刀具的課程設(shè)計(jì)_拉刀設(shè)計(jì)(3)

1、第 九 章 拉拉 刀刀 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 一、拉刀的種類與用途一、拉刀的種類與用途 二、二、 拉刀的組成與拉削方式拉刀的組成與拉削方式 三、圓拉刀設(shè)計(jì)三、圓拉刀設(shè)計(jì) 四、矩形花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)四、矩形花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 拉削特點(diǎn)：拉削特點(diǎn)： 拉削過(guò)程是用拉刀進(jìn)行的，它是靠拉刀的后一個(gè)拉削過(guò)程是用拉刀進(jìn)行的，它是靠拉刀的后一個(gè)( (或一或一組組) )刀齒高于前一個(gè)刀齒高于前一個(gè)( (或一組或一組) )刀齒，一層一層地切除余量，刀齒，一層一層地切除余量，以獲得所需要的加工表面。以獲得所需要的加工表面。 一、拉刀種類一、拉刀種類 拉刀按加工表面分為拉刀按加工表面分為內(nèi)拉刀內(nèi)拉刀和和外拉刀外拉刀； 按

2、拉削方式分按拉削方式分普通式、輪切式、及綜合式普通式、輪切式、及綜合式； 按受力不同分按受力不同分拉刀拉刀、推刀推刀和和旋轉(zhuǎn)拉刀旋轉(zhuǎn)拉刀 按結(jié)構(gòu)不同分按結(jié)構(gòu)不同分整體式、焊接式、裝配式和鑲齒式整體式、焊接式、裝配式和鑲齒式 二、拉削表面形狀二、拉削表面形狀 三、拉床三、拉床 拉床按加工表面分為拉床按加工表面分為內(nèi)拉床內(nèi)拉床和和外拉床外拉床； 按布局分為按布局分為臥式臥式和和立式立式兩類。兩類。一、組成一、組成 普通圓孔拉刀結(jié)構(gòu)如下：普通圓孔拉刀結(jié)構(gòu)如下： 普通圓孔拉刀結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：普通圓孔拉刀結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：齒升量fz:相鄰刀齒半徑差，用以達(dá)到每齒切除金屬層相鄰刀齒半徑差，用以達(dá)到每齒切除金屬層

3、前角0、后角0、刃帶寬度b1拉削長(zhǎng)度L、切削厚度hD和切削寬度bD二、拉削方式二、拉削方式 分層式分層式是每層加工余量各由一個(gè)刀齒切除，但根據(jù)是每層加工余量各由一個(gè)刀齒切除，但根據(jù)工件表面最終輪廓的形成過(guò)程不同又可以分為同廓工件表面最終輪廓的形成過(guò)程不同又可以分為同廓式與漸成式兩種式與漸成式兩種同廓式同廓式是指各齒的廓形與加工表面的最終廓形相似，最終廓形是指各齒的廓形與加工表面的最終廓形相似，最終廓形是由最后一個(gè)切削齒拉削形成的是由最后一個(gè)切削齒拉削形成的漸成式漸成式是指加工表面最終廓形是又各齒拉削后銜接形成的。是指加工表面最終廓形是又各齒拉削后銜接形成的。即由各刀齒的副切削刃逐漸切成即由各刀

4、齒的副切削刃逐漸切成各組刀齒分別切削加工表面不同位置的加工余量，最后由一圓形齒修光。 ：前部刀齒制作成單齒分塊式，后面部分刀齒作成同廓分層式。 拉刀設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：拉刀設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： 工作部分和非工作部分結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)；拉刀強(qiáng)度和拉床拉工作部分和非工作部分結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)；拉刀強(qiáng)度和拉床拉力校驗(yàn)；繪制拉刀工作圖力校驗(yàn)；繪制拉刀工作圖一一 、工作部分設(shè)計(jì)、工作部分設(shè)計(jì) 目前我國(guó)圓孔拉刀多采用綜合式拉削，并已列為目前我國(guó)圓孔拉刀多采用綜合式拉削，并已列為專業(yè)工具廠的產(chǎn)品專業(yè)工具廠的產(chǎn)品：當(dāng)拉前孔為鉆孔或擴(kuò)孔時(shí)：當(dāng)拉前孔為鉆孔或擴(kuò)孔時(shí)：mmLDAm)2 . 01 . 0(005. 0+=當(dāng)拉前孔為鏜孔或粗鉸

5、孔時(shí)：當(dāng)拉前孔為鏜孔或粗鉸孔時(shí)：mmLDAm) 1 . 005. 0(005. 0+=當(dāng)拉前孔當(dāng)拉前孔Dw和拉后孔和拉后孔Dm已知時(shí)：已知時(shí)：mmDDAwm-minmax=L拉削長(zhǎng)度，拉削長(zhǎng)度，mmDm max拉后孔的最大直徑，拉后孔的最大直徑，mmDm min拉前孔的最小直徑，拉前孔的最小直徑，mm齒升量的確定原則：齒升量的確定原則：1）粗切齒齒升量）粗切齒齒升量 ，為了縮短拉刀長(zhǎng)度，應(yīng)該盡量，為了縮短拉刀長(zhǎng)度，應(yīng)該盡量加大，使得各刀齒切除總余量的加大，使得各刀齒切除總余量的0.60.8。 2）精切齒齒升量）精切齒齒升量 ，按拉削表面質(zhì)量要求選取，一，按拉削表面質(zhì)量要求選取，一般般 0.01

6、0.02mm3）過(guò)渡齒齒升量）過(guò)渡齒齒升量 在各齒上是變化的，變化規(guī)律在在各齒上是變化的，變化規(guī)律在 與與 之間遞減。之間遞減。4）校準(zhǔn)齒齒升量一般?。┬?zhǔn)齒齒升量一般取0。是最好起修光和校準(zhǔn)拉削。是最好起修光和校準(zhǔn)拉削表面作用。表面作用。ZfZfZfZfZfZf拉刀上各齒齒數(shù)的確定拉刀上各齒齒數(shù)的確定 . 過(guò)渡齒一般取過(guò)渡齒一般取48；精切齒齒數(shù)；精切齒齒數(shù)37，校準(zhǔn)齒齒數(shù)，校準(zhǔn)齒齒數(shù)為為510；粗切齒的確定采用公式計(jì)算；粗切齒的確定采用公式計(jì)算IIIIIIfAAAZ2)(1各齒直徑確定的方法各齒直徑確定的方法 XZXXfDD21前角前角0：根據(jù)加工材料性能選取，一般取根據(jù)加工材料性能選取，

7、一般取10150后角后角0和刃帶寬和刃帶寬ba：根據(jù)切削原理中后角的選擇原根據(jù)切削原理中后角的選擇原則，應(yīng)取較大的后角。但后角過(guò)大，刀齒直徑則，應(yīng)取較大的后角。但后角過(guò)大，刀齒直徑，拉刀壽命拉刀壽命一般可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：一般可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： LP)8 . 125. 1 (=計(jì)算出的齒距就取接近的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算出的齒距就取接近的標(biāo)準(zhǔn)值1) 齒距齒距PP確定后，工作齒數(shù)確定后，工作齒數(shù)Ze用下式計(jì)算：用下式計(jì)算： 1+=pLze(略去小數(shù)略去小數(shù))工件內(nèi)有空刀槽時(shí)用下式工件內(nèi)有空刀槽時(shí)用下式(右圖右圖)：1-) 1(22+=+=pLLpLpLze(略去小數(shù)略去小數(shù)) Ze確定后，過(guò)渡齒數(shù)、精切齒數(shù)和

8、校準(zhǔn)齒齒確定后，過(guò)渡齒數(shù)、精切齒數(shù)和校準(zhǔn)齒齒數(shù)參考下表：數(shù)參考下表： 2) 容屑槽容屑槽直線齒背型直線齒背型圓弧齒背型圓弧齒背型直線加長(zhǎng)齒背型直線加長(zhǎng)齒背型3) 分屑槽分屑槽弧形槽弧形槽角度槽角度槽直形槽直形槽二、非工作部分設(shè)計(jì)二、非工作部分設(shè)計(jì) 頸部與過(guò)渡錐總長(zhǎng)：頸部與過(guò)渡錐總長(zhǎng)：1 柄部、頸部與過(guò)渡錐柄部、頸部與過(guò)渡錐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花盤厚度，分別為花盤厚度，分別為30mm、40mm、50mmlc 卡盤與床壁間隙，分別為卡盤與床壁間隙，分別為5mm、10mm

9、、15mml3、l1、l2 卡盤與床壁間隙，分別為卡盤與床壁間隙，分別為20mm、 30mm、40mml 分別取為分別取為125mm、175mm、225mml3 根據(jù)拉刀直徑取為根據(jù)拉刀直徑取為1020mm 拉刀工作圖通常不標(biāo)拉刀工作圖通常不標(biāo)l值，值，而標(biāo)而標(biāo)L1：L1=l1+l2+l+l4l1、l2 柄部尺寸柄部尺寸l4 前導(dǎo)部長(zhǎng)度前導(dǎo)部長(zhǎng)度2 前導(dǎo)部、后導(dǎo)部與尾部前導(dǎo)部、后導(dǎo)部與尾部前導(dǎo)部前導(dǎo)部l4: 一般一般 l4 =L 長(zhǎng)徑比長(zhǎng)徑比L/D1.5 l4 =0.75L 直徑直徑d4=Dwmin 公差公差f8后導(dǎo)部后導(dǎo)部l5: (工件表面長(zhǎng)度工件表面長(zhǎng)度)l4 不小于不小于 20后導(dǎo)部后導(dǎo)

10、部l5: (工件表面長(zhǎng)度工件表面長(zhǎng)度)15202020252525303030505050拉刀總長(zhǎng)度拉刀總長(zhǎng)度L06008001000120013001600三、拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗(yàn)三、拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗(yàn) 1 拉削力拉削力綜合式圓孔拉刀的最大拉削力：綜合式圓孔拉刀的最大拉削力：NZdFFec20max=cF刀齒切削刃刀齒切削刃單位長(zhǎng)度拉削力單位長(zhǎng)度拉削力，可由有關(guān)資，可由有關(guān)資料查得，對(duì)綜合式圓孔拉刀就按料查得，對(duì)綜合式圓孔拉刀就按2fz查出查出cF2 拉刀強(qiáng)度校驗(yàn)拉刀強(qiáng)度校驗(yàn) SF=minmax3 拉床拉力校驗(yàn)拉床拉力校驗(yàn) 拉床工作時(shí)的最大拉削力一定要小于拉床的實(shí)際拉床工作時(shí)的最大拉削

11、力一定要小于拉床的實(shí)際拉力：拉力：mmFKFmaxmaxF拉床的額定拉力拉床的額定拉力mK拉床狀態(tài)系數(shù)，新拉床拉床狀態(tài)系數(shù)，新拉床0.9，較好狀態(tài)的舊拉，較好狀態(tài)的舊拉床床0.8，不良狀態(tài)的舊拉床，不良狀態(tài)的舊拉床0.50.7 矩形花鍵拉刀主要用于拉削大徑定心和小鍵矩形花鍵拉刀主要用于拉削大徑定心和小鍵定心的矩形花鍵孔。定心的矩形花鍵孔。 有倒角齒、花鍵齒以有倒角齒、花鍵齒以及呈前后交錯(cuò)排列的圓及呈前后交錯(cuò)排列的圓孔切削齒，花鍵切削齒、孔切削齒，花鍵切削齒、圓孔校準(zhǔn)齒和花鍵校準(zhǔn)圓孔校準(zhǔn)齒和花鍵校準(zhǔn)齒組成。齒組成。 前導(dǎo)部：常選前導(dǎo)部：常選圓柱形圓柱形 后導(dǎo)部：后導(dǎo)部：花鍵形花鍵形一、合理使用一

12、、合理使用二、消除拉削表面缺陷二、消除拉削表面缺陷組合式圓孔拉刀設(shè)計(jì)舉例組合式圓孔拉刀設(shè)計(jì)舉例材料：40Cr鋼，b0.98Gpa 硬度 210HBS拉后表面粗糙度 Ra 0.8 m 拉床型號(hào) L6110 拉刀材料 W6Mo5Cr4V2 許用應(yīng)力 =350Mpa三設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程 1、直徑方向拉削余量 A A=Dmax dmin =20.021-19=1.021mm 2. 齒升量 fz （粗切 過(guò)渡 精切 校正 ） 選 fz=0.03 fz=0.025、0.02、0.015 fz=0.01 fz=0 3計(jì)算齒數(shù) Z 初選 Z=3 Z=4 Z=6 計(jì)算Z Z=A(A Z+A Z)fz =1.021(0

13、.025+0.02+0.015) +(40.01)0.03 =13.68 取Z= 13 余下未切除的余量為： 2A=1.0211320.032(0.0250.020.015)(420.01) =0.041 mm 將0.041未切除的余量分配給過(guò)渡齒切，則過(guò)渡齒數(shù)Z=5 過(guò)渡齒齒升量調(diào)正為： fz=0.025、0.02、0.015、0.01、0.01 最終選定齒數(shù) Z= 131 Z=5 Z= 41 Z= 6 Z ZZZZ 30 4直徑 Dx 粗切齒Dx1dmin =19.00 Dx2 Dx12fz Dx2 Dx1419.06、19.12、19.18、19.24、19.30、19.36、19.42

14、、19.48、19.54、 19.60、19.66、19.72、19.78 過(guò)渡齒Dx15 Dx19 19.83、19.87、19.90、19.92、19.94 精切齒Dx20 Dx24 19.96、19.98、20.00、20.02、20.021 校準(zhǔn)齒Dx25 Dx30 20.021 5幾何參數(shù) o=15 o=1.52.5 b1=0.10.3 6齒距 P/mm P=1.5 L0.5 =1.5 500.5=10.6 選取P=11 mm 7. 檢驗(yàn)同時(shí)工作齒數(shù) Ze Ze =L / P1 =50 / 111 =5.5 3 8. 計(jì)算容屑槽深度 h h = 1.13 (k L hD )0.5 =

15、 1.13 (3500.06 )0.5 = 3.39 9. 容屑槽形式和尺寸 形式：圓弧齒背形 尺寸： 粗切齒： p=11、g=4、h=4、r=2、R=7 精切齒、校準(zhǔn)齒：p=9、g=3、h=3.5、r=1.8、R=5 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檢驗(yàn) 檢驗(yàn)拉削力：Fc FQ Fc = Fc bD Ze k 195D/2 Ze k = 195 3.1416 20/2 5 103 kN 30.6 kN FQ 1000.75 kN 75 kN Fc FQ檢驗(yàn)拉刀強(qiáng)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 過(guò)渡錐與頸部 過(guò)渡錐長(zhǎng)：l3 =15 頸部： D2=18 l2 =100 14. 前導(dǎo)部與后導(dǎo)部 -0.02 -0.053 前導(dǎo)部：D4 = dmin =19.00 l 4 50