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腰形孔拉刀设计
南海广播电视大学学习中心邹晔
设计任务
在拉床上使用拉刀加工工件的工艺过程称为拉削加工。拉削主要用于大批量生产中加工各种形状的通孔、平面及成形面等。拉刀是一种定型刀具，在一次拉削中完成粗切、精切、校准、修光操作，切除被加工表面的全部加工余量，生产率高，加工质量高。但一把拉刀只适宜于一种规格尺寸的孔或槽，拉刀制造复杂，且成本高，只用于大批量生产中。本设计的拉刀用于加工图示的腰形孔，该腰形孔是适用于拉削的典型表面形状。

预制腰形孔的情况如图，所用拉床为L6120
设计计算
根据预制孔的情况及零件图的要求，决定采用同廓式（层拔式）拉削方法。为节约材料，减少加工工序，采用一把拉刀，先拉圆弧部分，再拉平面部分。由于平面部分有较高的表面质量要求，因而在设计拉刀时，除设计粗切齿外，还设计有精切齿，以保证要求。具体设计计算如下：（单位：mm）
切削部分：
1．切削余量A
圆弧部分：Ay=35.062-34.23=0.832
平面部分：Ap=27.033-26=1.037
2．前角r∵HB240~300＞229
∴取r=11°±2°
3．后x切削齿为3°±30′
校准齿为1°30′±15′
4．齿升量S
圆弧部分：Sy=0.025
平面部分：Sp=0.05
5．齿距t

取t=8
6．同时工作齿数Zi：

向上取整：Z=6
7．容屑槽的形状及尺寸：
容屑槽的形状：齿背为曲线的槽形
容屑槽各部分尺寸如下：
粗切齿：
齿沟深：h=3
齿厚：g=3
齿槽圆弧半径：R=5r=1.5
精切齿及校准齿：
齿沟深：h=2.5
齿厚：g=2.5
齿槽圆弧半径：R=4r=1.3
8．容屑槽的校验：
查表知：t=8，齿升量Sz≤0.05的拉刀容屑槽容屑系数Kmin=3.3，而由公式：

可知：圆弧部分的实际容屑系数Ky及平面部分实际容屑系数Kp如下：
=＞Kmin
Kp=＞Kmin
因此，所选的容屑槽尺寸及形状合理。
9．分屑槽尺寸：
圆弧部分切削刃宽度：
By=0。56πR*2=0.56*3.1416*17.5*2=61.64(mm)
分屑槽数
取n=8，单边为4
平面部分切削刃宽度：
B平=
分屑槽数
取n=6，单边为3
分屑槽形状及尺寸如下：
槽宽：b=1.2
槽深：h=0.8
槽底半径：r=0.4
10．齿数：Zq
切削齿：
圆弧部分：
平面部分：
（含五个精切齿）
B．校准齿：圆弧部分取4，平面部分取5。
核准齿及精切齿齿距：tj
tj=0.8t=6.4取tj=6
11．切削部分长度Lq
L=18×8+4×6+10×8+5×6+5×6=308
拉刀校准部分设计
1．前角γ′γ′取与精切齿前角相同为6
2．后角α′取α′=1°30′
3．齿距及齿形
齿距 tj=（0.6~0.8）t=0.8t=6.4
取t=6
齿槽形状同切削齿
4.校准部分直径DjBj
圆弧部分：Dj=Dmax=35.062
平面部分：Bj=Bmax=27.033
(三)柄部：
采用圆柱形柄部，其形状见工作图，尺寸如下：
D1=￠25-0.025L1′=15mm
-0.085
D2=￠19-0。28L1=28mm
颈部及过渡锥：
取过渡锥长度L2′=15mm
因所用拉床为L6120，所以拉刀的颈部长度一般取180mm
颈部直径D2′取D2′=D2=￠25
(五)前导部：
1．前导部长度L3取L3=L0=35
2．前导部直径D3（B3）
D3=￠34.23
B3=26
(六)后导部：
1．后导部长度L4取L4=27mm
2．后导部直径D4（B4）
D4=Di-0.05=￠35.062-0.05=￠35.012
B4=Bi-0.03=27.033-0.03=27.003
(七)拉刀总长：
L=Lq+L1′+L1+L2′+L2+L3+L4
=308+15+28+15+180+35+27=608（mm）
（八）拉削力的计算及拉刀强度校验：
一、拉削力Pmax的计算
圆弧部分拉削力Pmax
查表知：圆孔拉刀单位长度切削刃上的拉削力
P=16.8kg/mm
同时工作齿数Zi=5
每齿的切削刃总长By=61.64
Pmax=PByZi=16.8×61.64×5=5.17T
平面部分拉削力P′max
查表知：平面拉刀单位长度切削刃上的拉削力
P′=24.5kg/mm
同时工作齿数Zi=5
每齿的切削刃总长Bp=44.54
P′max=P′BpZi=24.5×44.54×5=5.456T
二、拉刀强度校核：
拉刀全长上的危险截面在刀柄部，故校核刀柄部的强度。
刀柄部最小截面积：
Smm=πD=*3.14159*192=283.386(mm2)
最大拉削力为P′max=5.456T
／mm2

而查表知的刀材料允许的抗拉应力[σ]=35~40