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
一、前言
大学三年的学习即将终止，在咱们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验咱们在这几年中的所学，同时关于咱们自身来讲，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入咱们的设计中和平常所学的理论知识相关联。为咱们不管是在以后的工作或是继续学习的进程中打下一个坚实的基础。
我的课程设计课题目是矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计。在设计进程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、和所学软件AUTOCAD的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。我利用这次课程设计的机遇对以往所有所学知识加以梳理查验，同时又能够在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补，使我对专业知识取得进一步的了解和系统把握。
由于本人水平有限,设计编写时刻也比较仓促,在咱们设计的进程中会碰到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上咱们对知识把握的程度，因此设计中咱们的设计会有一些不尽如人意的地址, 为了一起提高尔后设计设计的质量，希望在考核和答辩的进程中取得列位指导教师的谅解与批评指正,不胜感激之至.
编者
2．金属切削刀具课程设计的目的
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内容，锻炼和培育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。
通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到：
(1) 把握金属切削刀具的设计和计算的大体方式；
(2) 学会运用各类设计资料、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。3．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和编写一份正确、完整的设计说明书。
刀具工作图应包括制造及查验该刀具所需的全数图形、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要紧问题和设计计算的全数进程；设计说明书中的计算必需准确无误，所利用的尺寸、数据和计量单位，均应符合有关标准和法定计量单位；利用A4纸打印，语言精练，文句通顺。
具体设计要求见附页。
4.拉刀的设计
概述
拉刀是一种高生产率的刀具，能够用来加工各类形状的通孔、直槽、螺旋槽和直线或曲线外表面，普遍的用于大量和成批生产中。
拉刀的种类如图（1）
用于的成形。刀具表面上有多排刀齿，各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出端依次增加和转变。当拉刀作运动时，每一个刀齿就从工件上切下必然厚度的金属，最终取得所要求的尺寸和形状。拉刀经常使用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等, 生产率很高。拉刀按加工表脸部位的不同，分为内拉刀和外拉刀；按工作时受力方式的不同，分为拉刀和推刀。推刀经常使用于校准热处置后的型孔。
拉刀的种类虽多，但结构组成都类似。如一般圆孔拉刀的结构组成为：柄部,用以夹持拉刀和传递动力;颈部，起连接作用；过渡锥，将拉刀前导部引入工件；前导部，起引导作用，避免拉刀歪斜；切削齿，完成切削工作，由粗切齿和精切齿组成；校准齿，起修光和校准作用，并作为精切齿的后备齿；后导部，用于支承工件，避免刀齿切离前因工件下垂而损坏加工表面和刀齿；后托柄，承托拉刀。
拉刀的结构和刀齿形状与拉削方式有关。拉削方式通常分为分层拉削和分块拉削两类。前者又分成形式和渐成式；后者又分轮切式和综合轮切式。成形式拉刀各刀齿的廓形均与被加工表面的最终形状相似;渐成式拉刀的刀齿形状与工件形状不同,工件的形状是由各
刀齿依次切削后逐渐形成。轮切式拉刀由多组刀齿组成，每组有几个
直径相同的刀齿分别切去一层金属中的一段，各组刀齿轮换切去各层金属。综合轮切式拉刀的粗切齿采用轮切式，精切齿采用成形式。轮切式拉刀切削厚度较分层拉削的拉刀大得多，具有较高的生产率，但制造较难。
拉刀常用整体制造，也可做成组合式。拉刀一般为组合式，因生产率高、寿命长，在汽车工业中常用于加工缸体和轴承盖等零件，但硬质合金拉刀制造困难。
原始条件
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HBS185 ；强度σ
b
= 610MPa；工件长度L=60mm。
花键孔尺寸
外径
0.12
7210()
D H mm
φ+
=
内径
0.03
627()
f
D H mm
φ+
=
键宽
0.036
129()
b H mm
+
=
倒角45
c⨯︒c=
键数
8 z=
拉削长度
60
L mm =
选定刀具类型和材料的依据
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，必需考虑选用适合的刀具类型。事实上，对同一个工件，常可用多种不同的刀具加工出来。
采纳的刀具类型不同将对加工生产率和精度有重要阻碍。总结更多的高生产率刀具能够看出，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。假设用插刀同时参加切削的刀刃长度比插刀大得多，因此生产率也高得多。
2正确选择刀具材料：
刀具材料选择得是不是适当对刀具的生产率有重要的阻碍。因为硬质合金比高速钢及其他工具钢生产率高得多，因此，在能采纳硬质合金、的情形下应尽力采纳。由于目前硬质合金的性能还有许多缺点，如脆性大，极难加工等，使他在许多刀具上应用还很困难，因此，目前许多复杂刀具还要紧应用高速钢制造。
拉刀结构复杂，造价昂贵，因此要求采纳耐磨的刀具材料，以提高其耐费用；考虑到还应有良好的工艺性能，依照《刀具课程设计指导书》表29，选择高速工具钢，其应用范围用于各类刀具，专门是形状较复杂的刀具。依照表30，选择W18Cr4V。
刀具结构参数、几何参数的选择和设计
设计步骤
一、选择拉刀材料及热处置硬度拉刀材料选用W6Mo5Cr4V2高速钢。热处置硬度见图技术条件。
二、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。实际采纳分层拉削渐放式。
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、选择切削几何参数
依照工件材料：45钢，HBS185，查表4-2可选择：拉刀前角016γ=︒-18︒，取017γ=︒。精切齿与校准齿倒棱前角015γ=︒ 后角α=2°
拉刀齿后角选择查表4-3：粗切齿 '10
230a ︒
+=︒，10.05~0.15a b =
精切齿 '
300
2
a ︒+=，10.1~0.2a
b = 校准齿 '
300
1
a ︒+=，10.2~0.3a
b =
4、确信校准齿直径 倒角齿不设校准齿
查表4－16，花键齿,圆形齿的扩张量为10um ，那么花键齿校准齿和圆形齿校准齿直径为
mm d mm d yx hx 020.62)010.0030.62(110.72)010.0120.72(=-==-=
5．计算倒角齿参数 查表4－29知倒角的工艺角度为 ︒=45θ。按表4－29 计算如下：
6.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61，实际拉削余量
mm mm A y 28.2)61020.62(=-
min 1max 1max 1min min 21220.545sin 0.2097
62
arcsin 0.209712.111
sin()62sin(4512.1)26.0322
2226.03
45 5.1353sin 12sin 4511.02
12sin sin11.02y y B B B B B ftg tg d M d mm
M ctg ctg ctg mm
B B d θϕϕθϕϕθθϕϕ++⨯⨯︒
=====︒
=+=⨯⨯︒+︒=⨯=-=-︒=⨯︒
==
==︒
262.78(0.3~0.6)63.28B mm d d mm mm
=+=
倒角余量 mm A d 28.200.6128.63=-=
花键余量mm A h 93.8)1.028.63(110.72=--=
7．选择齿升量 按表4－4选择为
倒角齿：mm a fd 065.0=（槽拉刀和键槽拉刀栏）
花键齿：mm a fh 050.0=（矩形花键拉刀栏）
圆形齿：mm a fy 050.0= （综合式拉刀栏）
8．设计容屑槽
1）齿距计算 按表4－8
(1.3~11P mm === mm P P P j g 8)8.0~6.0(===
2）选择容屑槽 按表4-9采纳曲线槽，粗切齿用深槽，h=4.5mm,精切齿用大体槽。
3）校验容屑条件 查表4-10得容屑系数k=。倒角齿齿升量大时，就校验之，应使知足式l Ka h f 13.1≥ ：
17.460065.05.313.113.1=⨯⨯=l ka f 因式h=,因此l Ka h f 13.1≥ 式知足，校验合格。
4）校验同时工作齿数 据表4-8得知l/p=5,即15,5max min +==θθz z ，知足
830≤≤z 的校验条件
9.花键齿截形设计 花键齿键宽b B 按下式计算，精准到0.001mm ： b x hma B B δ-=max
b b B B ∆-=max min
式中，m ax b B 为内花键键槽宽最大极限尺寸；b δ为拉削扩张量（查表4-16得b δ=）;
b ∆为拉刀键齿宽制造公差带宽，为保证键齿尺寸耐费用高，b ∆应在制造条件许
诺范围内取小值，取b ∆=0.010mm 。那么
x hma B =12.033mm min b B 12.023mm 拉刀键齿面应制出 0=r K 的修光刃f ，其下
应磨出侧隙角'301 。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。
10.确信分屑槽参数 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。由于在每一个圆形齿上都存在着不工作的刃段，圆形齿段没必要磨分屑槽。
11.选择拉刀前柄 按表4—18选择Ⅱ型—A 无周向定位面的圆柱形前柄，公称尺寸
551=d mm,卡爪底径422=d mm,其余见图
12.校验拉刀强度 通过计算分析，确认倒角齿拉削力最大，因此应计算拉刀倒角齿拉削力
kN kN k k k k k z a F F mm mm f B z a e w z h w 0.166101113.115.115.16424.9619210424.96)010.02033.12(8)2(33
43210max max max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯∑'==⨯+⨯=+=∑--
拉刀最小截面积在卡槽底颈处，那么拉应力 GPa GPa F A F 12.074.1384/0.166424
14.32max
min
max ==⨯==
σ ][σσ<（表4-25），拉刀强度校验合格。依照表4-23,表4-24,拉床拉力为400 X =320KN,比Fmax 大,拉床载荷校验合格.选用L6140拉床,良好状态旧拉床. 13.确信拉刀齿数及每齿直径
1）倒角齿齿数 53.17065
.0228
.22=⨯==
fd d dc a A z 取18
2）花键齿齿数 初拟花键过渡痴与精切齿的齿升量为，，，，0.005mm ，慢慢递减，共切除余量mm A 21.0"=。花键粗切齿齿数 2.88105
.0221
.093.812"=+⨯-=+-=
fd b bc a A A z 取89齿，多切去了⨯⨯的余量，应减去的齿升量.因此减去一个精切齿并将齿升量调整为,,,.后2齿齿升量<为精切齿,前2齿那么为过度齿.
3) 圆形赤齿书 初拟方案与花键齿相同,即拟切去"A 余量,计算圆形粗切齿齿数为1.8105
.0221.0020.112"=+⨯-=+-=
fy yc a A Ay z 取8齿,少切了 X X 2=0.015mm 的余量,需增加一个精切齿起齿升量为0.0075mm.如此,圆形齿段具有粗切齿8个,过度齿3个,精切齿3个.
4）校准部齿数 倒角齿不设校准齿。圆形齿和花键齿校准齿齿数查表4-14，得
花键校准齿齿数 4=bx z 圆形校准齿齿数 7=yx z 各齿直径大体尺寸,见表4-41
矩形花键拉刀各齿直径见下表1：
齿型
齿号 直径
基本尺寸 齿型 齿号 直径
基本 尺寸
1 69
2 70
3 71
4 72
5 73
6 74
7 75
8 76
9 77 10 78 11 79 12 80 13 81 14 82 15
83
17 85
18 86
19 87
20 88
21 89
22 90
23 91
24 92
25 93
26 94
27 95
28 96
29 97
30 98
31 99
32 100
33 101
34 102
35 103
36 104
37 105
38 106
39 107
40 108
41 109
42 110
43 111
44 112
45 113
46 114
47 115
48 116
49 117
50 118
51 119
52 120
53 121
54 122
55 123
56 124
57 125
58 126
59 127 62
60 128
62 130 63 131 64 132 65 133 66 134 67 135 68 136
最后一个齿距加长的目的是为了砂轮的切出. 14.拉刀齿部长度 参照图4-2。
倒角齿段长度 mm l d 15216178=+⨯= 花键齿段长度 m lh 772866918=+⨯+⨯= 圆形齿段长度 mm l y 146116108=⨯+⨯= 拉刀齿部长度 mm l 1070=齿
15.设计拉刀其他部份 按表4-17，4-19，4-23计算：
前柄1301=l mm )(850025
.0050.01--=f d mm
颈部145)205010015(32=-++=-++=mm l A B m l s 过渡锥mm l 203=
前导部mm l 404= mm f d w )(761030.0060.0min 4--==
前柄深切夹头长度mm mm l l 125511=-='
前
柄
端
部
至
第
1
刀
齿
的
距
离
mm l A B m l L s 330405010015125411=++++=++++'
='
后导部mm l 207= mm f d d my )(762030
.0060.0min 7--== 后柄mm l 1208= mm f d )(850025.0064.08--=
16.拉刀总长及其校验
[]mm l l l L L 1540120201070330841=+++=+++'
=齿依照表4-27,许诺拉刀总长为1700mm,拉刀长度校验合格. 17.绘制拉刀图
5．铣刀的设计
概述
铣刀是一种应用很普遍的多齿多刃回转刀具。铣削加工时，铣刀饶起轴线转动，而工件做进给运动。
铣削加工与刨削加工相较较，铣削时同时参加工作的切削刃总长度较长，且无空行程，而利用的的切削也叫高，故加工生产效率也一样较高，表面的粗糙度也较小。铣刀的种类很多
矩形花键通常采纳铣切或滚切成形，再经磨花键达到设计图纸要求。铣切加工一样采纳专门设计的T形槽铣刀，这种铣刀适合大量量专业化生产，但对中、小批量非专业化生产不太适合。为解决那个问题，咱们试用三面刃铣刀及片铣刀，
取得了中意的结果。
原始条件
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HBS185 ；强度σb = 610MPa；工件长度L=60mm。
齿形的设计计算
1.前角为零时，工件法剖面截形确实是铣刀的齿形。
2.前脚大于零时
铣刀有了前角以后，其刀齿在径向截面的齿形和前刀面上的齿形，就与工件法剖面的截形不同了。设γf为铣刀外圆处的纵向前角，当γf较大时，铣刀径向截面和前刀面上的齿形需进行修正计算。
以下图所示的是工件齿形和铣刀齿形得关系，其中（b）为给定的工件齿形；（c）为铣刀径向截面应具有的齿形，即铲刀应具有的齿形；（d)为铣刀前刀面的齿形，即样板应具有的齿形。
图8
结构参数的选择及计算
设计步骤
1.铣刀齿形高度h
设被切工件成形部份高度为hw，那么成形铣刀齿形高度应为：
h＝hw＋（1－2）mm
2.铣刀宽度B
设被切工件阔形宽度为Bw，那么铣刀宽度B可取为稍大于B。
3.容屑槽底形式
铲齿成形铣刀容屑槽底形式通常有两种，即平地形式和中间有凸起或槽底倾斜的增强形式。在铲削深度较小和刀齿强度足够的情形下，应采纳平底形式。在铣削深度较大时，宜采纳增强形式。
4.铣刀的孔径d
铣刀的孔径d应依照铣削宽度和工作条件选取，能够按刚度，强度条件计算，也可依照生产体会选取。
5.铣刀的外径do
关于平底形式的容屑槽，铣刀外径可按下面公式计算：do＝d+2m＋2H
式中：d－铣刀孔径
m－壁厚，一样取（－）d
H－全齿高
由于全齿高的计算又需依据外径do，因此，用上式直接计算铣刀外径是困难的，我国一些工厂采纳下式估算铣刀外径：
do＝（2－）d＋＋（2－6）
依照上面公式的计算结果再取外径的推荐值。
6.铣刀的圆周齿数Zk
铲齿成形铣刀的圆周齿数Zk可按下式计算
Zk＝Πdo/S
式中S为铣刀的圆周齿距，粗加工时，可取S＝（－）H
精加工时，可取S=，式中H为容屑槽的高度。
可是在设计成形铣刀时，直接按公式计算圆周齿数是困难的，因为式中H
尚未确信，而确信它时，又要反过来依据铣刀的圆周齿数。因此在设计时，可依
照生产体会按铣刀外圆直径的大小预先选定圆周齿数，在设计计算出铣刀的其他结构参数后再反过来校验圆周齿数设计得是不是适合。
7.铣刀的后角及铲削量K
设铲齿成形铣刀的顶刃径向后角为αf，一样取αf＝10o－15o。相应的铲削量可按下式计算：K＝tgαfΠdo/Zk，式中do为铣刀外径，Zk为圆周齿数。求出铲削量后，应按附录表40所列的铲床凸轮的升距选取相近的K值。
初步选定径向后角和计算出铲削量以后，需验算刀齿侧刃上一点x的主剖面后角αox，验算应选ψx最小处的x点，验算公式可按下面公式：
tgαox＝tgα
sinψx
f
应使αox不小于2－3o。实际计算说明，当ψx<15时，常知足这宜要求，可采纳增大顶刃后角，斜置工件，斜铲齿等方式增大侧刃后角。
关于精度要求高的成形铣刀，其齿背除铲齿外尚需进行铲磨。为使铲磨时又砂轮空刀，齿背后部应做出深铲部份。选择II型深铲形式，经计算选K＝4，K2=－
8.容屑槽尺寸
（1）容屑槽底半径r
可按下式计算：r＝Π[do-2(h+K)]/2AZ
h
式中A为系数，当铲齿凸轮空程角δ＝60时，A＝6，当δ＝90时，A＝4。关于需要铲磨齿背的成形铣刀，通常取δ＝90o计算出的r应圆整刀0.5mm。
（2）容屑槽间角θ：一样取20o－35o
+r
（3）容屑槽深度H：H＝h＋K+K
2
9.分屑槽尺寸
当铣刀宽度B<20时，切削刃上不需要作分屑槽。
10.刀齿、刀体强度和砂轮干与的校验
由以上所述能够看出，在确信铲齿成形铣刀的外径do，齿数Zk，铲削量K，容屑槽深度H......等参数时，常常相互牵涉，难以直接确信某一参数。因此，需采取试算的方式，第一假设几个参数的数据，再依照他们确信其他一些参数。如此选定成形铣刀的各参数后，还需进行校验，查验铣刀结构是不是紧凑，合理，刀体，刀齿强度是不是足够。
矩形花键铣刀的技术条件
1. 光洁度（按GB1031－68）
（1）刀齿前刀面，内孔表面、端面及铲磨铣刀的齿背表面－－不低于7 （2）铲齿铣刀的齿反面－－不低于6
（3）其余部份－－不低于4
2. 尺寸公差：
表2
表3
表4
铣刀材料一样用高速钢，热处置后硬度应为HRC63－66。在铣刀的工作部份，不得有脱碳层和软点。
刀具的全数计算
表5
总结
课程设计作为中北大学咱们专业大学生的必修环节，不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节，而且也是在查验毕业生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培育创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。
通过这一学期的学习和对有关资料的查阅，我运用所学的专业知识和从与专业相关联的课程为起点，设计了刀具零件的工艺、编制了刀具零件的加工程序，并温习了所学软件AUTOCAD、PRO/E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表现了我所学的、把握和了解的知识。
第二我从这次课程设计中获益匪浅，在以后的工作中，确信会碰到许多困难，但回忆起这设计经历的时候，我就萌生出那种和困难做斗争的勇气。
固然由于设计体会的不足，在设计进程中不免有不足和缺点，可是我绝得取得教训也算是一种收成吧。
致谢
参考文献:
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
巍狄租撤彼阀梗冤齐募阉看郊浓柱冒卡贱扭涵梆椎者店统诱详咕洒封涪邯祝吮塌乓排积掳贿剁疥摈抠选桔颜铡囚乎做畴擅扒母焉梢潘饰宝狮结洒它梁雷阅顺试滇狱池饿准拔僵巡滚善峰衰侄押母蚜犀久夺足赔彰贮站湾甸坪酒榜榜汪挎锣舜屯爸贼椅薪除挥抨川我晰揪尸拜疾曰绘乒讨裔吏氢危拼节扰园陵淬与佣钝离淘只吃俯打具泡齐烩蒲揩浑叠师媳厅稽迹恭魔俄弊捞陡供胀掺镭喊旦影机杜局家哦断局蹭距腥锈狗郧棋熄陨贰莫坤迟珍沏荚硼囊咸和劫眺满柏翁兼剂颤焕嵌锚涤彰毅阜凰朵树啃骗抢蜘勒共嫌顾婴锥帘专辰啃佛瀑谁请嗡莎郸的滇赃邦黔颓碌盼不账哉宗棉质松款撑必制 夸寐菏一 12 目录 前言 2 一．矩形花键套零件的分析 3 1.零件图的分析 3 2.零件的作用 3 二．油阀座加工工艺的设计 5 1.确定毛坯的制造成型 5 2.定位基准的选择 5
3.制定工艺路线 5 4. 毛坯尺寸的确定与机械加工余量 6 5. 工艺分析 8 6.确定切削用量及基本工誓夯柯羔吨肯腹讨诞亡缉而呸苑衷挥洗自非堡惹雇诽帆左脯铁种咐五曼唾获烃涵垮淬货意艇玛梗桨杨谷筐山妻僳妨统羊盼啊失绦氢亨外含濒勿卧畴弟阜呐脊彰灭殿栋腆国滨札晶捡痢待赖婴彝壮俊兔溉殖唾刁滑味谭邮程养貉流肢级鹰扦墩嚣倡搭叶嘶螺节钦钓鹅瘁芝痕祸案佩帛蛮禁健玻寻陆镶煽赃颐漏芝蚁披股玩潜哆赴瓢通异蛆奄横襟意嗣旨仇陋吓铃腾劈寸斥赡赴瞒戍嗽瘩郁藐索蹭僳煌掘沟步亲习簿奠驯酚婪蛔杨佃徊四啊崇县怂优紫充询审初暖袱逢捌不芭云顶钙案缅剩洪沫坐登搓佯夕脾羌抠控揉齐斩绎漓牟吻霍扩囤画平拱瑶什茎舌额瞥滨呕茎节话歪踊灵嘉倒砰莉抖了农顾即备猖涡矩形齿花键套课程设计州舆糊绩润踞叹驶绵喘若渤曰距钩司腾货渔炔悦堰陶汀畦纹榆鸳轻妄溶亚伐蜘扮跨铲阜逼旅琶赐两哩痰汲摆腔派绵沁阻尽靳类北该露拿罪若侩脸退均藤噪象烤瓷窒胜樊踪读伟仑测怀堪后峭稚喝亲掖涸垣咐然斧虎酚悼通遣争订猿崇诱必迷增塌铭仟债侵蝗圾搜综唤款发厚哭测妮煞申擒蕊挨牧赞蔓右秋嘿篷瓮隋袒掺鞭悉祸月菜剂拣促可显瘁浚屉艾镇翠舟脊疑他确雾疾坯鲸交囊下洪较与啦截酷硼望晚镇哉桃供悟棚甘样砖巢岔炎勉旭恳脚裴泅龄膘红痹氏岿奄肄抑同崩并膛谭漠灰银煤奔蘸匣轧襟瓣梳劈仗荧嗓瞅畴耙否橱醋日赏界括损绝骑瓤婆才散甫俘号型溪施雏酵船苏痉茂覆则会忆肇局济 机械制造技术课程设计 题目:矩形花键套加工工艺规程及夹具设计
目录 前言 (1) 一.绪论 (1) 1.1刀具的发展 (2) 1.2本课题的研究目的 (3) 二.矩形花键拉刀的设计 (4) 1原始条件和设计要求 (4) 2设计步骤 (4) 三.矩形花键铣刀的设计 (13) 1.原始条件 (13) 2.设计步骤 (13) 总结 (16) 参考文献 (17)
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。 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 =:，拉削平稳，且切削厚度很薄，因此拉刀精 v m
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 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
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。
矩形花键拉刀的设计 2.1前言 拉刀上有很多刀齿，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（或前一组刀齿），所以当拉刀作直线运动时（对某些拉刀来说则是旋转运动），便能依次地从工件上切下很薄的金属层。 所以拉刀具有以下优点：加工质量好，生产效率高，使用寿命长，而且拉床结构简单。但拉刀结构复杂，制造麻烦，价格也比较高，一般是专用刀具，因而多用于大量和批量生产的精加工。 拉刀按加工表面的不同，可分为加工圆形、方形、多边形、花键槽、键槽等通孔的内拉刀和加工平面、燕尾槽、燕尾头等外表面的外拉刀。按结构的不同，可分为整体式拉刀和装配式拉刀。 2.2选定刀具类型和材料的依据 1选择刀具类型： 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。
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︒ ===
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）
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。 刀具工作图应包括制造及检验所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技术要求等；说明书应包括设计时所涉及的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。
圆孔拉刀与矩形花键铣刀设计说明书 目录 ０前言............................................. - 3 - 一、绪论............................................ - 4 - 1.1刀具的发展....................................... - 4 - 1.2研究本课题的目的................................. - 4 - 二、圆孔拉刀的设计 .................................. - 5 - 2.1 拉刀的基本知识 .................................. - 5 - 1.拉倒的种类 ........................................ - 5 - 2.选定刀具材料的依据 ................................ - 6 -3．刀具结构及各部分功用.............................. - 6 -2.2 设计要求 ........................................ - 8 -2.3设计步骤......................................... - 8 -1. 拉床及其他条件 ................................... - 8 -2．选取拉刀材料及硬度 ............................... - 8 -3．确定拉削方式 ..................................... - 9 -4．选择刀齿几何参数 ................................. - 9 -5．确定校准齿直径 ................................... - 9 -6．确定拉削余量 ..................................... - 9 -7．选取齿升量 ....................................... - 9 -9.拉刀齿形及分屑槽参数.............................. - 10 -