拉刀设计计算说明书
[原始条件]
工件直径为：Φ45H7（0025
.0+），长度为：45～60mm ，材料为45#
钢，调质处理后硬度为HB220～250，抗拉强度为：0.75GPa ，工件如下图所示。

使用机床为L6140拉床。

试设计圆孔拉刀。

设计步骤如下：
（1）拉刀材料：W18Cr4V.
（2）拉削方式：综合式
（3）几何参数：按文献【1】表4.2，加工材料45#钢，硬度为HB220～250，抗拉强度GPa b 75.0=σ，故取前角 15=o γ，精切齿与校准齿前刀面倒棱， 5,1~5.011==o mm b γγ。

按文献【1】表4.3，取粗切齿后角 3o =α，倒棱宽mm b 2.01
≤α，精切齿后角 2=o α，mm b 3.01=α，校准齿 1=o α，mm b 6.01
=α。

（4）校准齿直径（以角标x 表示校准齿的参数）
δ+=max 0m x d d 式中 δ—收缩量，取mm 01.0=δ，则mm d d m x 035.3001.0025.30max 0=+=+=δ。

（5）拉削余量：文献【1】表4.1计算。

当预制孔采用钻削加工时，A 的初值为mm l d A m 78.0401.030005.01.0005.0=⨯+⨯=+= 采用Ø29的钻头，最小孔径mm d w 29min =，拉削余量为
mm d d A w x 035.129035.30min 0=-=-=
(6)齿升量：按表4.4，取粗切齿的齿升量为mm a f 03.0=（综合轮切式圆孔拉刀）。

(7)容屑槽：
①计算齿距。

按表4.8，粗切齿与过渡齿齿距为
mm p 930)6.1~3.1(≈=
取精切齿与校准齿齿距（用角标j 表示精切齿的参数）
mm p p p x j 2.7~5.49)8.0~6.0()8.0~6.0(=⨯===
取mm p p x j 6==
②由于本设计中采用综合式拉刀的形式，故容屑槽形状及尺寸采用曲线齿背。

按表4.9基本槽型，
粗切齿与过渡齿取mm R mm r mm g mm h 5,8.1,3,5.3====，
精切齿与校准齿取mm R mm r mm g mm h 4,1,2,2====，如图1所示 ③校验容屑条件
l a K h f 213.1⨯≥
按表4.11 轮切式拉刀容屑槽的容屑系数，由切削宽度
mm a a f e 06.003.022=⨯==，取容屑系数0.3=K ,工件最大长度mm l 40=,
齿升量mm a f 03.0=，则
mm l a K h f 03.34003.020.313.1213.1=⨯⨯⨯⨯=⨯≥，
而容屑槽深度mm h 5.3=，符合容屑条件。

④校验同时工作齿数。

按表4.8 拉刀齿距及同时工作齿数计算， 3925min min ≈==p l Z e ，519
401max max ≈+=+=p l Z e 满足83≤≤e Z 的校验条件。

（8）综合式拉刀粗切齿与过渡齿用弧形分屑槽，精切齿用三角形分屑槽（为什么？）。

根据表4.13 圆拉刀弧形分屑槽，当最小直径mm d 29min 0=时，弧形分屑槽数8=k n 。

槽宽为
mm n d a k 5)7.0~3.0(8
90sin 29)7.0~3.0(90sin min 0≈-⨯=-= 切削宽度
mm a n d a k w 658
90sin 29290sin 2min 0≈-⨯⨯=-=
根据表4.12 圆拉刀三角形分屑槽，当直径mm d 300=时，三角形分屑槽数位
1530)6
1~71()61~71(0≈⨯==ππd n k 槽宽mm b 2.1~0.1=，槽深mm h 5.0~4.0'=。

前后齿分屑槽应交错排列。

校准齿及最后一个精切齿不做分屑槽。

（9）前柄部形状和尺寸。

按表4.18 圆柱形前柄II 型GB3832.2-83，选用II 型-A 式无周向定位面的圆柱形前柄，mm d 251=，最小断面处的直径为mm d 192=。

（10）校验拉刀强度与拉床载荷 按表4.23、4.24、4.25计算最大拉削力。

综合式拉刀粗切齿的切削厚度f e a a 2=，故1mm 长度刀刃上的切
削力'z F 应按f a 2确定。

kN k k k k k Z a F F w z 6.88101113.115.127.152
30228103343210max 'max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=--∑π柄部最小断面处为危险断面，直径为mm d 192=，面积为
22
min 283419mm A =⨯=π
拉应力为
GPa A F 31.0283
3.88min max ===σ 按表
4.26高速钢拉刀的许用应力，[][],G Pa 3
5.0σσσ>=，则校验合格。

按表4.24、4.25，拉床允许的拉力为
kN F kN k F T 3.883208.0400max =>=⨯=,拉床载荷校验合格。

（11）齿数及每齿直径。

取过渡齿与精切齿齿升量为0.025、0.020、0.015、0.010、0.005。

后三齿齿升量小于粗切齿齿升量f a 的1/2，
为精切齿，前两齿为过渡齿。

过渡齿与精切齿切除的余量为mm A A j g 15.0)005.0010.0015.0020.0025.0(2=++++⨯=+，则粗切齿齿数c Z 为（第一个粗切齿齿升量为零）
15103
.0215.0035.112)
(=+⨯-=++-=f j g e a A A A Z 粗切齿与过渡齿，精切齿共切除余量为mm 99.015.003.021-15=+⨯⨯）（， 剩余余量为1.035-0.99=0.045mm,可以在增加一个精切齿。

调整后精切齿齿升量为0.015,0.01375,0.0125,0.01125。

如图1中所示尺寸表中。

按表4.15取校准齿6个，共有粗切齿、过渡齿、精切齿、校准齿的齿数为15+2+4+6=27（个）。

（12）拉刀其他部分。

根据表4.20，取前导部的直径与长度为 mm l mm
d d w 40000.294min 4===
后导部的直径与长度为
mm l l mm
d d m 20)7.0~5.0(025.307min 7====
前柄端面至第一齿的距离（表4.20中图）
411''l A B m l L s ++++=
查表4.18，mm L l 90'31==，m 取20mm(《刀具工程师手册》，P351)，查表4.24，mm A mm B s 50100==，，前导部mm l 404=，则
mm L 30040501002090'1=++++=
颈部直径
mm d d 5.245.025)5.0~3.0(12=-=-=
过渡锥长度取为15mm(刀具工程师手册》，P351)
拉刀直径较小，不设后柄部。

（13）计算和校验拉刀总长
粗切齿与过渡齿长度mm l 153)215(95=+⨯=
精切齿与校准齿长度 mm l 60)64(66=+⨯=
总长为mm l l l L L 5282060153295'7651=+++=+++=
查表4.29，当拉刀直径为30时，允许的长度为mm mm 5287803026>=⨯， 总长校验合格。

（14）制定技术条件。

1、拉刀材料：W18Cr4V.
2、拉刀热处理硬度：刀齿及后导部HRC63~66；前导部HRC60~66；前柄部HRC40~52；允许进行表面强化处理。

3、R
4、R
5、R
6、拉刀各部径向跳动应在同一方向。

7、拉刀表面不得有裂纹、碰伤、锈迹等影响使用性能的缺陷。

8、拉刀切削刃应锋利，不得有毛刺、崩刃和磨削烧伤。

9、拉刀容屑槽表面应磨光，且不得有凹凸不平等影响卷屑效果的缺陷。

10、在拉刀颈部打印：厂标、Ø30H7、γ15°、制造年月、产品编号。

11、拉刀按GB3831-83标准验收。