刀具课程设计.doc

圆孔拉刀设计说明书

目录

1． 前言···········································2

2． 绪论···········································3

3． 圆孔拉刀设计···································4

4． 总结···········································13

5． 致谢···········································14

6． 参考文献·······································15

1.前言
转眼之间大学四年的学习已过去多半，在我们完毕本学期学业之前，通过课程设计来检查和考验我们在这半年所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
我的课程设计课题目是圆孔拉刀的设计。在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。我运用本次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检查，同时又可以在设计当中查找自己所学的局限性从而加以填补，使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。
由于水平有限,设计编写时间也仓促,在我们设计的过程中会碰到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的限度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高此后设计设计的质量，希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正。

2．绪论
金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容，锻炼和培养学生综合运用所学知识和理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。
通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到：
(1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法；
(2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难；
(3) 学会绘制符合标准规定的刀具工作图，能标注出必要的技术条件。
设计内容和规定
完毕对矩形花键铣刀、圆孔拉刀两种刀具的设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份对的、完整的设计说明书。
刀具工作图应涉及制造及检查该刀具所需的所有图形、尺寸、公差、粗糙度规定及技术条件等；说明书涉及设计时所涉及的重要问题以及设计计算的所有过程；设计说明书中的计算准确无误，所使用的尺寸、数据和计量单位，均符合有关标准和法定计量单位。

3.圆孔拉刀设计

1. 刀具结构参数及各部分功用

1.1．拉刀的结构及功用(见图（一）、表（一）)

图（一）、拉刀结构
表（一）
代号
名 称
功 用
1
柄部
夹持拉刀，传递动力
2
颈部
连接柄部和后面各部，其直径与柄部相同或略小，拉刀材料及规格等标记一般打在颈部。
3
过度锥
颈部到前导部的过渡部分，使拉刀容易进入工件孔中。
4
前导部
起引导拉刀切削部进入工件的作用，
5
切削部
担负切削工作，涉及粗切齿、过渡齿及精切齿。
6
校准部
起刮光、校准作用，提高工件表面光洁度及精度，并作为切削部的后备部。
7
后导部
保持拉刀与工件的最后相对位置，防止在拉刀即将离开工件时因工件下垂而损坏工件已加工表面及刀齿。

1.2 切削方式：采用分层拉削方式中的同廓式拉削方式。
1.3拉削余量：对于花键孔A=De-Do
1．4拉刀刀齿结构及功用（见表（二））
表（二）
名称
功用
前刀面
切削流出的表面
后刀面
最终形成已加工表面的面
副后刀面
刀齿上和已加工表面相对的表面、分屑槽两侧面
刃带
也称第一后刀面，是主切削刃和后刀面之间的后角为零的窄面，它有稳定的拉削过程，防止拉刀摆尾的作用
主切削刃
是前后刀面的交线
副切削刃
是前刀面和副后刀面的交线，分屑槽中也有两条副切削刃
过渡刃
可以是直线或圆弧，它有助于减缓刀尖的磨损
刀尖
主副切削刃的相交点
容屑槽
其形状必须有助于切屑卷曲，并能宽敞地容纳切屑
分屑槽
减小切削宽度，减少切削卷曲阻力，便于切削容纳在容屑槽内，从而改善拉削状况
棱
刀齿后刀面与齿背的交线
齿背
容屑槽中靠近后刀面的部分

2． 设计规定

设计规定：按照规定完毕一把成型拉刀，并且可以用该刀具加工出图示的工件。

3． 选取拉刀材料及硬度

工件材料为：25钢；硬度HBS150 ；强度σb =430Mpa
参考附录表5，选W18Cr4V高速钢整体制造拉刀。

4． 拟定拉削方式

综合式拉刀较短，适于拉削碳钢和低合金钢，拉削精度和表面质量并不低于其他拉削方式，且拉刀耐用度高，因此选择综合拉削。

5． 选择刀齿几何参数

按《金属切削刀具设计简明手册》表4-2、4-3查选：硬度为HBS150，25钢。
所以选择 前角：=17， 精切齿与校准齿倒棱角为5。
后角：粗切齿： ;
精切齿： ;
校准齿：

6． 拟定校准齿直径

以脚标o、w、m、c、f、j和x依次表达拉刀、预制孔、拉削孔、粗切齿、过渡齿、精切齿和校准齿。
mm
式中：—拉削变形（收缩量），按表4—15，4—16选，=0.01mm

7． 拟定拉削余量

按《金属切削刀具设计简明手册》表4-1选公式计算：
计算余量为：

取预制孔加工方式为标准麻花钻加工，按国标GB6137-85《锥柄长麻花钻》第1系列取的钻头。
实际拉削余量为：

8． 选取齿升量

由材料为25钢，，且为综合式圆拉刀。按《金属切削刀具设计简明手册》表 4-4选，取粗齿升量为：。为获得较好的加工表面质量和良好的加工性能，取较小齿升量为

9． 设计容屑槽（图（二））

图（二）、拉刀齿形及分屑槽参数

9.1 计算齿距：
按《金属切削刀具设计简明手册》表4-7选公式计算，
粗切齿与过渡齿的齿距为：

取P=8mm.
精切齿和校准齿齿距取为：

取为6mm
9.2 选取拉刀容屑槽：
查《金属切削刀具设计简明手册》表4-8，综合式拉刀或拉削塑性材料时，宜采用曲线齿背型容屑槽。故：
粗切齿、过渡齿取深槽，h=3mm;
精切齿、校准齿取基本槽,h=2mm；
9.3 校验容屑条件：
查《金属切削刀具设计简明手册》表4-10，

得容屑系数K=3

显然，，容屑条件校验合格。
9.4 校验工作齿数：
照《金属切削刀具设计简明手册》表4-7计算，
，， ；
满足的校验条件，校验合格。
10. 拟定分屑槽参数

拉刀粗切齿与过渡齿采用弧形分屑槽，精切齿采用三角形分屑槽；
按《金属切削刀具设计简明手册》表4-11，4-12设计计算，
弧形分屑槽为：
当：，
槽数：，
槽宽：
切削宽度：
三角形分屑槽为：

槽数：
槽宽：
槽深：
槽角：

11. 选择拉刀前柄

按《金属切削刀具设计简明手册》表4-17，选用II型—A无周向定位面的圆柱形前柄，取,卡爪处底径，
该拉刀无需设后柄。

12． 校验拉刀强度与拉床载荷

查《金属切削刀具设计简明手册》表4-25，得：
=0.35GPa。
按《金属切削刀具设计简明手册》表4-20，4-21，4-22计算最大拉削力。
根据综合式拉削的特点，
切削厚度
；
（为拉刀直径）；

拉刀最小断面为前柄卡爪底部，其面积为：

危险断面部位的拉应力为：

高速钢圆拉刀许用应力=0.35GPa，显然，拉刀强度校验合格。
按《金属切削刀具设计简明手册》表4-23，4-24，选用工作状态良好的L6110型旧拉床，可算出拉床允许拉应力：

显然，拉床载荷校验合格。
13． 拟定拉刀齿数和每齿直径尺寸

取过渡齿与精切齿齿升量递减为,,,,,,,所以取为：0.025，0.02，0.015，0.012，0.01，0.01；共切除余量：

其中前2齿齿升量大于，可属于过渡齿，后4齿齿升量较小，属精切齿。
粗切齿齿数按下式计算后取整为：

粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量：
（15-1）×2×0.03+0.184=1.024
剩下（1.035-1.024）=0.011，需增设一个精切齿到规定的尺寸；
按《金属切削刀具设计简明手册》表4-14，取校准齿7个，其直径尺寸前面已经拟定了。
这样，拉刀总齿数为：

表（三）中列出各齿直径尺寸及其公差
表（三）、各齿直径尺寸及其公差
齿号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
基本尺寸D(mm)
34．00
34．06
34.12
34.18
34.24
34.30
34.36
34.42
34.48
34.54
直径尺寸公差（mm）

齿号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
基本尺寸D(mm)
34.60
34.66
34.72
34.78
34.84
34.89
34.93
34.96
34.984
35.004
直径尺寸公差（mm）

齿号
21
22
23
24
25
26
27
28
29

基本尺寸D(mm)
35.024
35.035
35.035
35.035
35.035
35.035
35.035
35.035
35.035

直径尺寸公差（mm）

14． 设计拉刀其它部分

按《金属切削刀具设计简明手册》表4-19，
前柄： ,
颈部：
过渡锥：
前导部：
后导部：
拉刀前柄端面至第1刀齿的距离：

图（三）、前柄、颈部、过渡锥、前导部
图（四）、后导部

15． 计算和校验拉刀总长

粗切齿与过渡齿长：
精切齿与校准齿长：
拉刀总长：
按《金属切削刀具设计简明手册》表4-26允许拉刀总长为，显然拉刀短得多，所以长度核验合格。

16． 制定拉刀技术条件

制定拉刀技术条件;
①、热解决：
刀齿和后导部 63～66 HRC
前导部 60～66 HRC
柄部 45～58 HRC
允许进行表面热解决。

②、拉刀几何角度的极限偏差：
前角：
切削齿后角：
校准齿后角：

17． 绘制拉刀工作图

根据以上得到的结果，按照数据进行刀具图的绘制，绘制图一张。根据相关的规定制定粗糙度等等的标注。（具体说明见图纸）

4.总结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程. 课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节，并且也是在检查毕业生综合应用知识的能力、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的一次实践性锻炼.
通过这一学期的学习和对有关资料的查阅，我运用所学的专业知识和从与专业相关联的课程为出发点，设计了刀具零件的工艺、编制了刀具零件的加工程序，并复习了所学软件AUTOCAD的运用，同时学习了其他一些相关软件的应用。在设计思想中尽也许体现了我所学的、掌握和了解的知识。
回顾起本次刀具机课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从理论到实践，在整整一星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，并且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才干真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中碰到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会碰到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的局限性之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，例如CAD的使用方法.
大学四年的学习已过去多半，在我们踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年的所学的知识，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础
我从这次课程设计中获益匪浅，在以后的工作中，肯定会碰到许多困难，但回想起这设计经历的时候，我就萌发出那种和困难做斗争的勇气
当然由于设计经验的局限性，在设计过程中难免有局限性和缺陷，但是我绝得得到教训也算是一种收获吧。

5.致谢

通过这次实践机会，我熟悉了拉刀的结构及其功能，将理论知识运用到实践中，并且学会运用图书资料及网络材料查询自己需要的知识，总体上提高了设计能力。本次设计是在庞老师的悉心指导下完毕的。他学识渊博、工作务实、积极进取的勇气和魄力、以及对学生从严规定的治学态度都深深感染了我，值得我终身学习。他无私的奉献精神是我毕生学习和追求的目的。在此后的学习和生活之中，老师的教导必将激励我不断奋发向上。
同时也要感谢与我相关的课题组的同学，他们在设计中给了我很大的帮助，和他们的讨论时常使我豁然开朗，他们给了我很多很好的设计建议，使我的设计加快了进程。
在此向所有给予我帮助和支持的老师和同学表达深深的谢意！

6.参考文献

[1].刘华明主编 金属切削刀具设计简明手册 1986年 机械工业出版社
[2].乐兑谦主编 金属切削刀具 1993年 国防工业出版社
[3].许先绪主编 非标准刀具设计手册 1985年 机械工业出版社
[4].刀具课程设计指导 1985年 机械工业出版社
[5].金属切削刀具设计 1962年 机械工业出版社