四川理工学院毕业设计
改装时应注意的问题：
（1）为使全部拉力由前支架7承受，要求套筒6两端面的平行度在0.01/100mm范围内；
（2）为增加前支架的接触刚度，支架底面与导轨面的接触部分要求刮研，接触点达到12-15点/25mm×25mm；
（3）为使套筒的端面与前支架接触良好，前支架的底面与端面的垂直度为0.03/300mm；
（4）在导轨之间设置紧固板（图中未画），将前后支架固定在床身导轨上。
拉刀夹头与传动丝杠用螺纹连接，并用螺母锁紧。拉削时，拉刀穿过工件孔装在拉刀夹头中，并使加工件的端面紧靠在定位套17 上。打开冷却润滑液，喷头对准拉刀的切削刃，操作启动按钮，主轴正转，传动丝杠带动拉刀向左移动进行拉削。拉削完毕后停车，取下拉刀，机床反转，使拉刀夹头快速退回原位，完成一个循环。改装后拉床的拉削能力，取决于车床主轴电动机的功率、螺母4 和传动丝杠的材料及主轴内孔直经的大小（因传动丝杠需通过内孔）。
2.1.1机床改造的主要内容
实践表明，由于各工厂的生产性质和设备条件不同，改造机床的内容和要求也各有差异，但是概括起来大致有以下几点：
① 使旧型号机床达到新型号机床的性能指标； ② 扩大机床的工艺范围； ③ 改变机床的工艺范围； ④ 提高机床的自动化程度；
⑤ 改善机床的操作性能和劳动条件； ⑥ 使机床能够适应新技术、新工艺的要求； ⑦ 适合与组成生产流水线。
2.2拉削力的分析和计算 2.2.1拉削力的分析
本次设计的是将改造后的机床用来拉削内花键空，拉削时，由于工件材料要
第二章 总体设计
抵抗拉刀刀齿的切削，所以我们必须先将拉刀所要承受的拉削力计算出来。拉削的时候拉刀刀齿上受到一定的拉削力F，它可分解为三个互相垂直的分力Fx 、
Fy、Fz,主拉削力（纵向分力）Fz的方向应该与拉刀运动方向相反；径向分力（垂直分力）Fy的方向朝着拉刀刀体内部并垂直于加工表面（拉刀轴心线）；切向分力（横向分力）Fx垂直于上述的两个分力，并企图将把拉力推向一边。 不同类型的拉刀，这三个分力的比例不同。对于刀齿和相对轴心线对称排列的拉刀（如圆孔拉刀，矩形花键拉刀，四方和六边拉刀等），径向分力Fy基本互相抵消。刀齿不对称排列的拉刀（如键槽拉刀，单平面拉刀等），拉削时的径向分力Fy把拉刀压向夹具的支撑平面，或把拉床滑块压向拉床导轨，产生摩擦力
Ffx，当拉刀刚度低时（如键槽拉刀）径向分力Fy工件的侧面或者旁边，造成拉刀折断。
根据试验测得： Fy?(0.45~0.65)Fz
刀齿刃倾角?x?0的拉刀，即环行齿和直齿拉刀，不产生切向分力Fx。而
?s?0的螺旋齿和斜齿拉刀将产生切向分力Fx，它把拉刀推向一边，所以要用相
应的支承或拉床导轨来抵抗切向分力Fx，在拉刀侧面与支承面之间或机床滑块与导轨之间产生摩擦力FYX。螺旋齿内孔拉刀的切向分力Fx产生力矩，并传到牵引卡盘和他相连的拉床滑块。当Fy和Fx基本不存在时，只要计算拉刀的主拉削力Fz即拉削的纵向分力。
为了实现拉削运动，必须对拉刀加以纵向拉削力F。它应该平衡轴向分力和Fz摩擦力Ffx, Fyx。
即：
F?Fz?Ffx?Ffy
拉削力F不应超过牵引力Qmax，即F≤Qmax。上式中的Q可根据机床型号来查出，例如：L6110拉床的Qmax= 9.8?104?；L6120拉床的Qmax=19.6X10η，L6140的Qmax= 39.2?104?
F?Fz?Ffx?Ffy
式中Qmax---拉床最大许用牵引力，[Qmax]为N
η---机床效率，等于0.7-0.9。机械传动的效率低些，液压传动的效率高些。新机床的实际拉力按η=0.9计算，旧机床的处于良好状态的按η=0.8计算，处于不良好状态的按η=0.7计算。
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2.2.2.拉削力的计算
拉削力的计算是拉刀强度验算和车床改拉床设计的依据，是设计拉刀的重要问题之一。拉削力主要受下列因素的影响：齿升量、拉削宽度、同时工作齿数、零件材料及热处理情况、拉刀类型、截面形状、刀具几何参数、刀具锋利程度和切削液情况等。
拉削时切削力是变化的，从拉刀进入工件开始，参加工作的齿数逐渐增加，拉削力也成阶梯状增加，直到zmax都参加切削时达到最大。由于Z有一个齿的变化，所以拉削力也有相应的变化。当拉削工作接近结束的时候，拉削力就逐渐减小，但是由于每有一个粗切齿切出工件，将有一个精切齿切入，所以拉削力减小较慢，最后为校准齿的拉削力，由于校准齿只切削较薄的切削层，或者不参加切削而只有摩擦力，故拉削力很小。
圆孔拉削时，拉削力的最大值和最小值不是常数，而是从拉削开始后缓慢增加的的趋势，这是由于拉削圆孔时，各齿切削宽度随着切齿直径的增大而略有增加的缘故。
四方拉刀，六方拉刀以及类似的拉刀，其拉削力因切削宽度减小而变小，拉削键槽和矩形花键孔时，因切削宽度不变，所以拉削力不变。
拉削时实际负荷的情况，会因各齿实际a的不均匀、加工材料的不均匀和拉刀的其他缺陷，而与理论有些不同，这也可由拉削力的波形图看出。
为了设计拉床和验算拉刀的强度，必须计算最大拉削力Fmax。Fmax和对它有影响的因素之间的关系由下列经验公式决定。
Fmax式中
F---刀齿单位切削刃长度上的拉削力（由试验测得），[F]为N/mm. ?bD---每个刀齿切削刃的总宽度。[?bD]为mm; Ze---最大同时工作齿数；
Kr、Ka、K?、Kw---分别为前角、后角、刀齿锋利程度、切削液对切削力影响的修正系数，见下表2.1，一般情况可忽略不计。
由于圆孔拉刀切削刃为圆弧形，拉孔时切削面积成圆弧状扇形，在拉刀切屑外缘的长度比内缘的长度长，切屑一面受圆周方向的压缩，一面又卷曲，拉削时比平面拉刀变形困难。
?F'?bDZeKrKaK?Kw
第二章 总体设计
计算圆孔拉刀的拉削力时可用平面拉刀试验资料的1.06倍，即乘以修正系数K?=1.06。因此3.14 K?=3.33带入拉削力公式得：
对分层式圆孔拉刀 Fmax?F'?DZeK0?3.33F'DZe（单位为N)
对综合式圆孔拉刀 Fmax?F'?D2ZeK0?3.33F'DZe (单位为N) 2 Kw 表2.1拉削力的修正系数 参数符号 参数 5° 10 15° 20° 〈1 2-3 锋利 磨钝 硫化油 乳化液 植物油 干切削 Kr Ka K? 钢 铸铁 1.13 1.0 0.93 0.85 1.2 1.1 1.0 0.95 1.0 1.0 1.15 1.0 1.13 0.9 0.9 1.34 1.0 1.12 1.0 1.0 1.15 注：1、后刀面磨钝标准按：圆孔拉刀为0.15mm ，花键拉刀为0.3mm。 2、乳化液浓度为10%。
对分块式圆孔拉刀 Fmax?F'对键槽拉刀 Fmax对花键拉刀
?DZeZeK0?3.33F'DZe (单位为N) 2?F'bZe (单位为N)
Fmax?F'bnZe (单位为N)
式中
Ze＿＿分块式圆孔拉刀的每一齿组齿数； n＿＿花键拉刀的键数。
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表2.2 拉刀单位长度切削刃上的切削力F′/（N·mm） 齿升量 工件材料及其硬度 碳 钢 合 金 钢 灰 铸 铁 可锻铸铁 >197-229HBS >229HBS ≤197HBS 71 88 85 105 76 101 85 110 91 124 >197-229HBS >229HBS ≤180HBS 55 68 75 82 63 68 >180HBS >180HBS af/≤mm 197HBS 0.01 65 0.015 0.02 95 0.025 0.03 123 0.04 143 0.05 163 109 80 105 121 125 144 126 142 136 152 158 168 81 93 89 103 83 84 136 158 181 161 187 216 157 184 207 169 198 222 186 218 245 104 121 140 116 134 155 94 109 125 本次设计要求拉内花键，所以选用公式：Fmax?F'bnZe 已知：1、内花键尺寸： 大径D=38 mm 小径d=32 mm 键槽宽B=6mm 倒角C=0.5mm 键数n=8
2、由齿轮的宽度得出工件的拉削长度为L0=20mm。 3、加工工件材料为45钢。 4、 预制孔直径d0=32mm
1、材料：W18Cr4V
2、内花键大径最大尺寸：Dmax=38+0.1=38.1mm 3、内花键小径最小尺寸：Dmax=32mm
4、花键的切削余量A1=Dmax-d0=38.1-32=6.1mm 5、圆孔拉削余量：A2=Dmin-d0=32-32=0
设计说明书
