目录1.前言 (2)2.矩形花键拉刀的设计 (2)2.1选定拉刀材料及热处理 (2)2.2刀具结构参数、几何参数的选择与设计 (2)2.3 刀具的全部计算 (11)2.4 对技术条件的说明.......... .. (15)3. 心得体会 (16)4. 参考文献 (17)1.前言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。
刀具课程设计是在学完刀具课以后，进行一次学习设计的综合性练习，也是一次理论联系实际的训练。
通过设计，运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。
同时学习查阅有关的设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。
本次课程设计完成了对成形车刀、矩形花键拉刀两种刀具的设计和计算工作，说明书包括刀具类型材料的选择，刀具结构参数、几何参数的选择，刀具的全部计算，对刀具的技术使用要求，安装使用要求，巩固深化了课堂理论教学容，运用各种设计资料、手册和国家标准进行设计，培养了我们独立分析解决问题的能力。
2.矩形花键拉刀的设计2.1 选定拉刀材料及热处理拉刀用W18Cr4V高速工具钢制造。
热处理硬度为：刀齿和后导部 HRC63—66前导部 HRC60—66柄部 HRC40—522.2刀具结构参数、几何参数的选择和设计（1）拉刀的结构图1表1（2）切削方式：采用分层拉削方式中的同廓式拉削方式（3 ）拉削余量：对于花键孔A=De-Do拉刀刀齿结构：表2拉刀刀齿的几何参数有：切削齿前角γ0，校准齿前角γ0g，切削齿后角α0，校准齿后角α0g ，齿距p，容屑槽深h，齿厚g，刃带宽ba1。
拉刀刀齿的主要校核参数前角、后角和刃带宽数值的大小主要取决于工件材料和拉刀的结构形式。
参照表4-2。
4-3，各种花键拉刀，工件材料为球墨铸铁800-2，硬度为HBS250,故常用的材料的拉刀几何参数为：（4）分层式拉刀粗切齿齿升量根据表4-4查出当硬度为HRC62-65时，齿升量af=0.04-0.10mm，在这取af=0.06mm。
（5 ）拉刀几何参数根据表4-2，查得拉刀的前角γo=5o根据表4-3，查得粗切齿的后角αo =2°30′-4°，刃带ba=0.05-0.15；精切齿的后角αo =1°30′，刃带ba=0.05-0.2；校准齿的后角αo=1o±15‘，刃带ba=0.7。
（6）拉刀容屑槽及分屑槽的尺寸拉刀的齿距和同时工作拉刀切削部的齿距是拉刀的重要设要素。
其影响如下：1）齿距过大，则拉刀过长，不仅制造成本高，拉削生产率也低；齿距过大，同时工作齿数太少，拉削过程不平稳，影响拉削加工表面质量。
2）齿距过小，容屑空间也小，切削容易堵塞；齿距过小，同时工作齿数会过多，切削力就增大，可能导致拉刀折断及机床超载；齿距过小，还会给刃磨带来困难，砂轮切入时有与相邻刀齿碰撞的危险。
计算齿距的经验公式：P=(1.25～1.5)L1/2,取p=6.0工作齿数可按下式计算：Ze=L/p+(0.1～1)=5.5以上计算所得齿距p值，经过对容屑系数、拉刀强度及拉床拉力验算后，还需进行修正，最后参照表4-8得，齿距p=6,同时工作齿数Ze=5。
（7）容屑槽1）计算齿距粗切齿齿距Pr计算，并参照附表4-11取接近的标准值Pr=(1.25～1.75)L1/2=8mm过渡齿齿距: Pg = Pr=P10=8mm精切齿齿距：Pj=(0.6～0.8) Pr=6mm标准齿齿距 Pji 计算：Fji=(0.6～0.8)Pr=6mm2）选取容屑槽形状及尺寸容屑槽是形成刀齿的前刀面和容纳切屑的环状或螺旋状沟槽。
环形齿拉刀的拉削属于封闭容屑槽形式；螺旋齿拉刀的拉削属于半封闭容屑形式。
切削容纳在拉刀的容屑槽中，如果容屑空间不够大，切屑会在槽挤塞，影响加工表面质量，严重的还会使刀齿崩刃或拉断拉刀。
参照表5-8，选用直线齿背型容屑槽型。
根据表4-9，直线齿背容屑槽尺寸：图2容屑槽尺寸按下列公式计算：h=(0.3～0.4) pg=(0.3～0.35)pR=(0.65～0.7)pr=(0.5～0.6)h经过计算得：h=2.4～3.2,g=2.4～2.88.R=5.2～5.6,r=1.2～1.92。
参照表5-9，初步选h=3,r=1.7容屑槽尺寸的最后确定，须校验其是否有足够的容屑空间，即容屑槽的有效容积必须大于切屑体积，即Vp〉Vc，若忽略切削宽度方向的变形，即是要求上述体积可近似用拉刀轴剖面中的面积Ap和Ac来表示，二者的比值为容屑系数K，有：Ap/Ac≧K式中：Ap为容屑槽的有效面积，Ap=∏h2/4;算得Ap=9.6；Ac=afL=1.75。
最终算得Ap/Ac=5.48〉K3）校验容屑条件取ac =2af,取K=4，计算H=1.13(k.ac.l)1/2=2.5mm已选定的容屑槽深度，合格4）分屑槽为了便于卷屑和容屑、减少切削力、改善已加工表面质量，应在拉刀前后刀 齿上交错地磨出分屑槽。
设计分屑槽时应该注意以下几点： ① 分屑槽的深度必须大于齿升量，即h>a f ,否则不起分屑作用。
②为了使分屑槽上两侧的切削刃也有足够的后角，槽底后角应大于拉刀刀齿后角，取为α0+2°。
③分屑槽的数目n k 应保证切削宽度不太大，便于卷曲成为较紧的切屑，有利于容纳在容屑槽。
当拉刀直径d 0>50mm 时： n k =∏d 0/(0.5～1.0) d 01/2=28 便于测量拉刀直径，分屑槽数目一般取偶数。
④在拉刀最后1个～2个精切齿上，由于齿升量很小，切屑较少，可以不作分屑槽，以保证加工表面质量。
⑤加工铸铁等脆性材料时，由于切屑呈崩碎状态，不需磨出分屑槽。
分屑槽位置：应前后齿错开。
根据表4-12,每个刀齿的分屑槽数n k =b/5-10（取小值）当b=8时，s=2.5，b c =1.0，n c =0.5。
拉刀前导部、后导部、柄部的结构尺寸图3矩形花键拉刀前导部的尺寸：l3=L=20,l1一般取10mm、15mm、20mm,D3=前一根拉刀校准直径减0.02mm,公差为-0.02mm,a=5mm～10mm,d3=已加工花键的名义底径减0.5，其公差按最大选取，b1=刃部键宽减0.02mm,偏差取f7。
拉刀后导部的尺寸：l4=(0.5～0.7)L；D4等于校准齿直径减0.05mm,偏差为-0.02；b4=刃部键宽或减去0.02mm。
5）校准部前角γo校=5o，后角αo校=1o，齿距t校=（0.6-0.8）t=4.8-6.4mm，取t校=6mm根据表4-23查得齿数Z校=4-5个，取Z校=4个最后一个精切齿及校准齿直径应按下式确定：D校=Dmax±δ，其中δ为孔的变形量。
拉刀校准部长度l校=t校×Z校=6×4=24mm6）柄部根据表4-18查矩形花键拉刀柄部尺寸为：图4D1=25mm，D＇=19mm，D2=35mm，l1=90mm，l＇=20mm，l＇＇=25mm，c=4mmσb=35kg/mm2时刀茗强度允许拉力为23100kg。
7）颈部及过度锥拉刀颈部长度按下式计算：l2≥m+B+A-l3＇mm L3=10mm, l3＇=5mmL1＇公式：L1＇=l1+l2+l3＇+l3，其中l3＇为拉刀进入卡头部分的长度，l3为前导部长度。
8）前导部、后导部和尾部前导部主要起导向和定心作用，故应和予制孔形状相同。
根据表4-20：前导部：图5等于前把拉刀最后刀齿的直径。
说明：1、D3等于加工的花键孔最小径减0.5mm，只准许负偏差。
2、d33、b等于前一把拉刀花键齿宽减0.02mm。
3=（0.75-0.1）l4、l35、a=5-10mm后导部：图7等于拉刀花键齿最大外径减0.05mm，偏差取-0.2mm。
说明：1、d4等于或小于0.02mm切削辞键宽。
2、b4当拉削孔有空刀槽时，后导部长度按下式计算：l=l+c+（5-10）mm，式中：后l为空刀槽宽度，c为前端拉削长度。
尾部在拉刀工作时支撑在拉床托架上，防止拉刀尾部下垂，对于小而轻的拉刀可不做尾部。
9）拉刀总长度L=L 1＇+l 切+l 校+l 后+l 尾，拉刀直径为52mm ，据表4-27，花键拉刀允许的最大总长度Lmax=1600mm 。
10）拉刀强度校检 ① 拉削力计算拉削力的计算公式为： F c =F c ∑b D ZeK γK αK δK w （kg ），式中：F c ’为切削刃单位长度上的切削力（N/mm 2），见表4-23；∑b D 为总切削宽度；查表得：F c =177 （N/mm 2）根据表4-21，F max =P ＇·n ·b ·Z e （kg ），式中：P ＇—单位长度切削刃上的拉削力（kg/mm ），根据表4-35查得P ＇=28.5（kg/mm ）Ze —最时工作齿数，Ze=4n —花键键数，n=8 b —键宽，b=8mm因此F max =28.5×8×8×4=7296（kg/mm ） ② 拉刀强度校验校验公式：σ=F max /A min ≤[σ]式中：F max —由表4-21中相应公式计算得。
A min —拉刀危险截面面积。
拉刀的危险断面可能在柄部，也可能在第一个切削齿容屑槽中（mm 2）[σ]—拉刀材料允许的拉应力，表4-36查得[σ]=35-40（kg/mm 2） 柄部D=29mm ，A=660.185mm 2，所以σ=F max /A min =7296/660.185=11.05≤[σ]2.3 刀具的全部计算（包括计算公式和计算结果）表32.4 对技术条件的说明2.4.1 拉刀各部分的表面粗糙度表4（1）拉刀外圆直径在全长上的最大径向跳动量之差（2）切削齿外圆直径偏差：0.020（3）精切齿外圆直径偏差按-0.01mm（4）校准齿外圆直径偏差（包括与校准齿直径相同的精切齿），查得-0.009mm （5）矩形花键拉刀其他尺寸偏差①键宽偏差：根据工件键宽的精度确定，可再-0.01-0.02之间②花键齿圆周相邻齿距误差，应小于拉刀键宽偏差，但不得大于0.02mm③花键齿圆周不等分累积误差④花键齿的底径偏差按d11或只准负偏差⑤花键齿两侧面的不平行度，螺旋度及键齿对拉刀轴线不对称度在键宽公差围；倒角齿对拉刀轴线不对称度不大于0.05mm⑥拉刀倒角齿计算值M的偏差：－0.02mm2.4.3键槽拉刀的尺寸偏差①切齿齿高偏差（mm）③刀体侧面和底面不直度偏差：键宽为3－12mm时为0.06/100④键宽偏差取为工件槽宽公差的1/3，但不大于0.02mm，符号取（－）⑤键齿对刀体中心线的不对称度在拉刀键宽公差围⑦键齿对刀体中心不对称的在键宽公差以2.4.4拉刀其他部分长度偏差①拉刀总长偏差：当L<1000mm时取±2mm。