拉刀课程设计

1、2021/2/111 主要内容主要内容 一、拉刀的种类与用途一、拉刀的种类与用途 二、二、 拉刀的组成与拉削方式拉刀的组成与拉削方式 三、圆拉刀设计三、圆拉刀设计 四、矩形花键拉刀的结构特点四、矩形花键拉刀的结构特点 2021/2/112 拉削特点拉削特点: 拉削过程是用拉刀进行的拉削过程是用拉刀进行的, ,它是靠拉刀的后一个它是靠拉刀的后一个( (或一组或一组) )刀齿高于前一个刀齿高于前一个( (或一组或一组) )刀齿刀齿, ,一层一层地切除余量一层一层地切除余量, ,以获得以获得所需要的加工表面。所需要的加工表面。2021/2/113 一、拉刀种类一、拉刀种类 拉刀按加工表面分为拉刀按加

2、工表面分为内拉刀内拉刀和和外拉刀外拉刀; 按拉削方式分按拉削方式分普通式、轮切式、及综合式普通式、轮切式、及综合式; 按受力不同分按受力不同分拉刀拉刀、推刀推刀和和旋转拉刀旋转拉刀 按结构不同分按结构不同分整体式、焊接式、装配式和镶齿式整体式、焊接式、装配式和镶齿式2021/2/1142021/2/1152021/2/1162021/2/1172021/2/118 二、拉削表面形状二、拉削表面形状 2021/2/119 三、拉床三、拉床 拉床按加工表面分为拉床按加工表面分为内拉床内拉床和和外拉床外拉床; 按布局分为按布局分为卧式卧式和和立式立式两类。两类。2021/2/1110一、组成一、组成

3、 普通圆孔拉刀结构如下普通圆孔拉刀结构如下:2021/2/1111 普通圆孔拉刀结构参数如下普通圆孔拉刀结构参数如下:齿升量fz:相邻刀齿半径差，用以达到每齿切除金属层相邻刀齿半径差，用以达到每齿切除金属层前角0、后角0、刃带宽度b1拉削长度L、切削厚度hD和切削宽度bD2021/2/1112二、拉削方式二、拉削方式 分层式分层式是每层加工余量各由一个刀齿切除是每层加工余量各由一个刀齿切除,但根据工但根据工件表面最终轮廓的形成过程不同又可以分为同廓式件表面最终轮廓的形成过程不同又可以分为同廓式与渐成式两种与渐成式两种2021/2/1113同廓式同廓式是指各齿的廓形与加工表面的最终廓形相似是指各

4、齿的廓形与加工表面的最终廓形相似,最终廓形最终廓形是由最后一个切削齿拉削形成的是由最后一个切削齿拉削形成的渐成式渐成式是指加工表面最终廓形是又各齿拉削后衔接形成的。是指加工表面最终廓形是又各齿拉削后衔接形成的。即由各刀齿的副切削刃逐渐切成即由各刀齿的副切削刃逐渐切成2021/2/1114各组刀齿分别切削加工表面不同位置的加工余量,最后由一圆形齿修光。 :前部刀齿制作成单齿分块式,后面部分刀齿作成同廓分层式。 2021/2/1115拉刀设计主要内容拉刀设计主要内容: 工作部分和非工作部分结构参数设计工作部分和非工作部分结构参数设计;拉刀强度和拉床拉拉刀强度和拉床拉力校验力校验;绘制拉刀工作图绘制

5、拉刀工作图2021/2/1116一一 、工作部分设计、工作部分设计 目前我国圆孔拉刀多采用综合式拉削目前我国圆孔拉刀多采用综合式拉削,并已列为并已列为专业工具厂的产品专业工具厂的产品:当拉前孔为钻孔或扩孔时当拉前孔为钻孔或扩孔时:mmLDAm)2 . 01 . 0(005. 0+=当拉前孔为镗孔或粗铰孔时当拉前孔为镗孔或粗铰孔时:mmLDAm) 1 . 005. 0(005. 0+=当拉前孔当拉前孔Dw和拉后孔和拉后孔Dm已知时已知时:mmDDAwm-minmax=L拉削长度拉削长度,mmDm max拉后孔的最大直径拉后孔的最大直径,mmDm min拉前孔的最小直径拉前孔的最小直径,mm202

6、1/2/1117齿升量的确定原则齿升量的确定原则:1）粗切齿齿升量）粗切齿齿升量 ,为了缩短拉刀长度为了缩短拉刀长度,应该尽量加大应该尽量加大,使得各刀齿切除总余量的使得各刀齿切除总余量的0.60.8。 2）精切齿齿升量）精切齿齿升量 ,按拉削表面质量要求选取按拉削表面质量要求选取,一般一般 0.010.02mm3）过渡齿齿升量）过渡齿齿升量 在各齿上是变化的在各齿上是变化的,变化规律在变化规律在 与与 之间递减。之间递减。4）校准齿齿升量一般取）校准齿齿升量一般取0。是最好起修光和校准拉。是最好起修光和校准拉削表面作用。削表面作用。ZfZfZfZfZfZf2021/2/1118拉刀上各齿齿数

7、的确定拉刀上各齿齿数的确定 . 过渡齿一般取过渡齿一般取48;精切齿齿数精切齿齿数37,校准齿齿数为校准齿齿数为510;粗切齿的确定采用公式计算粗切齿的确定采用公式计算IIIIIIfAAAZ2)(1各齿直径确定的方法各齿直径确定的方法 XZXXfDD212021/2/1119前角前角0:根据加工材料性能选取根据加工材料性能选取,一般取一般取101502021/2/1120后角后角0和刃带宽和刃带宽ba:根据切削原理中后角的选择原则根据切削原理中后角的选择原则,应取较大的后角。但后角过大应取较大的后角。但后角过大,刀齿直径刀齿直径,拉刀寿拉刀寿命命2021/2/1121一般可用经验公式计算一般可

8、用经验公式计算: LP)8 . 125. 1 (=计算出的齿距就取接近的标准值计算出的齿距就取接近的标准值1) 齿距齿距PP确定后确定后,工作齿数工作齿数Ze用下式计算用下式计算: 1+=pLze(略去小数略去小数)工件内有空刀槽时用下式工件内有空刀槽时用下式(右图右图):1-) 1(22+=+=pLLpLpLze(略去小数略去小数)2021/2/1122 Ze确定后确定后,过渡齿数、精切齿数和校准齿齿过渡齿数、精切齿数和校准齿齿数参考下表数参考下表: 2021/2/11232) 容屑槽容屑槽直线齿背型直线齿背型圆弧齿背型圆弧齿背型直线加长齿背型直线加长齿背型3) 分屑槽分屑槽弧形槽弧形槽角度

9、槽角度槽直形槽直形槽2021/2/1124二、非工作部分设计二、非工作部分设计 颈部与过渡锥总长颈部与过渡锥总长:1 柄部、颈部与过渡锥柄部、颈部与过渡锥l=H1+H+lc+(l3-l1-l2)常用拉床常用拉床L6110、6120、6140:H拉床床壁厚拉床床壁厚:60mm、 80mm、100mmH1花盘厚度花盘厚度,分别为分别为30mm、40mm、50mmlc 卡盘与床壁间隙卡盘与床壁间隙,分别为分别为5mm、10mm、15mml3、l1、l2 卡盘与床壁间隙卡盘与床壁间隙,分别为分别为20mm、 30mm、40mml 分别取为分别取为125mm、175mm、225mm2021/2/1125

10、l3 根据拉刀直径取为根据拉刀直径取为1020mm 拉刀工作图通常不标拉刀工作图通常不标l值值,而而标标L1:L1=l1+l2+l+l4l1、l2 柄部尺寸柄部尺寸l4 前导部长度前导部长度2 前导部、后导部与尾部前导部、后导部与尾部前导部前导部l4: 一般一般 l4 =L 长径比长径比L/D1.5 l4 =0.75L 直径直径d4=Dwmin 公差公差f8后导部后导部l5: (工件表面长度工件表面长度)l4 不小于不小于 202021/2/1126后导部后导部l5: (工件表面长度工件表面长度)15202020252525303030505050拉刀总长度拉刀总长度L060080010001

11、200130016002021/2/1127三、拉刀强度及拉床拉力校验三、拉刀强度及拉床拉力校验 1 拉削力拉削力综合式圆孔拉刀的最大拉削力综合式圆孔拉刀的最大拉削力:NZdFFec20max=cF刀齿切削刃刀齿切削刃单位长度拉削力单位长度拉削力，可由有关资，可由有关资料查得，对综合式圆孔拉刀就按料查得，对综合式圆孔拉刀就按2fz查出查出cF2 拉刀强度校验拉刀强度校验 SF=minmax3 拉床拉力校验拉床拉力校验 拉床工作时的最大拉削力一定要小于拉床的实际拉床工作时的最大拉削力一定要小于拉床的实际拉力拉力:mmFKFmaxmaxF拉床的额定拉力拉床的额定拉力mK拉床状态系数，新拉床拉床状态

12、系数，新拉床0.9，较好状态的旧拉，较好状态的旧拉床床0.8，不良状态的旧拉床，不良状态的旧拉床0.50.72021/2/1128 矩形花键拉刀主要用于拉削大径定心和小键矩形花键拉刀主要用于拉削大径定心和小键定心的矩形花键孔。定心的矩形花键孔。 有倒角齿、花键齿以有倒角齿、花键齿以及呈前后交错排列的圆及呈前后交错排列的圆孔切削齿孔切削齿, ,花键切削齿、花键切削齿、圆孔校准齿和花键校准圆孔校准齿和花键校准齿组成。齿组成。2021/2/1129 前导部前导部: :常选常选圆柱形圆柱形 后导部后导部: :花键形花键形2021/2/1130一、合理使用一、合理使用2021/2/1131二、消除拉削表

13、面缺陷二、消除拉削表面缺陷2021/2/11322021/2/1133组合式圆孔拉刀设计举例组合式圆孔拉刀设计举例材料:40Cr钢,b0.98Gpa 硬度 210HBS拉后表面粗糙度 Ra 0.8 m 拉床型号 L6110 拉刀材料 W6Mo5Cr4V2 许用应力 =350Mpa2021/2/1134三设计计算过程 1、直径方向拉削余量 A A=Dmax dmin =20.021-19=1.021mm 2. 齿升量 fz （粗切 过渡 精切 校正 ） 选 fz=0.03 fz=0.025、0.02、0.015 fz=0.01 fz=02021/2/1135 3计算齿数 Z 初选 Z=3 Z=4

14、 Z=6 计算Z Z=A(A Z+A Z)fz =1.021(0.025+0.02+0.015) +(40.01)0.03 =13.68 取Z= 13 余下未切除的余量为: 2A=1.0211320.032(0.0250.020.015)(420.01) =0.041 mm 将0.041未切除的余量分配给过渡齿切,则过渡齿数Z=5 过渡齿齿升量调正为: fz=0.025、0.02、0.015、0.01、0.01 最终选定齿数 Z= 131 Z=5 Z= 41 Z= 6 Z ZZZZ 302021/2/1136 4直径 Dx 粗切齿Dx1dmin =19.00 Dx2 Dx12fz Dx2 Dx

15、1419.06、19.12、19.18、19.24、19.30、19.36、19.42、19.48、19.54、 19.60、19.66、19.72、19.78 过渡齿Dx15 Dx19 19.83、19.87、19.90、19.92、19.94 精切齿Dx20 Dx24 19.96、19.98、20.00、20.02、20.021 校准齿Dx25 Dx30 20.0212021/2/1137 5几何参数 o=15 o=1.52.5 b1=0.10.3 6齿距 P/mm P=1.5 L0.5 =1.5 500.5=10.6 选取P=11 mm 7. 检验同时工作齿数 Ze Ze =L / P1

16、 =50 / 111 =5.5 3 2021/2/1138 8. 计算容屑槽深度 h h = 1.13 (k L hD )0.5 = 1.13 (3500.06 )0.5 = 3.39 9. 容屑槽形式和尺寸 形式:圆弧齿背形 尺寸: 粗切齿: p=11、g=4、h=4、r=2、R=7 精切齿、校准齿:p=9、g=3、h=3.5、r=1.8、R=52021/2/1139 10. 分屑槽尺寸 弧形槽:n=6、R=25 角度槽:n=8、bn =7、=90 槽底后角:n =5 11检验 检验拉削力:Fc FQ Fc = Fc bD Ze k 195D/2 Ze k = 195 3.1416 20/2

17、 5 103 kN 30.6 kN FQ 1000.75 kN 75 kN Fc FQ2021/2/1140检验拉刀强度: =350 MPa = Fc / Amin Amin =(Dz12h)2/4 = 3.1416（198）24 942 mm = 30615 N94 Mpa =325 Mpa 350 MPa12. 前柄 -0.018 -0.018 -0.043D1 = 18 0-0.016 D1 = 18 d1 = 13.5 L1=162036 13 过渡锥与颈部 过渡锥长:l3 =15 颈部: D2=18 l2 =100 2021/2/1141 14. 前导部与后导部 -0.02 -0.053 前导部:D4 = dmin =19.00 l 4 50