矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计
前言
金属切削原理及刀具是研究金属切削加工的一门技术科学。在学期后开设的课程设计能使同学们将所学的知识融合在一起，加深对常用刀具材料的种类、性能及应用范围的理解和掌握；培养根据加工条件合理选择刀具材料、刀具几何参数的能力；培养根据加工条件，和用资料、手册及公式，计算切削力和切削功率的能力；培养根据加工条件，从最大生产率或最低加工成本出发，合理选择切削用量的能力。
21世纪机械产品的国际竞争愈来愈剧烈，因此，现代机器的工作原理，结构组成，设计思维方式已不同于传统的机器，机器零件的设计离不开刀具，因此刀具的设计思想的新思想，新理念应用而生。要求刀具不断创新，努力提高产品的质量，完善和改进刀具性能，满足市场需要。刀具产品的设计可分为产品的概念设计(Conceptual Design)和产品的构型设计(Configuration Design)。概念设计是决定刀具产品质量水平的高低，性能的优略和经济效益好坏的关键性一步。刀具设计的重要任务应是进行刀具方案的构思，刀具的类型，尺寸和角度。
机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面的技术资源，有计划地进行企业技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术，产品质量和水平以及经济效益有了很大提高，为繁荣国内市场，扩大出口创汇，推动国民经济的发展起了重要作用。但是及工业发达国家相比，我国机械工业的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，技术开发能力不够强和科技投入少。特别对其他产业来说，
对机械工业的认识不够，甚至有相当一段时间不够重视。近年来，世界各国都把提高产业竞争力和发展高技术，抢占未来经济制高点作为科技工作的主攻方向，对机械工业的重要性和作用有了进一步认识，对机械工业科技发展提出了更高的要求，特别是制造技术更加得到了重视。
因此，学校的教育工作也响应国家号召，积极推动机械方面的教育。刀具是机械制造的核心，刀具质量的好坏直接影响着产品的质量。金属切削刀具课程设计是在学生学完“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，通过对“圆孔拉刀和矩形花键铣刀”的设计，锻炼和培养了我所学的知识和理论的能力。
拉削有如下特点：
⑴、拉削速度较低，一般为28/min
v m，拉削平稳，且切削厚度很薄，因此拉刀精度可达到79
R m。
IT，表面粗糙度达 2.5 1.25
a
⑵、同时工作的刀齿多，切削刃长，一次行程完成粗、精加工，生产效率高。
⑶、每一刀齿在工作过程中只切削一次，刀齿磨损慢，刀具耐用度高，寿命长。
⑷、拉削时只有主运动，拉床结构简单操作方便。
⑸、加工范围广，可拉削各种形状的通孔和外表面，但拉刀设计、制造复杂，价格昂贵，较适于大批量生产中应用。
铣削有如下特点：
⑴ 刀具连续转动 铣刀切削时是连续的旋转运动，所以相对刨刀而言，铣削加工容许使用较高的切削速度。
⑵ 多刀多刃切削 铣刀的多齿刀，刀刃的总长度大，这有利于提高加工生产率和刀具耐用度。但由于刀齿多，容屑问题是一个矛盾。因为每个刀齿在切削过程中切下的切屑被封闭在刀槽中，直至该到齿完全离开工件时才能将切屑抛出，所以要求刀槽应有足够的容屑空间。
⑶ 断续切削 铣削加工时，铣刀每旋转一周，一个刀齿仅参加一段时间工作，其余大部分时间是在空气中冷却，这种自然冷却作用对刀具耐用度有利。但是另一方面，各刀齿断续的切削会引起冲击振动；同时铣削总面积是变化的，铣削力的波动也较大，故铣削均匀性差，工件表面粗糙度达6.3 1.6a R m 。
⑷ 可选用不同的切削方式 利用顺铣和逆铣、对称铣和不对称铣等切削方式，来适应不同材料的可加工性和加工要求，可以提高刀具耐用度和加工生产率。
1.1刀具的发展
随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广.刀具的发展在一定程度上决定着生产率,中国加入WTO 后,各行各业面临的竞争越来越激烈,一个企业要有竞争力,其生产工具必须具有一定的先进性.中国作为一个农业大国,其在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小及复杂程度,都离不开刀具. 目前，在金属切削技术领域中，我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距，但这种差距正在缩小。随着工厂、企业技术改造的深入开展，各行各业对先进刀具的需要量
将会有大幅度的增长，这将有力地促进金属切削刀具的发展
1.2本课题研究的目的
课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是巩固学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验大学生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。
通过本课题设计可以达到以下目的：
1. 综合运用学过的专业理论知识，能独立分析和拟订某个刀具合理的工艺路线，具备设计中等复杂刀具零件的能力。
2. 能根据被加工零件的技术要求，运用刀具设计的基本原理和方法，掌握一些专用刀具设计方法，完成刀具结构设计，提高刀具设计能力。
3. 熟悉和学会使用各种手册，能善于使用网络搜寻一些设计的相关资料，掌握一定的工艺制订的方法和技巧。
4. 进一步提高计算机操作的基本技能﹑CAD及Pro/engineer软件应用能力(造型设计及自动编程)﹑仿真模拟软件的应用。
二.矩形花键拉刀设计
1.被加工零件材料的选择
被加工零件如图1.所示
图1
工件如图2所示。材料为：45钢；硬度HBS195 ；强度σb= 600Mpa；工件长度L=65mm。
图2
2.设计步骤
2.1选择拉刀材料
拉刀材料常用 W6Mo5Cr4V2高速工具钢整体制造,一般不焊接柄部.由于拉刀制造精度高,技术要求严,在刀具成本中加工费用占的比重比较大,为了延长拉刀寿命,所以生产上也用W25MoCr4VCo8和W6Mo5Cr4V2Al 等硬度和耐磨性均较高的高性能高速钢制造.但一般常用W6Mo5Cr4V2,故该拉刀材料选择W6Mo5Cr4V2.
2.2拉削方式
采用组合式的拉削方式,即在同一只拉刀上采用了两种拉削方式的组合.它的粗精切削齿都不分组,粗切削齿上开圆弧形分削槽,槽宽略小于刃宽,前后刀齿上分削槽交错排列,故粗切削齿上齿升量较大,拉削表面质量高,拉刀制造容易,适用于拉削余量较多的圆孔,是目前常用的一种拉削方式。
2.3拉削余量
假设该矩形花键拉刀用来钻孔,则其拉削余量可用如下公式: δ=058.02157 1.021MAX MIN D D -=-=
2.4几何参数
拉刀的几何参数主要指刀齿上的前角,后角和后刀面上的刃带宽,为制造方便,其校准齿上的前角通常及切削齿相同。
查表有: 切削齿: 前角= 015
2r =± 后角=0330a '=+
2.5齿升量fz
一般粗切齿应切除拉削余量的80%以上,精切齿的齿升量按被拉削表面的质量和精度来确定,通常可取0.0250.08,但不得小于0.025。 0.06
0.03f f a a mm ==精
2.6确定切削齿齿距
查表有
(1.25~10.1p === 故:取p =10mm
2.7确定同时工作齿数
6511810e l z p =+=+= 2．8容屑槽形状
为减少加工容屑槽的成形车刀和样板的种类，应尽量将容屑槽的形状和尺寸标准化，系列化。目前常用的容屑槽形状有直线齿背型，曲线齿背型和直线齿背双圆弧型三种. 直线齿背双圆弧槽型槽型容削空间大，制造较简便，目前生产的拉刀大多采用这种槽型，适用于组合式及分块式的拉削和齿升量大的拉刀上。，故应选用直线齿背双圆弧槽型
2．9确定容削系数K
容屑系数K 是拉刀容屑槽的有效面积A 及切削层面积Ad 的比值，即K=A/D A
由于A=π*h*h/2 查表有 K=3.2
2．10计算容屑槽深
为保证拉刀有足够的容削空间，设计时必须满足如下条件
3.14*h*h/(4L*d h )>=K,
故拉刀容屑槽深h
≥1.13⨯ 3.53≥≥
2．11确定容屑槽尺寸
查拉刀容屑曹形状尺寸表 有：
p=10时,取Ⅱ型.故,有:h=4mm, g=3.2mm, r=2mm
2.12拉刀的分屑槽形状及其尺寸
常用分屑槽的形状有圆弧形和角度形两种。圆弧形分屑槽主要用于轮切式拉刀的切削齿和组合式拉刀的粗切齿和过度齿上；角度形分屑槽用于同廓式拉刀的切削齿和组合式拉刀的精切齿上。
故 本设计若粗切齿时采用圆弧形分屑槽；若精切齿时采用角度形分屑槽.
查表可知:拉刀分屑槽数:
粗切齿(圆弧型分屑槽):槽数k n =10
精切齿(角度型分屑槽):槽数k n =14
2.13粗算切削齿齿数
过度齿齿数Z 过=35,精切齿齿数Z 精=37,校准齿齿数Z 校=37 根据选定的粗削齿齿升量
z
f 和已知的加工余量δ,切削齿齿数可按下式估算 Z 切= 1.021*9(3~5)(3~5)12~1422*0.06
f a δ+=+= 2.14确定校准齿齿数Z 校和校准齿直径d 校
有孔直径公差0.025,查如下表一得拉削孔径扩张量δ=0 取
Z 校
=5
考虑到拉后孔径可能产生扩张或收缩,校准齿直径的基本尺寸为 D 校=max D -δ=30.021-0=30.021(δ=0)
其中 max D --拉后孔径的最大极限尺寸
δ-----拉后孔径的扩张量或收缩量
2．15确定拉刀各刀齿直径
由δ=max m D -min o D 可知：min o D =max m D -δ=58.025-1.6=56.425
故d=min o D +(12)z
f 其具体结果见拉刀工作图。 式中：max m D ---拉削后孔的最大直径，单位：mm
min o D ---拉削前预制孔的最小直径，单位：mm
2.16确定齿形状及尺寸
具体的齿形及尺寸如图3所示
图3
刀齿宽度 B=10mm 。
刃带 f=0.8±0.2mm 。
刀刃长度 l=3mm 。
2.17倒角刀齿的计算
已知B=10,112B =
111sin 27.4B d φφ=
→
= ()1sin 26.6sin cos B B B tg d B θφφθφθ
=→=+
- 26.7sin B B
B d φ== 20.327B d d =+=
2.18柄部结构形式及尺寸
拉刀圆柱形前柄的结构形式可分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型用于柄部直径小
于18mm 的拉刀，Ⅱ型用于柄部直径大于18mm 的拉刀。Ⅰ型和Ⅱ型又可分为无周向定位面和有周向定位面。当拉刀用于实现工作行程和返回行程的自动循环时，需要有后柄结构，后柄放置在拉刀后导部的后边，后柄的结构形式有Ⅰ型和Ⅱ型两种，Ⅰ型为整体式，Ⅱ型为装配式，一般在后柄直径较大时采用。
故该拉刀选择 Ⅱ型A-无周向定位面的圆柱形前柄型式，Ⅰ型圆柱
形后柄型式.
查表知: 柄部尺寸为: 0.020
10.07215049.980.052
(460.33);20;320.398;75D D mm l mm l l mm l mm
--==-''''=-==-==
2.19颈部长度2l
颈部直径可取及前柄直径相同值,也可略小于前柄直径.颈部长度要保证拉刀第一个刀齿尚未进入工件之前,拉刀前柄能被拉床的夹头夹住.因此可得拉刀颈部长度计算公式
2l m B A B '=++- 取
m=20mm, B=70mm, A=30mm
2.20过度锥长度l '3
过度锥长度l '3根据拉刀直径不同可取为10,15,20mm ,故取l '3=20mm 故:2l =35+70+30-20=100mm 2.21前导部直径3d ,长度l 3
0min 3520.7550d mm l l mm
===
2.22后导部直径4d ,长度l 4
后导部直径的基本尺寸等于拉后孔的最小直径mmin D ,长度l 后可取为
工件长度的1/22/3,但不得小于20 mm. 故取
4min 4581212
(~)(~)*6532.5~432323
d D mm
l l mm
===== 故:取l 4=40mm
2.23柄部前端到第一齿长度'1L
'
1
L =12
33751002048245L L
L L mm '+++=+++=
2.24计算最大切削力max F
max F ='
5
***
13.4*3.14*58*1016.8212
e z m Z F d kg π==
小于拉床额定拉力, 则:
max F =' 3.14***13.4**58*56101.022
2
z
e F D Z kg π== 2.25拉床拉力校验
计算出的拉削力max c F 应小于拉床的实际拉力F 实,即max c F ≤F 实 对于良好状态的旧拉床,F 实=0.8m F ,其中L6110型拉床的公称拉
力m F =200 KN
故max c F ≤0.8m F =0.8⨯200=160 KN,所以拉床拉力足够. 2.26拉刀强度校验
为防止拉刀拉断,拉削时产生的拉应力应小于拉刀材料的许用应力,
即σ=max c F /min A ≤[]σ,
式中:min A --拉刀上的危险截面积,一般在柄部或颈部.
[]σ--拉刀材料的许用应力,高速钢的[]σ=343392 MPa
故min A =346.22mm
σ
=max c F /min A =3155.7/346.3=9.1MPa<[]σ
所以拉刀强度允许. 2.27计算校验拉刀
L='1L +l 粗+l 校+l 精+l 后 其中l 粗=Z 粗⨯P=90mm
l 精
=Z
精
⨯P 精
=50mm
l 校
=Z
校
⨯
P 校
=50mm
l 允
=455mm 查表二
故L=455≤l 允 所以合格
表二:花键拉刀允许的最大总长度
2030>30
2.28确定拉刀技术要求(GB3813-83)
①拉刀热处理
用W6Mo5Cr4V2高速工具钢制造的拉刀热处理硬度
刀齿和后导部 6366HRC
前导部 6066HRC
柄部 4052HRC
允许进行表面强化处理
②拉刀表面粗糙度(见表三)
表三拉刀主要表面粗糙度
③拉刀粗切齿外圆直径的极限偏差(见表四)
表四拉刀粗切齿外圆直径的极限偏差
>0.06
④矩形花键拉刀精切齿及外圆校准齿外圆直径的极限偏差(见表五)表五矩形花键拉刀精切齿及外圆校准齿外圆直径的极限偏差
0.009
0.0460.012
>0.0460.015
⑤拉刀外圆表面对拉刀基准轴线的径向圆跳动公差(见表六)
表六矩形花键外圆表面对拉刀基准轴线的径向圆跳动公差
>25
⑥拉刀前导部及后导部外圆直径公差(按f7)
⑦拉刀全长尺寸的极限偏差(见表七)
表七拉刀全长尺寸的极限偏差
三.矩形花键铣刀的设计
1.被加工零件材料的选择
被加工零件如图4.所示，工件材料为：45钢；硬度HBS195 ；强度σb= 600Mpa；工件长度L=65mm。
图4
2.1齿槽半角ϕ
ϕ=180/Z=180/8=22.50
2.2齿顶圆弧中心半角
ψ=ϕ-min arcsin(/)f b D =22.5-arcsin(8/51.95)=
13.64
2.3齿顶宽
a
B =min f D ⨯sin ψ=51.95⨯sin 13.64=12.25mm
2.4初算齿廓高度
h=(a D -min f D ⨯cos ψ)/2+(12)=(4851.95cos11.51-)/2+(12) 取h=5mm 2.5铣刀宽度
B=a B +2h ⨯sin cos ϕ
ϕ=12.25+2⨯5⨯
sin cos 22.522.5
=16.4 取B=16 mm
2.6按铣刀宽度最后确定齿廓高度 h=
2sin cos a
B B ϕϕ
-⨯=
1612.252sin cos 22.5022.50
-⨯=5mm
2.7铣刀齿顶圆弧半径
f
R =min 2
f D =51.95
2
=25.98 2.8齿顶圆角半径
r =r =1
2.9铣刀前角 精加工时:f γ=0
2.10容屑槽形式
矩形花键铣刀容屑槽底形式通常有两种,即平底式和中间有凸起或槽底倾斜的加强形式,在铣削深度较小和刀齿强度足够的情况下,应采用平底
式;在铣削深度较大时,宜采用加强形式,其槽底形状都是根据工件廓形确定的.
故该容屑槽选择采用平底式. 2.11铣刀孔径
铣刀的孔径d 应根据铣削宽度和工作条件选取,也可以按刚度,强度条件计算,还可根据生产经验选取.
因此,该铣刀根据其切削宽度B=13查表,可得d=22 mm. 2.12铣刀外径
对于平底形式的容屑槽,铣刀外径可估算:
d =55mm
2.13铣刀圆周齿数
在设计时,一般可根据生产经验按铣刀外圆直径的大小来预选定圆周齿数,且一般尽量采用偶数. 因此,查表可知 k Z =8. 2.14铣刀的后角
arctan(tan10sin 22.5)4
d ==
2.15铲削量 K=
k
d Z
π⨯⨯
sin cos f f
α
α
=
55
8
π⨯⨯
sin cos 1010
=4
1
k =(1.3 1.5)K=1.5*4=6
2.16容屑槽圆角半径 r=
()022k
h k A d Z π⎡⎤⨯-⨯+⎣⎦
⨯⨯=
()55254248
π⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦
⨯⨯=1.8 取r=2
2.17容屑槽深度
对于有平底容屑槽,齿背需铲磨的成形车刀
1
46
52122
2
K H h r K ++=+
+=+
+=. 2.18容屑槽间角 一般取θ=2035 ,这里取θ=30
2.19分屑槽尺寸
因为该铣刀宽度小于20,故切削刃上不需做分屑槽. 2.20键槽尺寸
查表有: b=6mm , h=6mm ,t=17.6mm ,1t =23.6mm ,'1t =24.1mm , r=0.5
总 结
课程设计对工科院校的我们是非常必要的，不仅巩固了我们所学知识
的，而且也验证了我们综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是我们参加工作前的一次实践性锻炼。
大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年的所学的知识，同时对于即将面临工作的我们有着重要的意义。这是作为我们平时学习和以后工作的链接的一个纽带,为我们无论是在将来的工作或者是继续学习打下了一个坚实的基础。
通过这一学期的学习和对有关资料的查阅，我以所学的专业知识和从及专业相关联的课程为出发点，设计了刀具零件并编制了刀具零件的加工程序，并复习了所学软---AUTOCAD的运用，同时学习了其他一些相关软件的应用。在设计思想中尽可能体现了我所学的、掌握和了解的知识。
通过这次课程设计我获益匪浅，在以后的工作中，虽然在期间遇到了诸多挫折,但我想以后的我会遇到更多的困难，当我回想起这设计经历的时候，我就萌发出那种和困难做斗争的勇气。
当然由于是第一次设计刀具类东西,设计经验的不足，应该还有诸多错误和漏洞,希望各位老师同学批评和指教!
课程设计 矩形花键拉刀及矩形花键铣刀讲解
目录 1 前言 (3) 2 设计内容和要求 (3) 3矩形花键拉刀的设计 (3) 3.1选定刀具类型和材料的依据 (3) 3.1.1选择刀具类型 (3) 3.1.2正确选择刀具材料 (4) 3.2刀具结构参数、几何参数的选择和设计 (4) 3．2．1拉刀的结构 (4) 3.2.2 切削方式 (5) 3.2.3 拉削余量 (5) 3.2.4 拉刀刀齿结构 (5) 3.2.5 确定校准齿直径 (5) 3.2.6 分层式拉刀粗切齿齿升量 (6) 3.2.7 拉刀容屑槽及分屑槽的尺寸 (7) 3.2.8花键齿截形设计 (8) 3.2.9选择拉刀前柄 (8) 3.2.10校验拉刀强度和拉床载荷 (8) 3.2.11确定拉刀齿数及每齿直径 (9) 3.2.12 拉刀齿部长度 (9) 3.2.13设计拉刀其他部分 (9) 3.2.14拉刀总长及其校验 (10) 4.1刀具的全部计算 (11)
4.2 排齿升量 (11) 5.1 对技术条件的说明 (11) 5.2键槽拉刀的尺寸偏差 (14) 5.3拉到其他部分长度偏差 (14) 5.4 拉刀主要技术条件 (15) 6.铣刀的设计 (16) 6.1齿形的设计计算 (16) 6.2结构参数的选择及计算 (16) 6.3矩形花键铣刀的技术条件 (18) 6.4刀具的全部计算 (20) 7总结 (21) 8.参考文献 (21) 9.致谢 (21)
矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计说明书 1.前言 在拉床上使用拉刀加工工件的工艺过程称为拉削加工。拉削主要用于大批量生产中加工各种形状的通孔、平面及成形面等。拉刀是一种定型刀具，在一次拉削中完成粗切、精切、校准、修光操作，切除被加工表面的全部加工余量，生产率高，加工质量高。但一把拉刀只适宜于一种规格尺寸的孔或槽，拉刀制造复杂，且成本高，只用于大批量生产中。 通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到： (1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法； (2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难； (3) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件。 2.设计内容和要求 完成矩形花键铣刀、矩形花键拉刀两种刀具的设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的设计说明书。 刀具工作图应包括制造及检验该刀具所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技术条件等；说明书应包括设计时所涉及的主要问题以及设计计算的全部过程；设计说明书中的计算必须准确无误，所使用的尺寸、数据和计量单位，均应符合有关标准和法定计量单位；使用A4纸打印，语言简练，文句通顺。 3.拉刀的设计 3.1选定刀具类型和材料的依据 3.1.1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
花键拉刀总结
花键拉刀总结 1. 花键拉刀的概念 花键拉刀是一种常用的加工方法，用于在零件上切削出花键状的凸台或凹槽。 它常用于连接机械零件，提供稳定的定位和传动功能。花键拉刀的加工过程相对简单且效率较高，被广泛应用于机械制造领域。本文将详细介绍花键拉刀的工艺步骤、工具选用、注意事项等内容。 2. 花键拉刀的工艺步骤 花键拉刀的加工过程主要包括以下几个步骤： •设计花键形状：根据实际应用需要和工件设计要求，确定花键的几何形状和尺寸。这一步骤包括花键的长度、宽度、深度等设计参数的确定。 •选择合适的工具：根据花键的设计要求，选择合适的花键拉刀工具。 一般情况下，可以选择刀具形状与工件花键形状相吻合的拉刀，以确保加工过程中的刀具与工件的配合性良好。 •固定工件：将待加工的工件进行固定，可以采用夹紧装置或其他适当的方式来固定工件，以确保加工过程中工件的位置稳定。 •调整工艺参数：根据工件材料的硬度、加工要求等因素，合理设置花键拉刀加工的切削速度、进给量等工艺参数，以确保加工过程的质量和效率。 •开始加工：根据以上设置好的参数和工具，进行花键拉刀的加工过程。通过逐渐切削工件的方式，完成对花键的形成。 •检验加工质量：在加工完成后，使用适当的检测工具来检验加工质量，包括花键的尺寸、形状等参数，以确保加工结果符合设计要求。 3. 工具选用与使用注意事项 在花键拉刀的加工过程中，正确选择工具并注意使用方法将直接影响加工效果 和质量。下面列举一些工具选用与使用注意事项： •选择合适的拉刀：根据花键的尺寸和形状，选择与之相对应的拉刀。 合适的拉刀能够提高加工质量和效率。 •切削性能优良的拉刀材料：拉刀的材料应具备良好的切削性能，能够在加工过程中保持刀具的锋利度和耐磨性。
矩形花键拉刀课程设计
矩形花键拉刀课程设计
目录 1.前言 (3) 2.矩形花键拉刀 (5) 2.1花键孔尺寸 (5) 2.2拉削长度 (6) 2.3工件材料 (6) 2.4刀具结构参数及各部分功用 (6) 2.4.1拉刀的结构 (6) 2.4.2切削方式 (7) 2.4.3拉削余量 (7) 2.4.4拉刀刀齿结构 (7) 2.5设计步骤 (8) 3.矩形花键铣刀 (17) 3.1花键轴尺寸 (17) 3.2拉削长度 (17) 3.3工件材料 (17) 3.4设计步骤 (17)
4.总结 (21) 5.致谢 (21) 6.参考资料 (21)
1.前言 随着社会的进步和科学技术的迅速发展，金属切削刀具也由那些古老的手动设备被自动化设备代替并逐渐向高速、高精度方向发展。为了满足生产的需要，金属切削工具的种类越来越丰富.以培养学生的创新思维能力、观察分析能力、工程实践能力及综合能力为出发点，我设计选择的题目是：矩形花键拉刀及矩形花键铣刀。拉刀上有很多齿，后一个刀齿（或后一组刀齿）的齿高要高于（或齿宽宽于）前一个刀齿，所以当拉刀作直线运动时（对某些拉刀来说则为旋转运动），便能依次地从工件上切下很薄的金属层。故加工质量好，生产效率高。拉刀寿命长，较麻烦，价格较高，一般是专用工具，因而多用于大量批量生产的精加工。 金属切削刀具课程设计是学完“金属切削原理及刀具”课程的基础上进行的重要的实践教学环节，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了理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。 通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到： （1）掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法； （2）学会运用各种设计资料、手册和国家标准； （3）学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件完成矩形花键拉刀及矩形花键铣刀的设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的说明书。
关于矩形花键的设计参数汇总
关于矩形花键的设计参数汇总 矩形花键是一种广泛应用于机械传动系统中的连接装置，广泛应用于 各种传动装置中，如齿轮、连接轴等。矩形花键的设计参数主要包括长度、宽度、深度、间距和角度等几个方面。下面我们将详细介绍每个参数的设 计要点。 首先是长度。矩形花键的长度取决于连接件的传动需求和材料的强度。通常情况下，长度会略大于传动件的宽度，这样可以确保连接的牢固性。 而矩形花键与连接件之间的重叠长度也需要合理安排，以确保连接件与传 动件之间的契合度和承载能力。一般来说，矩形花键的长度应大于等于连 接件宽度的1.5倍。 其次是宽度。矩形花键的宽度一般与传动件的宽度相匹配，以确保连 接的紧密性和传动的稳定性。矩形花键的宽度不能过窄，否则容易出现断 裂或失效的情况；也不能过宽，否则容易造成装配和拆卸的困难。一般来说，矩形花键的宽度应为传动件宽度的70%至90%。 接下来是深度。矩形花键的深度主要指的是连接件中花键凹槽的深度。深度的选取应根据花键的力学性能和装配要求来确定。深度过浅会造成连 接件与传动件之间的松动，而过深则容易导致装配和拆卸的困难。一般来说，矩形花键的深度应为连接件宽度的40%至60%。 然后是间距。间距是指矩形花键之间的距离，也称为花键间隙。间距 的选取应根据传动件的重要性和工作条件来确定。间距过大会导致花键之 间的连接不稳定，而过小则会增加装配和拆卸的难度。一般来说，矩形花 键的间距应为宽度的20%至30%。
最后是角度。角度是指花键的交叉角度，通常为90度。这种角度可以保证花键能够承受并分配传递力，提高连接的稳定性和可靠性。在特殊情况下，角度也可以进行适当调整，以适应特定的传动需求。 除了上述设计参数外，还有一些其他因素需要考虑，如花键材料的选择、表面处理和精度要求等。花键的材料通常选择高强度、耐磨损、耐腐蚀的材料，如合金钢或不锈钢。表面处理可以采用热处理、镀锌或涂层等方式，提高花键的表面硬度和耐磨性。而精度要求主要包括花键的几何形状精度、尺寸精度和位置精度等，这些精度要求可以根据传动件的工作条件和装配要求来确定。 综上所述，矩形花键的设计参数包括长度、宽度、深度、间距和角度等几个方面，这些参数的合理选择和设计能够确保连接的牢固性和传动的稳定性，进而提高机械传动系统的工作效率和寿命。
矩形花键拉刀设计说明书.
目录 1. ------------------------------------------------------------- 前言3 2?矩形花键拉刀设计 1选择拉刀材料及热处理硬度---------------------------- 4 2 拟订拉削余量切除顺序和拉削方式------------------------ 4 3选择切削齿几何参数------------------------------- 4 4确定校准齿直径---------------------------------- 4 5 计算拉削余量------------------------------------ 4 6选择齿升量------------------------------------- 5 7设计容屑槽------------------------------------- 6 8花键齿截形设计---------------------------------- 6 9确定分屑槽参数----------------------------------- 6 10选择拉刀前柄------------------------------------ 7 11校验拉刀强度和拉床载荷----------------------------- 7 12确定拉刀齿数及每齿直径---------------------------- 8 13拉刀齿部长度------------------------------------ 10 14设计拉刀其它部分--------------------------------- 10 15拉刀总长及其校验-------------------------------- 12 16制定技术条件------------------------------------ 12 17绘制拉刀工作图---------------------------------- 12 3.矩形花键铣刀设计 1铣刀前角选择----------------------------------- 13 2工件廓形尺寸----------------------------------- 13 3确定铣刀宽度与齿形高度------------------------------ 13 4确定容屑槽底形式--------------------------------- 13 5确定铣刀孔径----------------------------------- 13 6初选铣刀外径----------------------------------- 13
课程设计矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计说明书
矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计说明书 目录 1.前言----------------------------------------------------------------- 1 2.金属切削刀具课程设计的目的---------------------------------------- 2 3.设计内容和要求-------------------------------------------------------2 4.拉刀的设计------------------------------------------------------------2 概述----------------------------------------------------------------2 原始条件---------------------------------------------------------4 选定刀具类型和材料的依据----------------------------------4 刀具结构参数、几何参数的选择和设计-------------------------------5 5.铣刀的设计-----------------------------------------------------------12 概述--------------------------------------------------------12 原始条件--------------------------------------------------------12 齿形的设计计算----------------------------------------------13 结构参数的选择及计算----------------------------------------13 矩形花键铣刀的技术条件--------------------------------------15 刀具的全数计算----------------------------------------------17 6. 总结------------------------------------------------------------------18 7.致谢------------------------------------------------------------------19 8. 参考文献--------------------------------------------------------------20
花键拉刀的设计
花键拉刀的设计 第一节 矩形花键拉刀设计过程 一、已知条件有 1.花键孔尺寸D e =88+0.14 D i =82+0.035 b=12+0.11 z=10 2.预加工直径 D 0=81.3mm 3.拉削长度0l =82mm 4.工件材料18CrMnTi HB197~229 5.拉床型号L6120 二、主体设计过程 1. 拉刀结构型选用第III 型，刀齿按照花键齿，圆形齿排列 2. 拉刀的材料选用W1Cr4V ,柄部40Cr 3. 几何参数：前角根据被加工材料的性质选取的，材料强度和硬度高前角宜小。 后角根据拉刀的类型及被加工工件的精度来决定的，增大后角可减少拉刀与工件的摩擦，提高刀具的耐用度，但内拉刀的后角太大，在以后沿前面重磨时，拉刀直径就会很快变小，因而丧失精度，对于校准齿来说前角可以和切削齿相同，为了使拉刀重磨后的尺寸变化较小，延长拉刀的寿命，校准齿后角较切削齿取得小一些，查表可得前角Γ=17°±2°；切削齿后角α=2°30′±30′；校准齿后角αz =1°30′±20′；f=0.05；f z =0.20~0.30 4. 最后一个切削齿或校准齿直径：为了保证拉刀具有最长的使用寿命，最后一 个切削齿或校准齿直径，应等于被拉孔的最大直径max D ，并考虑到拉削时金属或工件变形引起的尺寸变化。校准齿的直径为δ±=max D D z ，孔的直径公 差为0.014和0.035查表可得 0.02 120.88:0.005 030 .82D :max max zy ==-====-==δδδδ查表花键齿查表圆形齿D d D D d hn zh i yn 5. 第一个切削齿直径为预加工直径，即 3 .813.810101====D d D d h y 花键齿圆形齿，则加工余量为 82 .673.011=-==-=h zh oh y zy oy d D A d D A 花键齿圆形齿 6. 拉刀光滑部分的设计： 7. 柄部是用来夹持拉刀和传递动力的部分，柄部选用快速卡头的形状，查表得 125 6275140.0'04 .012 .01===---l D D 8. 颈部和过度锥，颈部长度按照下式计算' 3'''2l b b m l -++≥由于采用L6120机
拉刀设计0502140420
矩形花键拉刀设计 1、前言 拉刀是一种多齿的精加工刀具。拉削时，拉刀上各齿依次从工件上切下很薄的金属层。经一次行程后，切除全部余量，并能达到IT8～IT7公差等级、粗糙度Ra为5～0.8μm的加工表面。拉刀的使用寿命长，但结构较复杂，制造成本高。目前，主要在成批、大量生产中用它对各种形状的通孔、通槽和外表面加工。对有些形状复杂的孔和槽，即使小批量生产也有用拉刀加工的。拉刀由工作部分和非工作部分组成。工作部分：切削部分，其上刀齿起切削作用，前面刀齿为粗切齿、后面刀齿为精切齿，各齿直径依次递增，经拉削后切去全部加工余量；校准部分，最后少数刀齿起修光和校准作用，各齿的形状及直径均相同；工作部分刀齿上具有前角和后角，并在后面上磨出圆柱刃带f。相邻两刀齿间的空间是容屑槽。各切削齿的刀刃上作出分屑槽。非工作部分：柄部，它与拉床连接，用以传递拉力；前导部，工件预制孔套在前导部上，用以保持孔与拉刀同轴度，并引导拉刀以正确的方向进入孔中；过渡锥，是前导部前端的圆锥部分，以引导拉刀逐渐进入孔中；颈部，柄部和过渡锥间的连接部分；后导部，刀齿切离后，用它支承工件，以防止工件工件下垂而损坏加工表面和拉刀刀齿；后托部，对于尺寸大而重的拉刀，拉床的托架或夹头支撑在后托部上，防止拉刀下垂，并减轻了装卸拉刀的劳动强度。 本设计是矩形花键拉刀的设计。矩形花键拉刀用于拉削外径定心和内径定心的花键孔。它的各部分组成及基本结构参数与圆孔拉刀相同，其主要不同点是在拉刀基面中的齿形，它应与被拉削的花键形状相似。其组成参数有：外径D。、内径d。、键宽B、和键数n。外径D。主要采用分层拉削方式。 2、设计步骤 2.1选择拉刀材料及热处理硬度 拉刀材料选用W18Cr4V高速钢。热处理硬度见图技术条件。 2.2拟订拉削余量切除顺序和拉削方式 拉刀刀齿组合形式:倒角齿，花键齿，圆形齿。 刀齿拉削顺序:倒角，花键，圆孔。实际采用分层拉削式 特点及适用范围:生产率高，一般用于大批量生产。
(整理)矩形花键拉刀设计说明书
矩形花键拉刀设计说明书 工件材料：45钢； 硬度：HBS 175； 强度：600b Mpa σ=； 工件长度：L ＝35mm ； 拉销的花键代号及尺寸公差为0.03 0.120.043 008627()6810()129()H mm H mm H mm +++⨯⨯⨯ 1 选择拉刀材料 选用W6Mo5Cr4V2的高速钢 2 拟订拉削余量切除顺序和拉销方式 拉削余量的切除顺序为：倒角——键侧与大径——小径，拉刀切削齿的顺序为：倒角齿——花键齿——圆形齿。实际采用分层拉销渐成式 脚标d ，h ，y 表示倒角齿，花键齿和圆形齿；用c ，g ，j 和x 表示粗切，过渡，精切和校准齿；用w 和n 表示工件预制孔和拉削孔 3 选择切削齿几何参数：根据工件材料：45钢 。HBS170可选择：拉刀前角00 0(16~18) γ=精切齿与校准齿倒棱前角0 015γ= 拉刀齿后角选择：粗切齿 0'0 02301a =+ 10.05~0.15a b = 精切齿 0' 0230a =+ 10.1~0.2a b = 校准齿 0' 0130a =+ 10.2~0.3 a b = 4 确定校准齿直径 倒角齿不设校准齿 查表知，花键齿，圆形齿的扩张量均为5m μ，则花键齿校准齿和圆形齿校准齿直径为： (68.1200.005)68.115hx d mm mm =-= (62.0600.005)62.055yx d mm mm =-= 5 计算倒角齿参数 查表知倒角的工艺角度为0 45θ= f ＝1 1φ为中间值 min 1max 2122145sin 0.225662.06 y B ftg tg d θφ︒ ++⨯⨯=== 1arcsin 0.225613.04φ︒ == 倒角齿测量值 m a x 111sin()62.06sin(4513.04)26.3322 y M d mm θφ︒︒= +=⨯⨯+= B φ中间值 m i n 2226.3345 5.21s i n 12s i n 45 B M c t g c t g c t g B φθθ︒ ︒ ⨯=-=-=⨯ 5.2110.74B arcctg φ︒ == 倒角与键侧交点直径 min 12 64.39sin sin10.74B B B d mm φ︒ ===
成形车刀与矩形花键拉刀的设计说明书
目录 1.前言------------------------------------------------------------（2） 2.设计内容和要求--------------------------------------------------（3） 3.成形车刀设计----------------------------------------------------（3）3.1选择刀具材料--------------------------------------------------（3）3.2选择前角及后角------------------------------------------------（3）3.3画出刀具廓形--------------------------------------------------（3）3.4计算切削刃总宽度----------------------------------------------------------------------（5）3.5确定结构尺寸-----------------------------------------------------------------------------（5）3.6用计算法求圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径Rx------------------------（6）3.7廓形深度公差---------------------------------------------------------------------------（6） 3.8检验最小后角-----------------------------------------------------------------------------（6） 4.1选定刀具类型、材料的依据---------------------------------------（6）4.2刀具结构参数、几何参数的选择和设计----------------------------（7）4.3刀具的全部计算（包括计算公式和计算结果------------------------（12） 4.4对技术条件的说明---------------------------------------------（16） 5.总结----------------------------------------------------------- （18） 6.参考文献------------------------------------------------------- （18） 7.附表-----------------------------------------------------------（18）
矩形内花键加工方法
矩形内花键加工方法 矩形内花键是一种常见的机械零件，广泛应用于各种机械设备中。它的加工方法有很多种，本文将介绍其中的几种常见方法。 一、铣削法 铣削法是一种常见的矩形内花键加工方法。首先，需要准备一台数控铣床和一把合适的铣刀。然后，将工件夹在铣床上，调整好铣刀的位置和角度，开始加工。 在加工过程中，需要注意以下几点： 1. 保持铣刀的切削速度和进给速度稳定，以保证加工质量。 2. 在加工过程中，要不断检查花键的尺寸和形状，以确保符合要求。 3. 加工完成后，要用测量工具检查花键的尺寸和形状，以确保符合要求。 二、拉削法 拉削法是另一种常见的矩形内花键加工方法。它适用于加工较小的花键，可以在普通车床上完成。 在拉削过程中，需要注意以下几点： 1. 选择合适的车刀和车床，以确保加工质量。
2. 在加工过程中，要保持车刀的切削速度和进给速度稳定，以确保加工质量。 3. 加工完成后，要用测量工具检查花键的尺寸和形状，以确保符合要求。 三、电火花加工法 电火花加工法是一种高精度的矩形内花键加工方法。它适用于加工较小的花键，可以在数控电火花加工机上完成。 在电火花加工过程中，需要注意以下几点： 1. 选择合适的电极和电火花加工机，以确保加工质量。 2. 在加工过程中，要保持电极和工件之间的距离稳定，以确保加工质量。 3. 加工完成后，要用测量工具检查花键的尺寸和形状，以确保符合要求。 四、激光加工法 激光加工法是一种高精度的矩形内花键加工方法。它适用于加工较小的花键，可以在数控激光加工机上完成。 在激光加工过程中，需要注意以下几点：
1. 选择合适的激光和激光加工机，以确保加工质量。 2. 在加工过程中，要保持激光的功率和加工速度稳定，以确保加工质量。 3. 加工完成后，要用测量工具检查花键的尺寸和形状，以确保符合要求。 矩形内花键加工方法有很多种，每种方法都有其适用范围和注意事项。在选择加工方法时，需要根据具体情况进行选择，并注意加工质量和安全。
矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计
前言 金属切削原理及刀具是研究金属切削加工的一门技术科学。在学期后开设的课程设计能使同学们将所学的知识融合在一起，加深对常用刀具材料的种类、性能及应用范围的理解和掌握；培养根据加工条件合理选择刀具材料、刀具几何参数的能力；培养根据加工条件，和用资料、手册及公式，计算切削力和切削功率的能力；培养根据加工条件，从最大生产率或最低加工成本出发，合理选择切削用量的能力。 21世纪机械产品的国际竞争愈来愈剧烈，因此，现代机器的工作原理，结构组成，设计思维方式已不同于传统的机器，机器零件的设计离不开刀具，因此刀具的设计思想的新思想，新理念应用而生。要求刀具不断创新，努力提高产品的质量，完善和改进刀具性能，满足市场需要。刀具产品的设计可分为产品的概念设计(Conceptual Design)和产品的构型设计(Configuration Design)。概念设计是决定刀具产品质量水平的高低，性能的优略和经济效益好坏的关键性一步。刀具设计的重要任务应是进行刀具方案的构思，刀具的类型，尺寸和角度。 机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面的技术资源，有计划地进行企业技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术，产品质量和水平以及经济效益有了很大提高，为繁荣国内市场，扩大出口创汇，推动国民经济的发展起了重要作用。但是与工业发达国家相比，我国机械工业的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，技术开发能力不够强和科技投入少。特别对其他产业来说，对机械工业的认识不够，甚至有相当一段时间不够重视。近年来，世界各国都把提高产业竞争力和发展高技术，抢占未来经济制高点作为科技工作的主攻方向，对机械工业的重要性和作用有了进一步认识，对机械工业科技发展提出了更高的要求，特别是制造技术更加得到了重视。