1、本科毕业论文（20 届）四方拉刀的设计与工艺所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 四方拉刀的设计与工艺 1课题意义及目标本设计的主要任务：设计加工四方拉刀，绘制四方拉刀的图纸，并编制四方拉刀的加工工艺规程。目标: (1) 通过本次设计了解四方拉刀的结构型式。(2) 了解拉刀各部分尺寸的计算方法。(3) 四方拉刀各种切削角度的选取原则。(4) 通过工艺规程的编制，学习四方拉刀的完整加工过程，掌握工艺
2、规程的 编写要求，真正理解工艺规程在实际加工中的作用和重要性。 2主要任务要求：绘制的图纸符合机械制图国家标准，并做到内容完整、准确。设计的工艺既要切合实际又要保证产品的精度要求，还要符合经济性的要求。内容：设计并绘制四方拉刀的图纸，编制四方拉刀的加工工艺规程，并编写毕业设计论文。3主要参考资料1 JB/T 7962-2010 四方拉刀 技术条件S .2 GB 3832.3-2008 拉刀圆柱形后柄 型式和基本尺寸S .3 GB 3832.2-2008 拉刀圆柱形前柄 型式和基本尺寸S .4 袁哲俊，刘华明 刀具设计手册M. 北京：机械工业出版社，1999,6.5 韩荣第，袭建军，王辉 金属切
3、削原理与刀具M. 第 4 版. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2013,64进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 确定设计思路，进行开题检查 2015-01-012015-03-142 完成四方拉刀产品图 2015-03-142015-03-303 进行工艺规程的编制，进行中期检查 2015-03-30 2015-04-254 完成工艺规程的编制，编写毕业设计论文 2015-04-25 2015-05-315 设计及图纸整理，准备答辩 2015-05-31 2015-06-10审核人： 年 月 日四方拉刀的设计与工艺摘要：本论文对拉刀的工作原理、运动方式以及拉刀的特点做了简单介绍,设计部分
4、主要以四方拉刀工作部分和非工作部分进行设计。工作部分就拉刀材料、拉削方式、拉削余量、齿升量、齿距、容屑槽、几何参数的选择、拉刀齿数、直径等做了详细的计算，熟悉了拉刀的结构形式和各部分的计算以及其所遵循的原则。非工作部分就拉刀前导部、柄部、后导部等各个部分的尺寸进行查表、计算以及对拉刀强度、机床拉力进行校核。并对此四方拉刀进行了工艺规程的编制，通过编制工艺规程，学习四方拉刀的完整加工过程，理解了工艺在加工过程中的重要性。关键词：四方拉刀，设计，结构形式，工艺规程The Design and Craft of the Quadrangle BroachAbstract: This paper ma
5、kes a simple introduction of the working principle, the way of exercise, and the characteristics of the quadrangle broach. Design Part mainly includes design working and non-working part. Working part will broach material, broach methods, broaching allowance, gear up volume, pitch, chip capacitors t
6、ank, the selection of geometric, broach tooth number, diameter, such as doing the detailed calculation, familiar with the structure of the broach and calculation of each part and the following principle. Non-working section will broach leading department, handle, rear department size for checking. A
7、nd the procedure of the quartet broach, through the formulation of process planning, learn the quartet broach the complete machining process, understand the importance of technology in the processing process. Keywords:The quadrangle broach, Design, Configuration, CraftI目录1 前言 .12 四方拉刀的设计 .42.1 拉刀各部分
8、的组成 .42.2 工作部分的设计 .52.2.1 拉刀材料 .52.2.2 拉削方式的确定 .52.2.3 拉刀截形尺寸 .52.2.4 确定拉削余量 A .62.2.5 确定齿升量 .6fa2.2.6 确定齿距 p.92.2.7 容屑槽形状和尺寸 .102.2.8 分屑槽 .122.2.9 几何参数的选择 .122.2.10 拉刀齿数和直径的选择 .132.3 拉刀其他部分的设计 .142.3.1 前导部 .142.3.2 柄部 .142.3.3 后导部 .153 强度校核 .163.1 拉刀强度校核 .163.2 机床拉力校核 .174 数据整理 .185 加工工艺 .245.1 零件分
9、析 .245.2 加工工艺 .246 结 论 .26参考文献 .27致 谢 .28太原工业学院毕业论文11 前言拉刀是一种成形刀具，它通过做拉削运动完成加工过程。刀具上一排刀齿挨着一排刀齿，其刀齿的形状，从切入端开始变化，直到切出端变化完成，尺寸随齿增加。拉削运动时，工件上的金属会被依次切除下来，每个刀齿完成自己的切削量，加工完成后，所需零件的尺寸和形状都会达到要求。拉刀适合成批生产的加工，还有大量生产，其主要用来加工圆孔、花键孔、键槽等，平面加工和成形表面的加工也适合拉刀，生产效率是很高的。切削加工时，拉刀相对工件在其内部作直线移动，工件的加工余量就会被切除下来，此工作的完成主要是刀齿，刀齿
10、尺寸逐齿递增从而完成所需工作。一般情况下，一次行程之后，即可完成成形加工，这样，即保证了效率，同时也达到了加工的精度要求。当然，不论什么，总要有其好的一面，也有其不太满足人心的一面，经济性是很重要的一个方面。拉刀由于结构复杂，制造成本很高，还是专用刀具，所以用于成批、大量生产中比较符合实际。讲到分类的话，按加工表面特征的不同，拉削可分为内拉削和外拉削。内拉削:工件内各式各样的孔，孔内通槽都是内拉削完成的，如圆形孔、四方孔、多边形孔、内齿轮、花键孔、键槽孔等。拉削前，在工件上必须先加工预制孔，让拉刀能从中插入。外拉削:对于各种非封闭形表面，如平面、成形面、外齿轮、榫槽、叶片榫头和沟槽等,适合外拉
11、削的加工。汽车气缸的加工，拖拉机气缸、连杆以及轴承座等也适合此方式。因为他们的需求量很大，而且属于大平面，复合平面。从另一个角度来讲，拉削可以说是刨削的进一步发展。它是利用有多个齿的拉刀，逐齿从工件上依次切下很薄的一层金属，从而使表面达到需要的较小精度和符合要求的表面粗糙度值。加工进行时，刀具不仅要受拉力，很多时候还要受推力作用，后者根据受力情况被称为推削，自然地，所用刀具称为推刀。推削的完成是在压力机上，而拉床则用来完成拉削工作。工件的加工方法比比皆是，相比之下，拉削特点如下：(1)生产效率很高拉削时，加工速度一般只能达到一分钟三到五米，高效率的达到是因为拉刀同时参与加工齿数多，而且同时参与
12、切削的切削刃较长。而且，拉刀的粗切齿，过渡太原工业学院毕业论文2齿，精切齿分别完成各自的切削任务，一次工作中，就完成了粗加工，半精加工，和精加工。这样，基本的加工时间工艺时间，辅助时间就大大缩短了。一般情况下，班产可达 100800 件，自动拉削时班产可达 3000 件，可见效率之高。(2)加工精度高拉刀是具有校准部分的，别的刀具都没有这个部分。其作用是作为精切齿的后备刀齿，用来校准尺寸，并修光表面。它几乎没有齿升量，仅切去工件材料的弹性恢复量。加工中，积屑瘤的产生不仅影响阻碍刀具工作，而且降低工件表面光洁度。但是拉削由于速度小，所以切削过程比较平稳，可避免上述情况的发生，所以加工精度很高。(
13、3)结构简单、操作简便拉削以直线运动作为主运动，进给运动的实现是通过齿升量完成的，即拉刀的刀齿依次变化，后一个刀齿总是高出前一个刀齿。从这一角度来讲，拉刀的结构是比较简单的，操作也比较简便。(4) 拉刀成本高生产中对拉刀的要求相对很高，因为它的结构和形状比较复杂，而且要求完成高精度，表面粗糙度也要达标，综合种种因素，导致成本很高。即使是这样，由于拉削时速度较慢，所以刀具不易磨损，刃磨一次可以加工很多工件，一般多余 1000件，并且一把刀又可进行多次刃磨，所以寿命很长。如果生产的零件很多的话，成本被每个零件分摊后，成本不算很高。(5)加工范围广对于内拉削来说，其不仅可以加工各种形状的通孔，例如圆
14、形孔、四方孔、多边形孔、内齿轮和花键孔等，而且还可以加工多种形状的沟槽，例如 T 形槽、键槽、燕尾槽以及涡轮盘上的榫槽等。外拉削用来加工平面、外齿轮、叶片的榫头和成形面等。拉削加工的以上特点决定其适用于成批、大量生产，特别是发动机气缸体等较大复合型面。在单件、小批生产中，对于一些精度要求高但形状特殊的成形表面，用别的方法加工是很困难时，也会采用拉削加工。然而对于深孔、阶梯孔、盲孔及有障碍的外表面，拉削加工是不可取的。拉削采用的润滑液要求润滑性能好，切削油、极压乳化液就比较符合润滑要求。拉削速度高的时候，导致切削温度也很高，这时候我们需要选用冷却性能好的化学太原工业学院毕业论文3切削液和乳化液。
15、如果对表面质量，刀具磨损，生产效率各方面的要求都比较高，则可以采用内冷却拉刀将切削液高压喷注到拉刀的每个容屑槽中。 太原工业学院毕业论文42 四方拉刀的设计2.1 拉刀各部分的组成拉刀各部分组成见图 2.1图 2.1 拉刀各部分组成各部分名称及作用介绍如下：柄部：夹持拉刀、传递动力，其形状和尺寸见国标 GB3832.13832.3-83。颈部：柄部与过渡锥之间的联接部分，其直径与柄部相同或略小。一般在此处做标记。过渡锥：引导拉刀前导部进入工件预制孔的锥形部分。前导部：引导拉刀切削齿正确进入切削加工，也是检验工件预制孔是否合格的量规。切削部：又分为粗切齿、过渡齿、精切齿三部分，各自完成一定的切削
16、量。校准齿：此部分的几个刀齿完全相同，实际上，他们不进行切削，仅仅起校准作用，也是作为精切齿的后备齿。后导部：在拉刀最后刀齿离开工件前导向，避免工件及拉刀损坏。后托部：支承拉刀使不下垂，多用于较大，较长拉刀，此次四方拉刀不涉及。后柄：在自动拉床上退回拉刀的夹持部分，其结构，尺寸与柄部相同。此次设计中无后柄。太原工业学院毕业论文52.2 工作部分的设计工作部分是拉刀的重要组成部分，它直接关系到拉削的生产效率和表面质量，同时也影响拉刀的制造成本。所以，工作部分的设计在拉刀设计中非常重要，必须仔细斟酌，推敲，以取得可行性的设计。2.2.1 拉刀材料此设计中工件材料是滚动轴承钢GCr15,这种钢具有高
17、而均匀的耐磨性，高的弹性极限和接触疲劳强度，足够的韧性和淬透性，同时在大气和润滑剂中具有一定的腐蚀能力。本次设计中刀具材料选用 W18Cr4V，因其通用性强，又有适当的热硬性和良好的耐磨性，所以广泛用于 工作温度下，制造各种复杂刀具。W18Cr4V 中碳含Co60量为 0.73%0.83%，一方面，它能保证与钢中钨、铬、钒等合金元素形成足够数量的碳化物，另一方面，一定数量的碳溶入高温奥氏体中，使淬火后可以获得足够碳含量的马氏体，这样可以保证高硬度，高耐磨性和良好的热硬性。2.2.2 拉削方式的确定四方拉刀属于成形刀具，采用渐成式拉削方式。2.2.3 拉刀截形尺寸预制孔 采用钻孔。预制孔径 D 为：0D =S =33.4mm （式0min2.1）S -孔的对边距离的最小极限尺寸（mm）min刀齿结构形式刀齿结构形式见图 2.2
