刀具课程设计(矩形花键拉刀

题目: 矩形花键拉刀目录1.前言1.1矩形花键拉刀设计————————————————— 32.矩形花键拉刀设计2.10选择刀具材料及热处理硬度—————————————— 4 2.11拟订拉削余量切除顺序和拉削方式————————————4 2.12选择切削齿几何参数————————————————5 2.13确定校准齿直径，倒角齿不设校准齿———————————5 2.14计算倒角齿参数—————————————————5 2.15 计算拉削余量—————————————————6 2.16选择齿升量——————————————————6 2.17设计容屑槽——————————————————6 2.18花键齿截形设计—————————————————7 2.19确定分屑槽参数—————————————————8 2.20选择拉刀前柄—————————————————8 2.21校验拉刀强度和拉床载荷——————————————8 2.22 确定拉刀齿数及每齿直径——————————————8 2.23 拉刀齿部长度—————————————————9 2.24 设计拉刀其他部分————————————————102.25 拉刀总长及其校验———————————————11 2.26 制定技术条件———————————————————114.总结—————————————————————————155.参考文献————————————————————16 6．附表—————————————————————17矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计1.1矩形花键拉刀设计被加工零件如图1.所示，工件材料为：45钢；硬度HBS180 ；强度σb =610Mpa；工件长度L=30mm。

拉床为L6120型良好状态旧拉床，拉削时采用10%乳化液。

拉削前采用钻削加工预制孔。

1.2.矩形花键铣刀设计被加工零件如图2.所示，工件材料为：45钢；硬度HBS180 ；强度σb = 610Mpa ；工件长度L=30mm 。

2. 矩形花键拉刀设计【原始条件和设计要求】要求设计一把矩形内花键拉刀。

拉削的内花键代号及尺寸公差为8﹡mm f )0025.0(742+φ mm )0100.0(10H 46+⨯φmm )0036.0(9H 8+⨯，倒角高度0.5mm ，顶角圆弧半径r ≤0.4mm 。

内花键键槽对基准轴线的位置度公差0.015mm 2.10选择刀具材料及热处理硬度拉刀材料选用W18Cr4V 高速钢。

热处理硬度见设计图中技术要求。

2.11拟订拉削余量切除顺序和拉削方式拉削余量的切除顺序为：倒角—键侧与大径—小径，拉刀切削切齿的顺序是：倒角齿—花键齿—圆形齿，实际采用分层拉削渐成式。

在本说明书中，用脚标d 、h 和y 表示倒角齿、花键齿、圆形齿；用脚标c 、g 、j 和x 表示粗切、过渡、精切和校准齿；用脚标w 和m 表示工件预制孔和拉削孔。

2.12选择切削齿几何参数查拉刀齿前角、后角可得：取拉刀前角︒=160γ，精切齿与校准齿倒棱前角︒=501γ。

取粗切齿，302︒=αο，精切齿︒=2αο，校准齿 ︒=1αο2.13确定校准齿直径，倒角齿不设校准齿查表4-16，花键齿、圆形齿的扩张量均为m μ5，则花键齿校准齿和圆形齿校准齿的直径为：mm mm d hx 095.46)005.0100.46(=-= mm mm d yx 020.42)005.0025.42(=-= 2.14计算倒角齿参数查表4-29，因为为8齿，所以倒角工艺角度为︒=45θ。

2143.000.4245tan 5.020.8tan 2sin min 1=︒⨯⨯+=⋅⋅+=ymaz d f B θφ︒==37.122143.0arcsin 1φmm d M ymaz 686.17)sin(211=+⋅⋅=θφ 2529.54545sin 0.8686.172sin 2min =︒-︒⨯⨯=-⋅⋅=Φctg ctg B M ctg B θθ︒==Φ778.102529.5arcctg Bmm B d B B 78.42778.10sin 0.8sin min ==Φ=mm d 23.43)6.0~3.0(78.422=+= 2.15 计算拉削余量按表4-1计算圆形拉削余量为1mm ，预制孔径为41mm ， 实际拉削余量为：mm mm A y 020.1)41020.42(=-=倒角余量 (43.2341) 2.23d A mm mm =-=花键余量 mm mm A h 82.3)]1.023.42(095.46[=--= 2.16选择齿升量：按表4-4选择为 倒角齿：0.05~0.20.050fd a mm ==花键齿：mm a fh 050.008.0~05.0==圆形齿：mm a fy 050.006.0~03.0== 2.17设计容屑槽1）齿距计算：按表4-7， mm mm l p 830)5.1~2.1()5.1~2.1(=⨯==mm P p p j g 6)8.0~6.0(===2）选择容屑槽：采用曲线槽，粗切齿用深槽，h ＝3mm ，精切齿用基本槽。

3）校验容屑条件：查表4-9得，容屑系数k ＝3，倒角齿开量最大时，应校验之，应使满足l ka h f 13.1≥397.230050.0313.113.1=⨯⨯⨯=l ka f因h ＝3，所以l ka h f 13.1≥式满足，校验合格。

4）校验同时工作齿数 因为3830==p l ，即3m i n =e Z ，413max =+=e Z ，满足38e Z ≤≤的校验条件。

2.18花键齿截形设计花键齿键宽h B 按下式计算，精确到0.001mm 。

m a x m i n h h b B B δ=- m i nm a xh h bB B =-∆ 式中，max B 为内花键键槽宽最大极限尺寸；b δ为拉削扩张量(b δ=0.005mm); b ∆为拉刀键齿宽制造公差带宽，为保证键齿尺寸耐用度高，b ∆应在制造条件允许范围内取小值，取b ∆＝0.010mm ，则：mm mm B h 031.8)005.0036.8(max =-=mm mm B h 021.8)010.0031.8(min =-=拉刀键齿侧面应制出00r K =的修光刃f ，其下应磨出侧隙角0'130。

2.19确定分屑槽参数除校准齿和与其相邻的一个精切齿外，拉刀切削齿均磨制成三角形分屑槽。

由于在每个圆形齿上都存在着不工作刃段，圆形齿段不必磨分屑槽。

2.20选择拉刀前柄按表4-17选择∏型—A 无周向定位面的圆柱形前柄，公称尺寸mm d f8401=，卡爪底径；，，，32mm L225mm L139.6mm d 2h1302==='=mm d ，其余见图。

2.21校验拉刀强度和拉床载荷通过计算分析，确定倒角齿拉削力最大，因而应计算拉刀倒角齿拉削力：mm mm f B z ah w248.72)5.02031.8(8)2(max =⨯+⨯=⋅+⋅=∑'3max max 0123410Z w e F F a Z k k k k k KN -=⨯∑KN KN 8.120101113.115.115.15248.722)192174(3=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=-拉刀最小截面积在卡槽底颈处，则拉应力为：G P a F A F n a x11.03842min max =⨯==πσ []σσ<（表4-25），拉刀强度校验合格。

拉床拉力为200⨯0.8KN=160KN,比max F 大，拉床载荷校验合格。

2.22 确定拉刀齿数及每齿直径1）倒角齿齿数： 3.22050.0223.22=⨯==fd d dc a A Z 取23=dc Z 2）花键齿齿数：初拟花键过渡齿与精切齿的齿升量为0.05、0.05、0.05、0.05、0.05,逐步递减，共切除余量''0.21A mm =，花键粗切齿齿数：3.820.211126.1220.050h hc fh A A Z a ''--=+=+=⨯ 取26齿，少切去了0.10.520.1mm mm ⨯⨯=的余量，应增加一个精切齿，其齿升量为0.005mm 的齿升量，过度齿2个，精切齿4个。

3）圆形齿齿数： 初拟方案与花键齿相同，即拟订切去A ''余量，计算圆形粗切齿齿数为：1.805.0221.002.12=⨯-=''-=dyy yc a A A Z取8=yc Z 齿，少切了0.01的余量，需增加一个精切齿，其齿升量为0.005mm ，这样，圆形齿段具有粗齿8个，过渡齿3个，精切齿3个4）校准部切齿 倒角齿不设校准齿，圆形齿和花键齿校准齿齿数，查表得： 花键校准齿齿数：4=hc Z 圆形校准齿齿数：5=yc Z这样拉刀总齿数为：23+34+8+4+5=78，具体齿序见表1。

2.23 拉刀齿部长度倒角齿段长度：(82320)204d l mm mm =⨯+=花键齿段长度：(828868)280h l mm mm =⨯+⨯+= 圆形齿段长度：mm mm l y 136)86118(=⨯+⨯=拉刀齿部长度：620d h y l l l l mm =++=齿 2.24 设计拉刀其他部分按表4-17 4-19 4-23计算：前柄： mm l 1101= mm f d )064.0025.0(8401--= 颈部： mm l A B m l s 105203575)20~10(32=-++=-++=mm mm d d 5.395.012=-=过渡锥： mm l 203=前导部： mm l 404= mm f d d w )050.0025.0(741min4--==前柄伸入夹头长度：mm mm l l 105511=-=' 前柄端部至第一刀齿的距离：mm mm l A B m l L s 270)40357515105(411=++++=++++'=' 后导部： mm l 207= mm f d d m )050.0025.0(742min 7--== 后柄： 可不设置 2.25 拉刀总长及其校验178(27062020120)1030L L Ll l mm '=+++=+++=齿 根据表4-26知，允许拉刀总长为31mm 1426d 0=,拉刀长度校验合格。

2.26 制定技术条件（见拉刀工作图）2.27 绘制拉刀工作图（见附图1）4.总结：金属切削刀具课程设计是我们在学完《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。