矩形花键拉刀设计.doc

矩形花键拉刀的设计
1.前言
大学三年级可以说是大学四年学习生活中很重要的一年。这一年，开设了很多专业课，为我们走出校园，走向工作岗位奠定了基础，使我们的专业知识素养提高到可观的层面。金属切削原理与金属切削刀具是众多专业课中很重要的一门，是机械设计制造及其自动化专业学生所必备的专业知识技能。介于其重要性，学校开设了一周的金属切削刀具课程设计。它是基于我们对金属切削原理及刀具学习后的实践性环节，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。
我的课程设计题目是矩形花键拉刀设计与矩形花键铣刀设计。在设计过程中，我充分运用了所学过的相关知识，并且查阅相关资料，充分运用了绘图软件AUTOCAD，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。通过这次课程设计，我对这学期本门课程所学的内容又了进一步的理解和掌握。
由于本人水平有限，,设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇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程度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方,为了共同提高今后设计设计的质量，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,不胜感激之至。

2选定刀具类型和材料的依据
2.1选择刀具类型：
对每种工件进行工艺设计和工艺装备设计时，必须考虑选用合适的刀具类型。事实上，对同一个工件，常可用多种不同的刀具加工出来。
采用的刀具类型不同将对加工生产率和精度有重要影响。总结更多的高生产率刀具可以看出，增加刀具同时参加切削的刀刃长度能有效的提高其生产效率。例如，用花键拉刀加工花键孔时，同时参加切削的刀刃长度l=B×n×Zi，其中B为键宽，n为键数，Zi为在拉削长度内同时参加切削的齿数。若用插刀同时参加切削的刀刃长度比插刀大得多，因而生产率也高得多。
2.2正确选择刀具材料：
刀具材料选择得是否恰当对刀具的生产率有重要的影响。因为硬质合金比高速钢及其他工具钢生产率高得多，因此，在能采用硬质合金、的情况下应尽力采用。由于目前硬质合金的性能还有许多缺陷，如脆性大，极难加工等，使他在许多刀具上应用还很困难，因而，目前许多复杂刀具还主要应用高速钢制造。拉刀结构复杂，造价昂贵，因此要求采用耐磨的刀具材料，以提高其耐用度；考虑到还应有良好的工艺性能，根据《刀具课程设计指导书》表29，选择高速工具钢，其应用范围用于各种刀具，特别是形状较复杂的刀具。根据表30，选择W18Cr4V。
3刀具结构参数、几何参数的选择和设计
设计步骤
3.1、选择拉刀材料及热处理硬度拉刀材料选用W18Cr4V。热处理硬度见图技术条件。
3.2、拟订拉削余量切除顺序和拉削方式拉削作量的切除顺序为：倒角—键侧与大径—小径，拉刀切削齿的顺序是：倒角齿—花键齿—圆形齿。实际采用分层拉削渐放式。
本节用脚标d,h,y表示倒角齿，花键齿和圆形齿；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。
3.3、选择切削几何参数按表4－2，4－3选择
过渡齿：前角γ=17°后角α=
校准齿：前角γ=17°后角α=

3.4、确定校准齿直径倒角齿不设校准齿
查表4－16，花键齿,圆形齿的扩张量为5um，则花键齿校准齿和圆形齿校准齿直径为

3.5、计算倒角齿参数查表4－29知倒角的工艺角度为查表知倒角的工艺角度为f＝1为中间值。按表4－29计算如下：

倒角齿测量值

倒角与键侧交点直径
拉刀倒角齿最大直径

3.6、计算拉削余量按表4－1计算：

预制孔径为61mm，实际拉削余量：
倒角余量
花键余量
3.7、选择齿升量按表4－4选择为
倒角齿：（槽拉刀和键槽拉刀栏）
花键齿：（矩形花键拉刀栏）
圆形齿：（综合式拉刀栏）
3.8、设计容屑槽
1）齿距计算：

2）选择容屑槽：粗切齿用深槽，h＝3mm，精切齿用基本槽
3）校验容屑条件：容屑系数k＝3，倒角齿升量最大时，应校验之，应使满足

因h＝3，所以式满足，校验合格
4）校验同时工作齿数据表4-7得知因为，即，，满足的校验条件
3.9、花键齿截形设计花键齿键宽按下式计算，精确到0.001mm：

式中，为内花键键槽宽最大极限尺寸；为拉削扩张量（查表4-16得=0.005mm）;
为拉刀键齿宽制造公差带宽，为保证键齿尺寸耐用度高，应在制造条件允许范围内取小值，取=0.010mm。则

拉刀键齿面应制出的修光刃f=1.3，其下应磨出侧隙角。工厂常在齿高为1.25mm及其以下的刀齿上磨侧隙，在图中标出。
3.10、确定分屑槽参数除校准齿和与其相邻的一个精切齿外，拉刀切削齿均磨制三角形分屑槽。由于在每个圆形齿上都存在着不工作的刃段，圆形齿段不