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1、个人资料整理仅限学习使用金属切削原理与刀具课程设计题目： 圆孔拉刀设计DMLO说明： 设计加工如下图所示零件内孔的拉刀要求：在 L6110 型卧式拉床上，拉制上图所示零件的孔，已知工件材料为45 钢，185220HBS，坯孔为钻孔，尺寸见下表分组。要求设计一把圆孔拉刀。完成拉刀工作图及设计说明书。设计说明书 格式： 1、内容摘要 2、目录；3、前言；4、加工图示零件内孔所需拉刀的设计过程及计算说明；5、结束语；6 、参考文献主要参考书及手册：1、金属切削原理与刀具，陆剑中，上海理工大学，2005。2、金属切削原理与刀具，吴善元，机械工业出版社，1995。3、非标准刀具设计手册，许先绪，机械工业
2、出版社，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用1992。4、复杂刀具设计手册 (上册，四川省机械工业局，机械工业出版社， 1979。内容摘要拉刀的种类很多，其中圆孔拉刀是使用很广泛的一种，圆孔拉刀由工作部分与非工作部分组成。圆孔拉刀在加工工件时，因拉削方式不同每个刀齿的切屑层形状，切削顺序和切削位置也不同，而且它与切削力的大小，刀齿的负荷，加工质量，拉刀耐用度拉削长度等都有密切的关系，因此要根据需要设计拉刀。拉刀上有很多齿，后一个刀齿或后一组刀齿）的齿高要高于或齿宽宽于）前一个刀齿 或前一组刀齿）
3、，所以当拉刀作直线运动时，便能依次的从工件上切下很薄的金属层。故加工质量好，生产效率高。拉刀寿命长，并且拉床结构简单。拉削有如下特点： 1）拉削时只有主运动，拉床结构简单操作方便。 2）拉削速度较低，一般为，拉削平稳，且切削厚度很薄，因此拉刀精度可达到 ，表面粗糙度达 。 3）同时工作的刀齿多，切削刃长，一次行程完成粗、精加工，生产效率高。 4）每一刀齿在工作过程中只切削一次，刀齿磨损慢，刀具耐用度高，寿命长。 5）加工范围广，可拉削各种形状的通孔和外表面，但拉刀设计、制造复杂，价格昂贵，较适于大批量生产中应用。前言将近一学期的金属切削原理及刀具的学习和认识，我们了解了各种刀具的材料，使用范围
4、，使用方法及其性能；并且能够自己动手设计并能根据设计条件及加工条件查用资料、工作手册及公式具备计算设计简单刀具的能力目录前言1 拉刀设计要求 1 2 确定拉削余量、齿升量、齿数和刀齿半径 2 3 选择几何参数 3 4 确定齿距、容屑槽、分屑槽 3 5 拉刀检测 5 6 确定拉刀非工作部分及总长度 5 7 材料及热处理硬度 6 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用8 绘图 6 9 总结 6 参考文献 7 1 拉刀设计要求已知条件：1. 要加工的工件零件图如下图图所示。2. 工件材料： 45 钢。，
5、185220HBS3. 使用拉床：卧式内拉床L6110 4. 倒角 45精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用2 确定拉削余量、齿升量、齿数和刀齿半径2.1 确定拉削余量 A. 直径方向拉屑余量 A=Dmax-Dwmin=23.023-21.9=1.123mm 2.2 选取齿升量fz.由 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用粗切齿齿升量：一般fz=0.030.06mm ，取 fz=0.03。精切齿齿
6、升量：按拉削表面质量要求选取，一般fz =0.010.02mm ，取fz=0.01。过渡齿齿升量： fz在各齿上是变化的，变化规律在fz与 fz之间逐齿递减，所以取 fz=0.025 0.020 0.015 0.010。校准齿齿升量： fz=0 2.3 确定拉刀齿数Z 初选取 Z=4 Z=4 Z= 6 计算 ZZ=A(A Z+A Z = 1.123-2(0.025+0.020+0.015+0.010+2 (4 0.01 =15.05式中： A。A，A Z分别为直径方向的拉削总余量和过渡齿，精切齿切除的余量取 Z= 15 余下未切除的余量为：2A=1.123-15 20.03+20.025+0.
7、020+0.015+0.010 ）+420.010 =1.123-0.9+0.14+0.08） =0.003 将 0.003 未切除的余量分配给粗切齿，则粗切齿Z15+1=16最终选定齿数 Z= 16 Z=4Z= 4 Z= 6 总齿数 Z ZZZZ16+4+4+6= 30 2.4 确定刀齿直径 Dx 粗切齿 Dx1dwmin =21.9 ， 其余各刀齿直径 Dx按下式推算： Dx2 Dx12fz计算得： Dx2 Dx1421.96、22.02 、22.08、22.14 、22.2 、22.26 、22.32 、22.38 、22.44、22.5、22.56 、22.62、22.68、22.74
8、,22.80,22,803. 过渡齿 Dx15 Dx18 22.853、22.893、22.923、22.943 精切齿 Dx14 Dx17 22.963、22.983、23.003、23.023 校准齿 Dx18 Dx23 23.023 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用3 选择几何参数由 因为材料是 45钢粗切齿： o=15o=2.54 b=00.05mm 精切齿： o=15o=2.54 b=0.10.15mm 校准齿： o=15o=0.51 b=0.30.5mm 刀带后角： b1=0 4
9、 确定齿距、容屑槽、分屑槽4.1 拉刀齿距齿距 P=P=8mm 4.2 容屑槽4.2.1容屑槽形状选取圆弧齿背型，容屑空间大，适用于拉削塑性材料和综合拉削拉刀上。形状如下图：4.2.2容屑槽深度 h由: 得h = 1.13 (k L hD 0.5 = 1.13 (3 400.060.5 = 3.1m式中 K 容屑系数 K=23.5 ，取 K=3。 L拉削长度。4.2.3容屑槽尺寸粗切齿 . 过渡齿尺寸：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用g=(0.3 0.35P r=0.5 0.6）h 齿背角
10、(0.6 0.8P r=(0.5 0.6h 齿背角 5055）最后尺寸为：粗切齿、过渡齿： p=10、g=3、h=3.1、r=1.8 、R=5 精 切齿 、校 准 齿 ： 0.6-0.8）p=8、 g=2.5 、 h=2.6 、 r=1.5 、R=2.5 4.3 分屑槽查得粗切齿和过渡齿采用弧形分屑槽n=6 Rmax=22.5 bn=4.2 精切齿采用角度形 3, 所以满足条件。5.2 容屑空间检验根据?金属切削原理与刀具 ?：可以再确定容屑槽深度h 后来检验容屑槽空间所容许的齿升量 f=：f=0.0620.06精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
11、 - -第 7 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用符合要求5.3 拉刀强度检验应使拉削时产生的拉应力小于材料的许用应力【 】=【】式中 F作用于拉刀刀齿上主运动上主运动方向的最大切削力，单位N S拉刀上强度最薄弱位置处的截面积，通常为颈部或第一刀齿槽底的截面积，单位为 mm。Fcmax= Fc bD Ze k 195 D/2 Ze k = 195 3.14 23.023/2 6 2103 kN 84.5kNs 式中 F 可由作用在刀齿单位切削宽度的切削力，单位为N、mm ，可在拉刀设计资料中查出。smin =(Dz12h2/4 = 3.141621.90.06 ）24 374.43mm2
12、=84.5kN 374.43 mm =225 Mpa 530 MPa6 确定拉刀非工作部分及总长度前柄 l=20+25=45mm d=20f8mm 颈部 l=110mm d2=20mm 过渡锥 l3=15mm 前导部 l4=40mm d4=D=21.9f7mm 后导部=20mm d7=D=23f7mm 切削部长度 I=P1 Zi+ P2 Z+ P3Z= 1016+104+84=232mm 校准部长度 I= ZPz=68=48mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页个人资料整理仅限学习使用拉刀总长度L=各部长度总和 =
13、前柄+颈部+过渡锥 +前导部 +后导部 +切削部长度 +校准部长度L=45+110+15+40+20+232+48=510mm 拉刀允许总长为 24do=2423mm=552mm,显然, 拉刀更短 , 所以长度合格。7 材料与热处理硬度材料:45 钢刀齿与后导部 63 66HRC 前导部 60 66HRC 柄部 40 52HRC 8 绘图参考文献 ：1陆剑中，孙家宁 . 金属切削原理与刀具 . 北京：机械工业出版社， 2018.4 2艾兴，肖诗纲 . 切削用量简明手册 .3 版. 北京：机械工业出版社，1994 3袁哲俊，刘华明 . 刀具设计手册 . 北京：机械工业出版社， 1996.6 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页