小断面为前柄卡爪底部，其面积为： d223.1413.52 143.1mm2 Armin44 p(1.25~1.5)l(1.25~1.5)306.8~8.2mm

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Fmax39.67 GPa0.2772GPa 拉床参数表及Armin143.1拉床工作状态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]，修正系数表参拉刀强度校验合格。 考刀具设计手(3) 拉床拉力校验 册第78页表已知使用的拉床L6120状态良好，查拉床参数表得知L6120公称拉力为200KN，查拉床4-23，表4-24 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 F实际2000.8160KN 显然，Fmax4

危险断面部位的拉应力为： 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 19.970 20.000 20.020 20.030 20.035 20.035 20.035 20.035 20.035 20.035 0 -0.005 -0.010 12) 设计拉刀其他部分 查拉刀刀柄颈部、过渡锥部、前导部和后导部参数设计表，选取参数如下： 前柄 l1=80mm，d1=18mm 颈部 l2=m+Bs+A-l3=10+75+35-10≈110mm，d2=17.5mm 过渡锥 l3=10mm 前导部 l4=40mm，d4=dwin=19f7mm 后导部 l7=20mm, d7=dmmin=20f7mm 拉刀前柄端面至第1刀齿的距离 'L1l1'mBs'Al4(10510753540)265mm 13) 计算和校验拉刀总长 粗切齿与过渡齿长 l5=8×(12+2)=112mm 精切齿与校准齿长 l6=5×(3+6)=45mm '拉刀总长 LL1l5l6l72651124520442mm 查圆孔拉刀的最大总长度参数表，得知此拉刀最大允许长度为： Lmax28d02820560mm 显然L拉刀刀柄颈部、过渡锥部、前导部和后导部参数设计表参考刀具设计手册第75页表4-19 圆孔拉刀的最大总长度参数表参考刀具设计手册第78页表4-26

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设计总结

这次刀具课程设计，是我们第一次较全面的金属切削刀具知识的综合运用，通过这次练 习，使得我们对金属切削刀具基础知识有了一个较为系统全面的认识，加深了对所学知识的理解和运用，将原来看来比较抽象的内容实现了具体化，初步掊养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用相关课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展了有关金属切削刀具设计方面的知识。 通过制订设计方案，合理选择各种参数，正确计算金属切削刀具的各项尺寸，以及针对课程设计中出现的问题查阅资料，大大扩展了我们的知识面，培养了我们在本学科方面的兴趣及实际动手能力，对将来我们在此方面的发展起了一个重要的作用。本次课程设计是我们对所学知识运用的一次尝试，是我们在刀具知识学习方面的一次有意义的实践。 在本次课程设计中，我完成了自己的设计任务，通过这次设计，弄懂了一些以前书本中难以理解的内容，加深了对以前所学知识的巩固。在设计中，通过老师的指导，使自己在设计思想、设计方法和设计技能等方面都得到了一次良好的训练。

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参考文献

[1] 金属切削原理，陈日曜主编，北京：机械工业出版社，2007 [2] 金属切削刀具，乐兑谦主编，北京：机械工业出版社，2007 [3] 金属切削刀具设计简明手册，刘华明主编，北京：机械工业出版社，2005 [4] 刀具设计手册，袁哲俊，刘华明主编，北京：机械工业出版社，1999 [5] 非标刀具设计手册，许先绪主编，北京：机械工业出版社

附录图纸：

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