圆孔拉刀设计项目新版说明书.doc

圆孔拉刀设计说明书
目 录
序言 3
1.原始条件和设计要求 4
2.设计步骤 4
2.1选择拉刀材料 4
2.2拉削方法 4
2.3校准齿直径 5
2.4拉削余量 5
2.5几何参数 5
2.6齿升量 5
2.7确定齿距 5
2.8确定同时工作齿数 5
2.9容屑槽形状 5
2.10确定容屑系数 6
2.11确定容屑槽尺寸 6
2.12拉刀分屑槽形状及尺寸 6
2.13确定拉刀齿数和每齿直径 6
2.14柄部结构形式及尺寸 8
2.15颈部直径和长度 8
2.16过渡锥长度 9
2.17前导部直径长度 9
2.18后导部直径长度 9
2.18柄部前端到第一齿长度 9
2.19后导部直径长度 9
2.20计算最大切削力 9
2.21拉床拉力校验 9
2.22拉刀强度校验 10
2.23计算校验拉刀 10
2.24确定拉刀技术要求 10
2.25绘制拉刀工作图 13
3.总结 14
4.总结 15
5.参考文件 16

前 言
大学三年学习立即结束，在我们立即进入大四,踏入社会之前，经过课程设计来检验和考验我们在这几年中所学，同时对于我们本身来说，这次课程设计很贴切地把部分实践性东西引入我们设计中和平时所学理论知识相关联。为我们不管是在未来工作或是继续学习过程中打下一个坚实基础。
我课程设计课题是圆孔拉刀设计。在设计过程当中,我经过查阅相关资料和利用所学专业或相关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、和所学软件AUTOCAD、PRO/E利用，设计了零件工艺、编制了零件加工程序等。我利用此次课程设计机会对以往全部所学知识加以梳理检验，同时又能够在设计当中查找自己所学不足从而加以填补。使我对专业知识得到深入了解和系统掌握.

1.原始条件和设计要求
工件直径D=mm , 工件拉削孔长度L=40mm , 拉削表面粗糙度不得大于Ra1.6 m,孔内无空刀槽,工件拉削孔部截面图以下:

工件材料: 铜合金Qsi3-1 硬度: HBS220 强度 =550MPa
拉床型号: L6140型 工作情况: 良好状态旧拉床
采取10%极压乳化液
2.设计步骤
2.1选择拉刀材料
拉刀材料常见 W6Mo5Cr4V2高速工具钢整体制造。
用制造拉刀热处理硬度：
刀齿和后导部63HRC～66HRC；
前导部60HRC～66HRC；
柄部45HRC～58HRC；
2.2拉削方法
采取综合式拉削方法,即在同一只拉刀上采取了两种拉削方法组合.它粗精切削齿全部不分组,粗切削齿上开圆弧形分削槽,槽宽略小于刃宽,前后刀齿上分削槽交错排列,故粗切削齿上齿升量较大,拉削表面质量高,拉刀制造轻易,适适用于拉削余量较多圆孔,是现在常见一个拉削方法。
2.3校准齿直径
（式中收缩量，取mm，则mm)
2.4拉削余量
假设该圆拉刀用来钻孔,则其拉削余量可用以下公式查表4-1:
计算余量 A=0.005Dm+(0.1～0.2) =0.00560.030+0.15=1.249mm
按GB143878《锥柄麻花钻》第1系列取
实际余量 mm

2.5几何参数
拉刀几何参数关键指刀齿上前角,后角和后刀面上刃带宽,为制造方便,其校准齿上前角通常和切削齿相同。
查表有: 切削齿: 前角=，精切齿和校准齿前刀面倒棱～mm，。
粗切齿后角= ，倒棱宽mm；
精切齿：后角=，倒棱宽mm；
校准齿: 后角= ，倒棱宽mm。
2.6齿升量
查表4-4
粗切齿: =0.06mm 0.12mm.
2.7确定齿距
查表4-7有 粗切齿齿距: P=(1.25～1.5)=7.90～9.49 取P=9mm
精切齿齿距及校准齿齿距:
==(0.60.8)P=4.8～7.2 取P=6mm
2.8确定同时工作齿数
由计算式: 最少同时工作齿数=L/P 取=4
最多同时工作齿数=L/P+1 取=5
且满足3Ze8
2.9容屑槽形状
为降低加工容屑槽成形车刀和样板种类，应尽可能将容屑槽形状和尺寸标准化，系列化。现在常见容屑槽形状有直线齿背型，曲线齿背型和直线齿背双圆弧型三种.选择曲线齿背型。
2．10确定容削系数K
容屑系数K依据=0.12 查表4-10 取K=2
2．11确定容屑槽尺寸
为确保拉刀有足够容削空间 查表4-8
粗切齿和过渡齿取深槽，h=4mm,g=3mm,r=2mm, R=7mm;
精切齿和校准齿取基础槽，h=2mm，g=2mm,r=1mm, R=4mm
2.12拉刀分屑槽形状及其尺寸
常见分屑槽形状有圆弧形和角度形两种。圆弧形分屑槽关键用于轮切式拉刀切削齿和组合式拉刀粗切齿和过分齿上；三角形分屑槽用于同廓式拉刀切削齿和组合式拉刀精切齿上。
故：粗切齿和过渡齿采取弧形分屑槽，精切齿（最终一个精切齿除外）采取三角形分屑槽。
弧形槽按表4-12设计
= 59 ， 槽数=14
槽宽=(0.30.7) =6
切削宽度 =2=7.21
三角形槽按表4-11设计，前后刀齿分屑槽应在圆周方向错开半个槽距，交错排列
=60，槽数==32
槽宽=1.01.2，深，槽形角
2.13确定拉刀齿数和每齿直径尺寸
过分齿齿数=3～5,精切齿齿数=3～7,校准齿齿数=5～7
取过渡齿和精切齿齿升量递减为：0.025、0.020、0.015、0.015、0.01、0.01mm，切除余量，其中，前2齿齿升量大于，可属过渡齿；后4齿齿升量较小，属精切齿。
=2×（0.025+0.020+0.015+0.015+0.010+0.010）=0.19mm
粗切齿齿数==15
粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量:[（15－1）×2×0.03＋0.19] mm=1.030mm
剩下（1.040-1.030）=0.010余量未切除，需增设一个精切齿切到要求尺寸。
按表4-14，取校准齿7个，则拉刀总齿数为：
= 15+2+5+7=29

按齿号列出了各齿直径尺寸及其公差见下表：
齿号
直径基础尺寸

直径尺寸公差
齿号
直径基础尺寸

直径尺寸公差
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
59.000
59.060
59.120
59.180
59.240
59.300
59.360
59.420
59.480
59.540
59.600
59.660
59.720

14
15
59.780
59.840

16
17
59.890
59.930

18
19
20
21
22
59.960
59.990
60.010
60.030
60.035
-0.01

23
24
25
26
27
28
29
60.035
60.035
60.035
60.035
60.035
60.035
60.035

2.14柄部结构形式及尺寸
拉刀圆柱形前柄结构形式可分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型用于柄部直径小于18mm拉刀，Ⅱ型用于柄部直径大于18mm拉刀。Ⅰ型和Ⅱ型又可分为无周向定位面和有周向定位面。当拉刀用于实现工作行程和返回行程自动循环时，需要有后柄结构，后柄放置在拉刀后导部后边，后柄结构形式有Ⅰ型和Ⅱ型两种，Ⅰ型为整体式，Ⅱ型为装配式，通常在后柄直径较大时采取。
故该拉刀选择 Ⅱ型A-无周向定位面圆柱形前柄型式.查表4-18 知:
前柄

2.15颈部直径和长度
颈部直径可取和前柄直径相同值,也可略小于前柄直径.颈部长度要确保拉刀第一个刀齿还未进入工件之前,拉刀前柄能被拉床夹头夹住.所以可得拉刀颈部长度计算公式
颈部长度：
对于L6140型号拉床,其尺寸以下:
式中: --颈部长度
m=10～20 取m=15
--拉床床壁厚度100 mm
--法兰盘厚度50mm
--过渡锥长度10，15或20mm，这里选=15mm
颈部直径；
取mm
2.16过分锥长度 =15mm
2.17前导部直径,长度

或 取=40mm
2.18后导部直径,长度
或 取=20mm

2.19柄部前端到第一齿长度
拉刀前柄端面至第1刀齿距离
130+15+100+50+40=335mm
前柄伸入夹头长度 或 取=130mm
2.20计算最大切削力
按表4-20、表4-21和表4-22计算最大拉削力。依据综合式拉削特点，切削厚度
KN
式中: -切削刃单位长度上切削力 查表4-22有=251N
2.21拉床拉力校验
计算出拉削力应小于拉床实际拉力,
对于良好状态旧拉床, =0.8
查表4-24 拉床L6140公称拉力为 =400 KN
0.8KN 符合要求。
2.22拉刀强度校验
为预防拉刀拉断,拉削时产生拉应力应小于拉刀材料许用应力,即=/,
式中: --拉刀上危险截面积,通常在柄部或颈部.
--拉刀材料许用应力,高速钢=0.35GPa
= ==2769.48
=/=261.44/2769.48=0.0944GPa<
所以拉刀强度许可.
2.23计算校验拉刀
粗切齿和过渡齿长
精切齿和校准齿长
拉刀总长 mm
按下表许可拉刀总长为，显然，设计拉刀比许可拉刀短多，所以长度校验合格。
圆拉刀许可最大总长度（表二）
拉刀直径
6～10
10～18
30～40
40～50
50～60
>60
最大总长度
28
30
28
26
25
24
精密圆拉刀通常不超出20

2.24确定拉刀技术要求(GB3813-83)
①拉刀热处理
用W6Mo5Cr4V2高速工具钢制造拉刀热处理硬度
刀齿和后导部 6366HRC
前导部 6066HRC
柄部 4558HRC
许可进行表面强化处理
②拉刀表面粗糙度(表三)
拉刀表面
表面粗糙度
拉刀表面
表面粗糙度
刀齿圆柱刃带表面
精切齿前面
校准齿前面
粗切齿前面
刀齿后面

前导部外圆柱表面
后导部外圆柱表面
中心孔工作锥面
柄部外圆柱表面

③拉刀粗切齿外圆直径极限偏差(见表四)
拉刀粗切齿外圆直径极限偏差
齿升量
外圆直径极限偏差
相邻齿齿升量差
0.030.05

0.007

④圆拉刀精切齿和外圆校准齿外圆直径极限偏差(见表五)
圆拉刀精切齿和外圆校准齿外圆直径极限偏差
被加工孔直径偏差
校准齿和其尺寸相同精切齿外圆直径极限偏差
其它精切齿外圆直径极限偏差
0.018

>

>

>

>0.046

⑤拉刀外圆表面对拉刀基准轴线径向圆跳动公差(见表六)

表六 拉刀外圆表面对拉刀基准轴线径向圆跳动公差

对拉刀基准轴线径向跳动公差
拉刀柄部和卡爪接触锥面对拉刀基准轴线斜向圆跳动公差

拉刀各部分径向圆跳动应在同一个方向
校准齿和校准齿相同直径精切齿及后导部
其它部分

0.1
拉刀全长和其基础直径比值
径向圆跳动公差
不得超出表五中所要求外圆直径公差值

>
>25
0.03
0.04
0.06

⑥拉刀前导部和后导部外圆直径公差(按f7)
⑦拉刀全长尺寸极限偏差(见表七)
表七 拉刀全长尺寸极限偏差
拉刀全长尺寸
长度尺寸许可极限偏差
1000
>1000

⑧拉刀表面
拉刀表面不得有裂纹,碰伤,锈迹等影响使用性能缺点.
⑨拉刀切削刃
拉刀切削刃应锋利,不得有毛刺,崩刃和磨削烧伤.
⑩拉刀容屑槽
拉刀容屑槽连接应圆滑,不许有台阶.

2.25绘制拉刀工作图

总 结
课程设计作为工科院校大学生必修步骤，不仅是巩固大学生大学所学知识关键步骤，而且也是在检验毕业生综合应用知识能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参与工作前一次实践性锻炼。
大学三年学习立即结束，在我们立即进入大四,踏入社会之前，经过课程设计来检验和考验我们在这几年所学知识，同时对于我们本身来说，这次课程设计很贴切地把部分实践性东西引入我们设计中和平时所学理论知识相关联。为我们不管是在未来工作或是继续学习过程中打下一个坚实基础。
经过这一学期学习和对相关资料查阅，我利用所学专业知识和从和专业相关联课程为出发点，设计了刀具零件工艺、编制了刀具零件加工程序，并复习了所学软件AUTOCAD、PRO/E利用，同时学习了其它部分相关软件应用。在设计思想中尽可能表现了我所学、掌握和了解知识。
其次我从这次课程设计中获益匪浅，在以后工作中，肯定会碰到很多困难，但回想起这设计经历时候，我就萌发出那种和困难做斗争勇气。
当然因为设计经验不足，在设计过程中难免有不足和缺点，不过我绝得得到教训也算是一个收获吧。

致 谢
此次设计是在老师悉心指导和帮助下完成。她渊博知识、勤奋工作作风、务实学习和工作态度、主动进取勇气和魄力、和对学生从严要求治学态度全部深深感染了我，值得我终生学习。她无私奉献精神是我一生学习和追求目标。在以后学习和生活之中，老师教育必将激励我不停奋发向上。

参 考 文 献:
1. 机械工程手册(金属切削刀具) 1980年 机械工业出版社

2.金属切削刀具设计 1962年 机械工业出版社

3.铣刀,拉刀生产图册 1977年 技术标准出版社

4.金属切削手册 上海市科学技术交流站 1974年 上海人民出版社

5.乐兑谦主编 金属切削刀具 北京 1993年 机械工业出版社

6.刘华明主编 金属切削刀具课程设计指导资料 1986年 机械工业出版社

7.刀具课程设计指导 1985年 机械工业出版社

8.许先绪主编 非标准刀具设计手册 1985年 机械工业出版社

9. 徐嘉元主编 机械加工工艺基础 1990年 机械工业出版社