矩形花键拉刀设计
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。
刀具课程设计任务(1)。
设计任务11. 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。
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 =610 Mpa；工件长度L=30mm。
图1 图21. 圆孔拉刀设计被加工零件如图1.所示，工件材料为：30钢；硬度HBS180；强度σb =500Mpa。
2. 矩形花键铣刀设计被加工零件如图2.所示，工件材料为：30钢；硬度HBS180；强度σb=500Mpa；工件长度L=36mm。
1. 成形车刀设计被加工零件如图1.所示，工件材料为：硬铝LY11；硬度HBS100；强度σb = 420Mpa。
2. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图2.所示，工件材料为：硬铝LY11；硬度HBS100；强度σb = 420Mpa；工件长度L=30mm。
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HBS190；强度σb=630Mpa；工件长度L=35mm。
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HBS190；强度σb=630Mpa；工件长度L=35mm。
图1 图21. 成形车刀设计被加工零件如图1.所示，工件材料为：35钢；硬度HBS170；强度σb =520Mpa。
2. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图2.所示，工件材料为：35钢；硬度HBS170；强度σb=520Mpa；工件长度L=25mm。
图1 图2设计任务61.成形车刀设计被加工零件如图1.所示，工件材料为：硬铝LY12；硬度HBS115 ；强度σb = 490Mpa。
2. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图2.所示，工件材料为：硬铝LY12；硬度HBS115 ；强度σb = 490Mpa；工件长度L=40mm。
设计任务71. 圆孔拉刀设计被加工零件如图1.所示，工件材料为：25钢；硬度HBS150；强度σb =430Mpa。
矩形花键拉刀矩形花键铣刀设计说明书刀具课程设计
目录1 说明 (3)2 矩形花键拉刀 (4)2. 1 设计规定 (4)2. 2 设计环节 (4)2.2.1 花键孔尺寸 (4)2.2.2 拟定拉削余量 (4)2.2.3 齿升量的选择 (5)2.2.4 切削几何参数选择 (5)2.2.5 拟定校准齿直径 (6)2.2.6 倒角齿参数计算 (6)2.2.7 拟定齿距p及同时工作齿数 (7)2.2.8 容削槽的设计 (7)2.2.9 拉刀的分削槽形状 (8)2.2.10 花键齿截型设计 (8)2.2.11 粗算切削齿齿数 (9)2.2.12 计算切削齿部分长度 (10)2.2.13 拉刀尺寸设计 (10)2. 3 拉刀强度及拉床拉力校验 (13)2.3.1 拉削力 (13)2.3.2 拉刀强度校验 (13)2.3.3 拉床拉力校验 (13)2. 4 拟定拉刀的技术条件 (14)3 矩形花键铣刀 (15)3. 1 设计规定 (15)3. 2 设计环节 (15)3.2.1 花键轴尺寸 (15)3.2.2 具体参数设计 (15)3.2.3 齿形高度和宽度 (16)3.2.4 铣刀的孔径和外径 (16)3.2.5 铣刀的齿数 (17)3.2.6 铣刀的后角及铲削量 (17)3.2.7 铣刀的容削槽和分削槽 (18)3.2.8 校验 (18)3. 3 矩形花键铣刀的技术条件 (19)3.3.1 表面粗糙度（按GB1031－68） (19)3.3.2 尺寸公差 (19)3.3.3 形状位置公差 (19)3.3.4 齿形误差 (20)3.3.5 材料及热解决 (20)4 参考文献 (21)1说明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中的所学, 同时对于我们自身来说, 这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。
为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
矩形花键拉刀设计说明书(DOC)
目录1.前言----------------------------------------------------------------- 32.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 7初选铣刀齿数----------------------------------------------------- 148确定铣刀的后角及铲削量------------------------------------------- 14 9确定容屑槽底半径------------------------------------------------- 14 10确定容屑槽角---------------------------------------------------- 14 11确定容屑槽深度及分屑槽尺寸-------------------------------------- 14 12校验铣刀刀体强度------------------------------------------------ 14 13确定内孔空刀尺寸及键槽尺寸-------------------------------------- 15 14确定铣刀的技术条件---------------------------------------------- 15 4．参考文献------------------------------------------------------------ 16刀具课程设计说明书１前言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。
矩形花键拉刀与成形车刀的设计说明书讲解
矩形花键拉刀与成形车刀的设计说明书讲解(总20页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录1.前言------------------------------------------------------------（2）2.设计内容和要求--------------------------------------------------（3）选定刀具类型、材料的依据---------------------------------------（3）刀具结构参数、几何参数的选择和设计---------------------------- （3）刀具的全部计算（包括计算公式和计算结果-------------------------（9）对技术条件的说明--------------------------------------------- （13）选择刀具材料--------------------------------------------------（15）选择前角及后角------------------------------------------------（15）画出刀具廓形--------------------------------------------------（15）计算切削刃总宽度----------------------------------------------------------------------（16）确定结构尺寸-----------------------------------------------------------------------------（16）用计算法求圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径Rx------------------------（17）廓形深度公差 ---------------------------------------------------------------------------（17）检验最小后角-----------------------------------------------------------------------------（17）5.总结------------------------------------------------------------（18）6.参考文献--------------------------------------------------------（18）7.附表------------------------------------------------------------（18）1. 前言刀具设计使用应考虑刀具材料与工件材料性能匹配性，针对不同工件材料加工条件确定合理刀具材料结构形式。
矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计解读
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。
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---------------------------- 42 拟订拉削余量切除顺序和拉削方式------------------------ 43选择切削齿几何参数------------------------------- 44确定校准齿直径---------------------------------- 45 计算拉削余量------------------------------------ 46选择齿升量------------------------------------- 57设计容屑槽------------------------------------- 68花键齿截形设计---------------------------------- 69确定分屑槽参数----------------------------------- 610选择拉刀前柄------------------------------------ 711校验拉刀强度和拉床载荷----------------------------- 712确定拉刀齿数及每齿直径---------------------------- 813拉刀齿部长度------------------------------------ 1014设计拉刀其它部分--------------------------------- 1015拉刀总长及其校验-------------------------------- 1216制定技术条件------------------------------------ 1217绘制拉刀工作图---------------------------------- 123.矩形花键铣刀设计1铣刀前角选择----------------------------------- 132工件廓形尺寸----------------------------------- 133确定铣刀宽度与齿形高度------------------------------ 13 4确定容屑槽底形式--------------------------------- 135确定铣刀孔径----------------------------------- 136初选铣刀外径----------------------------------- 137初选铣刀齿数----------------------------------- 148确定铣刀的后角及铲削量---------------------------- 14 9确定容屑槽底半径--------------------------------- 1410确定容屑槽角-----------------------------------11确定容屑槽深度及分屑槽尺寸-------------------------- 14 12校验铣刀刀体强度------------------------------- 1413确定内孔空刀尺寸及键槽尺寸------------------------- 14确定铣刀的技术条件-----------------------------4.参考文献----------------------------------------- 161415 15刀具课程设计说明书1 前言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。
矩形花键拉刀与成形车刀的设计说明书解析
目录1.前言------------------------------------------------------------（2）2.设计内容和要求--------------------------------------------------（3）3.1选定刀具类型、材料的依据---------------------------------------（3）3.2刀具结构参数、几何参数的选择和设计---------------------------- （3）3.3刀具的全部计算（包括计算公式和计算结果-------------------------（9）3.4对技术条件的说明--------------------------------------------- （13）4.1选择刀具材料--------------------------------------------------（15）4.2选择前角及后角------------------------------------------------（15）4.3画出刀具廓形--------------------------------------------------（15）4.4计算切削刃总宽度----------------------------------------------------------------------（16）4.5确定结构尺寸-----------------------------------------------------------------------------（16）4.6用计算法求圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径Rx------------------------（17）4.7廓形深度公差---------------------------------------------------------------------------（17）4.8检验最小后角-----------------------------------------------------------------------------（17）5.总结------------------------------------------------------------（18）6.参考文献--------------------------------------------------------（18）7.附表------------------------------------------------------------（18）1. 前言刀具设计使用应考虑刀具材料与工件材料性能匹配性，针对不同工件材料加工条件确定合理刀具材料结构形式。
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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6×26H7（+00.021）mm×32H10（+0.084）mm×6H9(+0.030),倒角高度0.3mm,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0.015○M mm，对称度公差0.012。
工件长度30mm。
工件材料20CrMnTi，热处理SG，心部硬度220～300HBS，抗拉强度σb>=1GPa。
工件拉削部位简图见花键拉刀工作图。
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。
[设计步骤]（1）选择拉刀材料及热处理硬度拉刀材料选用W6Mo5Cr4V2高速钢。
热处理硬度见花键拉刀工作图技术条件。
（2）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。
本节用脚标d、h和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）选择切削齿几何参数按拉刀前脚推荐值表、拉刀后脚推荐值表选择，具体见花键拉刀工作图。
（4）确定校准齿直径倒角齿不设校准齿。
查一般情况下拉削孔径扩张量表，花键齿、圆形齿的扩张量均为5μm，则花键齿校准齿和圆形齿校准齿直径为：dhx=（32.1-0.005）mm=32.095mmdyx=（26.021-0.005）=26.016mm（5）设计倒角齿参数查表4-29知倒角的工艺角度为θ=30°按表4-29计算如下：sinΦ1=( Bmin+2ftgθ)/dymax=（6+2×1×tg30°）/26.021=0.27496Φ1=arcsin0.27496=15.96°M=0.5dymax sin（θ+Φ1）=0.5×26.021×sin（30°+15.96°）=9.353mmctgφB =2M/(Bminsinθ)-ctgθ= 2X9.3467/(6Xsin30°)-ctg30° = 4.503ΦB =arc ctg4.499=12.52°d B =Bmin/ sinφB= 6/sin12.532° =27.68mmd 2=dB+(0.3-0.6)=28.08mm（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25㎜，实际拉削余量Ay=26.021-25=1.021mm倒角余量 Ad=28.1-25 =3.08mm花键余量 Ah= 32.095-28.1+0.1=4.115mm (6)选择齿升量按分层式拉刀粗切齿齿升量表选择为倒角齿：afd= 0.065mm(槽拉刀和槽拉刀栏)花键齿：afh= 0.050mm（矩形花键拉刀栏）圆形齿：afy= 0.050mm(综合式拉刀)(7)设计容屑槽1)齿距计算按拉刀齿距及同时工作齿数表p=(1.2--1.5)√（l)=( 1.2--1.5)√（30）㎜=8㎜pg =pi=(0.6--0.8)p=6mm2)选择容屑槽按拉刀容斜槽形状及尺寸表采用线槽，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=3.5。
倒角齿齿升量大时，应校验之，应使满足式h >=1.13√（Kafl）：1.13√（Kafl）=1.13√（3.5 X 0.065 X 30）=2.95因为h =3，所以h>=1.13√(Kafl）式满足，校验合格。
4)校验同时工作齿据拉刀齿距及同时工作齿数表得知l/p=3，即zemin = 3,zemax=3+1,满足3 ≤z≤8的校验条件。
(8)花键齿截形设计花键齿键宽B按下式计算，精确到0.001㎜：Bhmax =Bmax-δbBhmin =Bmin-Δb式中B为内花键键槽宽最大极限尺寸；δ为拉削扩张量（查表4-16得δ= 0.004㎜）；Δb 为拉刀键齿宽制造公差带宽，为保证键齿尺寸耐用高，Δb应在制造条件允许范围内取小值，本例取Δb= 0.010㎜。
则Bhmax=(6.03-0.004) mm=6.026mmBhmin=(6.026 -0.01) mm=6.016mm拉刀键齿侧面应制出Kr= 0°的修光刃f,其下应磨出侧隙角1°30′。
工厂常在高为1.25㎜及以下的刀齿上磨侧隙，在拉刀工作图中已标出。
(10)确定分屑槽参数除校淮齿和与其相邻的一个精切齿外，拉刀削齿均磨制三角形分屑槽（花键、键槽拉刀分削槽表）。
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。
(11) 选择拉刀前炳按表4-17选择II型—A无周向定位面的圆柱形前柄,公称尺寸d=50mm,卡爪低径d2=38mm,其余见拉刀工作图。
(12)校验拉刀强度和拉床载荷通过计算分析,确认倒角尺拉削力最大,因而应计算拉刀倒角赤拉削力 (拉削力计算公式表、拉削力修正系数表和拉刀切削刃1mm长度上的切削力FˊZ表)∑aW =z（Bhamx+ 2f）=6*（6.062 + 2*1）mm=48.156mmFmax =FˊZ∑aWzemaxkk1k2k3k4*10-3=306/48.156*4*1.15*1.15*1.13*1*1*10-3kN拉力最小截面积在卡槽最小底径处，则拉应力σ=F max/A min=F max/(3.14*382/4)= 88.086/(3.14*382/4)=0.087mmσ＜［σ］（高速钢拉刀的许用应力表），拉力强度校验合格。
根据高速钢拉刀的许用应力表、拉刀工作状态修正系数k表，拉床拉力为200*0.8kN = 160kN，比Fmax大，拉床载荷校验合格。
(13) 确定拉刀齿数及每齿直径 1）倒角齿齿数Zdc =Ad/2afd=3.1/2*0.065=23.85取 Zdc= 24.2）花键齿齿数初拟花键过度齿与精切齿的齿升量为0.04、0.03、0.02、0.01、 0.005mm，逐步递减，共切除余量 A〞=0.21mm。
花键粗切齿齿数Zhe =［（Ah—A〞）/2afh］+1=［（3.98—0.21）/2*0.05］+1=38.7取39齿，多切去了0.3*0.02*2mm=0.03mm的余量，应减去0.015mm的齿升量。
因此，减去一个精切齿并将齿升量调整为0.04、0.03、0.015、0.0075mm。
后2齿齿升量＜0.5afh,为精切齿，前2齿为过度齿。
3）圆形齿齿数初拟方案与花键齿相同，即切去A〞余量，计算圆形粗切齿齿数为Z YC =(AY—A〞)=(1.021—0.21)/（2*0.05）=8.11取8齿，少切了0.11*0.005*2=0.011mm的余量，需增加一个精切齿，其齿升量为0.0055mm。
这样，圆形齿具有粗切齿8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拉刀校准部齿数表，得花键校准齿齿数ZHX=4圆形校准齿齿数ZYC=75) 各齿直径基本尺寸见拉刀校准部齿数表。
此表应列入拉刀工作图中，因排版困难，故单列一表。
最后一个齿距加长的目的是为了砂轮的切出。
（14）拉刀齿部长度倒角齿段长度 ld=(8x23+16)mm=200mm花键齿段长度 lh=(8x42+6x6+8)mm=380mm圆形齿段长度 lh=(8x10+6x11)mm=146mm拉刀齿部长度 l齿=l d+l h+l h=726mm（15）设计拉刀其他部分按圆柱形前柄II型GB3832.2-83表、颈部、过渡锥部、前导部和后导部表、常用卧式拉床有关参数表计算：前柄 l1=90mm d1=22f8（0-0.180）mm颈部 l2=m+Bs+A-l3=(10+75+35-10)mm=110mmd2=d1-0.5mm=21.5mm过渡锥 l3=10mm前导部 l4=40mm d4=dwmin=25mm前柄伸入夹头长度l′=l1-5mm=85mm 前柄端部至第一刀齿的距离L 1′=l1′+m+Bs+A+l4=(85+10+75+35+40)mm=245mm后导部l7=20mm d7=dmymin=26(15)拉刀总长及其校验L=L′+ l齿+ l7=(245+726+20)mm=991mm根据圆孔拉刀的最大总长度表，允许拉刀总长为1024mm,拉刀长度校验合格。
矩形花键拉刀设计说明书系部：机械工程系班级：Z120255学号：Z12025509姓名：孟俊朋日期：2014年5月。