河南理工大学圆孔拉刀的设计.doc

河南理工大学圆孔拉刀的设计目录一已知条件二拉削特点三刀具材料的选择及拉床的选择四拉床切削部分的选择五验证六工做部分的设计一已知条件孔径350.01mm削长度60mm,材料45钢，硬度HRC32-35，拉前预制孔径为34，零件图如下： 二、拉削特点要求设计出的精加工拉刀能够完成零件的内孔加工。拉削特点 拉削是利用拉刀切削金属的高生产率的加工方法，可以用来加工各种形状的通孔.槽.以及简单或复杂形状的外表面。拉削加工与其他切削加工方法相比其特点表现在：生产率高，加工精度和表面粗糙度高.成本低、机床机构简单、三、刀具材料及拉床的选择由于材料为45钢，所以刀具材料可选择40cr、拉床可选择卧式拉床L6110A四、拉刀切削部分的选择 切削部分是拉刀的重要部分，它决定着拉削生产率和加工表面的质量。设计切削部分是解决下列任务：选择拉削方式，确定拉削余量，选择前角、后角及齿升量，确定齿距及容屑槽数量和尺寸等。 4.1：确定拉削余量 拉前孔为镗孔或粗绞孔到34mm，所以直径方向拉削余量A=Dmmax-dwin=35.01-34=0.01 4.2 齿升量 a.粗切齿齿升量 为了缩短拉刀长度，应尽量加大，使各刀齿切除总余量60-80，故取fz1=0.03 b.过渡齿齿升量 在各齿上是变化的，变化规律为逐齿递减，以使拉削力过渡平稳 所以f2分别取 0.025、0.02、0.015。 c.精切齿齿升量 按拉削表面质量要求选取 f3=0.01 d.标准齿齿升量f4=0 是起最后修光、校准拉削表面的作用。4.3 齿数的确定 先预设 z2=3 z3=4 z4=6则z1=A-(A2+A3)/2f1=1.01-(0.025+0.02+0.015)x2-2x4x0.01/2x0.03=13.5所以取z1=13 余下切除余量为A4=1.01-13x2x0.03+2x(0.025+0.02+0.015)+（4x2x0.01）=0.03所以过渡齿数为5 每齿切除的余量分别为0.05、0.04、0.03、0.015、0.015。4.4 直径DX 粗切齿DZ1 DZ1=dwmin=34 第一齿为切除余量 故粗切齿余量A1=13x2x0.03=0.78由公式 DZ2-DZ14=DZX-1+2f1所以DZ2=34+2x0.03=34.06DZ=34.06+0.06=34.12DZ4=34.12+0.06=34.18DZ5=34.18+0.06=34.24DZ6=34.24+0.06=34.3DZ7=34.3+0.06=34.36DZ8=34.36+0.06=34.42DZ9=34.42+0.06=34.48DZ10=34.48+0.06=34.53DZ11=34.53+0.06=34.59DZ12=34.59+0.06=34.65DZ13=34.65+0.06=34.71DZ14=34.71+0.06=34.78过渡齿DZ15=34.78+0.05=34.83 DZ16=34.83+0.04=34.87 DZ17=34.87+0.03=34.9 DZ18=34.9+0.015=34.915 DZ19=34.915+0.015=34.93同理精切齿的齿数 DZ20- DZ24=34.95 34.97 34.99 35.01 标准齿：DZ25- DZ30=35.014.5 几何参数（1）由于材料为45钢 所以前角取12 拉普通钢后角去2.5-4 在这里可取2.5 校准齿后角取1.（2）齿距P P=1.5XL=1.5X60=11.6 所以取p=12 精切齿 校准齿齿距 P=12X0.6=7.2 取7（3）容屑槽的选择 由于圆弧齿背型容屑空间大，制造较易适用于拉削塑性材料和综合拉削拉刀上，所以可取圆弧齿背型拉刀其尺寸选取如下：粗切齿、过渡齿：p=10 g=4 h=4 r=2 R=7精切齿、校准齿：p=9 g=3 h=3.5 r=1.8R=5（4）分屑槽的选择 弧形槽n=6, R=25 角度槽 角度60 hk=6 槽底后角54.6 检验检验同时工作齿数Ze=L/P+1=60/12+1=63容屑槽深度h=1.13xklhD=1.13X3X60X0.06=3.71检验拉刀强度6=Fcmax/Smin6Fcmax=FcbDmaxZek经计算强度符合。4.7 （1）前柄 D1=34 D2=29.5 L1=40 (2)过渡锥长 L3=20 颈部 D2=18 L2=100 (3)前导部与后导部 前导部：D4=dmin=34 L4=50 后导部：D6=Dmin=35 L6=40长度L=前柄+过渡锥+颈部+前导部+刀齿部+后齿部=40+20+100+50+（18x12+11x7）+40=5334.8 硬度刀齿与后导部：63-66HRC 前导部：60-66HRC 柄部 40-52HRC河南理工大学圆孔拉刀的设计工件直径48H7( +0.025 0)mm,工件拉削孔长度38mm,空内无空刀槽，拉削表面粗糙度不得大于Ra1.6m。工件拉削孔部截面图见图4-。工件材料：铜合金QA15，调质处理,硬度HBS200,抗拉强度b=800MPa。拉床型号:L6120型;工作情况:良好的旧拉床。采用10%极压乳化液。要求设计圆拉刀。设计时应考虑:预制空加工方式;标准麻花钻钻削;拉削变形量：拉削后孔收缩，收缩量（在直径上）为0.01mm。设计步骤（1） 选择拉刀材料及热处理硬度参考附录表5选6o5r4高速钢按整体式制造拉刀。热处理要求见图。（2） 确定拉削方式综合式拉刀较短，适用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，且拉削耐用度较高。因此，本例选择综合式拉削。（3） 选择刀齿几何参数按表4-2、表4-3选择，具体见图4-1。（4） 确定校准齿直径本例以脚标o、w、m、c、g、j和x依次表示拉刀、预制孔、拉削孔、粗切齿、过渡齿、精切齿和校准齿。do=dmmax+=48.035mm式中拉削变形（收缩）量，0.01mm。（5） 确定拉削余量计算余量（按表4-1）为=0.005dm（0.10.2）=(0.00548+0.15)mm=1.16mm按GB6137-85锥柄长麻花钻第系列取47.0mm的钻头。这样，实际拉削余量为dox-dwmin=(48.035-47.0)mm=1.035mm（6） 选取齿升量按表4-4，选取粗切齿齿升量f=0.04mm。（7） 设计容屑槽1） 计算齿距按表4-7，粗切齿与过渡齿齿距为P（1.21.5）=（1.21.5）=7.49.2mm取 P=8mm当P10mm时精切齿和校准齿齿距为Pj=Px=P=8mm2）选取拉刀容屑槽 查表4-8，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 查表4-10得容屑系数k3.0，则 h=1.13=1.13mm=3.4mm显然，hh，容屑条件校验合格。4）校验同时工作齿数 照表4-7计算（l/p）=38/8=4, zemin=4,zemax=4+。满足ze8的校验条件，校验合格。（8）确定分屑槽参数 拉刀粗切齿与过度齿采用弧形分屑槽，精切齿（最后一个精切齿除外）采用三角形分屑槽。弧形槽按表4-12设计，当domin=47mm，槽数nk=12，槽宽a=domin sin90o/nk-（0.30.7）mm =47sin90o/12-（0.30.7）mm=5.5mm切屑宽度 aw=2dominsin90o/nk-a=（249sin90o/12-6）mm=6.77mm因awa，可使拉削表面质量较好,前后刀齿重叠拉削而无空隙。三角形槽按表4-11设计，d。=48mm N=（1/71/6）d。=24槽宽b=11.2mm,深h=0.5mm,槽形角w90o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 按表4-17，选用型A无周向定位面的圆柱形前柄，取d=45mm,卡爪处底径d2=34mm,其他见图4-1。拉刀无需设后柄。（10） 校验拉刀强度与拉床载荷 按表4-20、表4-21和表4-22计算最大刀削力。根据综合式拉削特点，切削厚度ac=2af。Fmax=FZawzemaxk0 k1 k2 k3 k4103 =19648/251.061.150.91.131.1210-3KN=102.6KN拉刀最小断面为前柄卡爪底部，其面积为 rmin=d22/4=342/4mm2=907.9mm2危险截面部位的拉应力为 =Fmax/Armin=102.6/907.9GPa=0.113GPa按表4-25，高速钢圆拉刀许用应力=0.35GPa,显然，,拉刀强度校验合格。按表4-23、表4-24和已知L6120型良好状态旧拉床，可算出拉床允许拉力 Frk=2000.8KN=160KN显然，FmaxFrk，拉床载荷校验合格。（11） 确定拉刀齿数和每齿直径尺寸 按本章一、3.齿升量中所述，取过度齿与精切齿齿升量递减为：0.03、0.025、0.020、0.015、0.01、0.01mm,共切除余量 Ag+Aj=2（0.03+0.025+0.020+0.015+0.01+0.01）mm=0.22mm其中，前2齿齿升量大于1/2af,可属过渡齿；后4齿齿升量较小，属精切齿。粗切齿齿数按下式计算后取整为Ze=A-(Ag+Af)/2af+1=(1.035-0.22)/20.04+1=11粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量（11-1）20.04+0.22mm=1.02mm剩下（1.035-1.02）mm=0.015mm的余量未切除，需增设一个精切齿切到要求的尺寸。按表4-14，取校准齿7个，其直径尺寸dox已在前面计算确定了。这样，拉刀总齿数为 zo+zg+zj+zx=11+2+5+7=25图4-1中按齿号列出了各齿直径尺寸及其公差。（12） 设计拉刀其他部分 按表4-19：前柄 l=110mm d=45f8mm颈部 l=m+Bo+A-l3110mm d2=d1-0.5mm=44.5mm过渡锥l3=15mm前导部 l4=40mm d4=dwmin=49f7mm 后导部 l7=20mm d7=dmmin=50f7mm拉刀前柄端面至第1刀齿的距离 L1=l1+m+Bs+A+