矩形花键拉刀课程设计

名称 前刀面 后刀面 副后刀面 刃带
主切削刃 副切削刃 过渡刃 刀尖 容屑槽 分屑槽
棱 齿背
表2 功用
切削流出的表面 最终形成已加工表面的面 刀齿上和已加工表面相对的表面、分屑槽两侧面 也称第一后刀面，是主切削刃和后刀面之间的后角为零的窄面， 它有稳定的拉削过程，防止拉刀摆尾的作用 是前后刀面的交线 是前刀面和副后刀面的交线，分屑槽中也有两条副切削刃 可以是直线或圆弧，它有助于减缓刀尖的磨损 主副切削刃的相交点 其形状必须有利于切屑卷曲，并能宽敞地容纳切屑 减小切削宽度，降低切削卷曲阻力，便于切削容纳在容屑槽内， 从而改善拉削状况 刀齿后刀面与齿背的交线 容屑槽中靠近后刀面的部分
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
2.矩形花键拉刀
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2.1 花键孔尺寸
外径 De 5000.1
内径 d 4600.025
键宽
d
90.090 0
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倒角 c 45
5
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键数 n=8 2.2 拉削长度
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2.3 工件材料 45#钢 硬度 HBS175 强度σb =600Mpa

A =50.095-48.12=1.975mm h
（5）选择齿升量，按表 4—4 得
a f =0.065 mm（槽拉刀和键槽拉刀栏）
a =0.05mm（矩形花键拉刀栏） fh
a =0.05mm（综合式拉刀栏） fy
（6）设计容屑槽 1．齿距
按表 4—7 得 P=(1.25～1.5) L =12mm
2.选择容屑槽 按表 4—8 得
4
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容屑槽的形状和尺寸，刀齿的齿数，装恰部分的尺寸等．设计刀具 结构参数是，必须考虑一系列的问题，如强度，精度，生产率，容 屑要求等．
设计刀具结构参数时，一个值得注意的方面是对大尺寸刀具应 尽量采用装配式结构，可降低刀具的成本.确定刀具的结构参数时， 要特别注意运用标准，目前许多刀具结构尺寸都有自己的一定标 准． （６）正确设计刀具的廓形，廓形的设计精度将直接影响加工件的精度，应努 力提高，这一点在目前尤为重要．
d =Bmin/sin =47.29mm
B
B
d 拉刀倒角齿最大直径 2
d =47.69mm 2
（4）计算拉削余量： 按表 4—1 得圆孔预制孔拉削余量为
d A=0.005 +（0.1～0.2） L =1.2 mm 所以预制孔径为 44.70mm m 实际拉削余量 A=46.02-44.70=1.32mm, A =48.02-45.00=3.02mm d
6
6
校准部
7
后导部
8
尾部
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起刮光、校准作用，提高工件表面光洁度及精度，并作为 切削部的后备部。 保持拉刀与工件的最后相对位置，防止在拉刀即将离开工 件时因工件下垂而损坏工件已加工表面及刀齿。 支持拉刀使之不下垂，多用于较大较长的拉刀，也用于安 装压力环。
2.4.2 切削方式：采用分层拉削方式中的成形式拉削方式 2.4.3 拉削余量：对于花键孔 A= 2.4.4 拉刀刀齿结构：
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。
因为 h=4.5,所以 h 1.13 K a f l ，合格。
4.校验同时工作齿数：
Z 根据表 4—7 得
l/ p
e m in
Z l / p 1 emax
Z e =6～7 满足 3 Ze 8， 所以合格。
（7）花键齿截形设计：
B =9.036-0.005=9.031mm hmax
B =9.031-0.01=9.021mm h m in
（2）确定校准齿直径 倒角不设校准齿 查表 4—16 得花键齿 圆形齿的扩张量均为 5 微米，则花键齿校准齿和圆 形齿校准齿直径为
d 50.1-0.005=50.095mm hx
d 46.025-0.005=46.02mm yx
(3) 矩形花键拉刀倒角齿参数计算 查表 4—29 得：
计 算
倒角值
w
emax
拉刀最小截面积在卡槽底劲处，则拉力
F A = / =124.3*4/34*34*3.14=0.14Gpa<［ ］
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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
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其余见图 （10）校验拉刀强度和拉床载荷：
通过计算分析，确认倒角齿拉削力最大，因而应计算拉刀倒角齿拉削力 见表（4—20，4—21， 4—22）
a B =Z*(
+2f)=8*(9.031+2*0.9)=86.65mm
w
hmax
F a Z F ' *
max
Z
*
*k0*k1*k2*k3*k4*0.001=124.3KN
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2.5 设计步骤
（1）切削齿几何参数 根据表 4-2，查得拉刀的前角γo=16-18o
3 根据表 4-3，查得粗切齿的后角 a0 1 0 0 ，刃带 ba=0.1～0.2 2 精切齿的后角αo= 030.' ‘，刃带 ba=0.2～0.3；校准齿的后角α 1o= 030. ， 刃带 ba=0.4。
2.4 刀具结构参数及各部分功用 2.4.1 拉刀的结构
代号 名 称
1
柄部
2
颈部
3
过度锥
4
前导部
5
切削部
图1
表1
功
用
夹持拉刀，传递动力
连接柄部和后面各部，其直径与柄部相同或略小，拉刀材 料及规格等标记一般打在颈部。
颈部到前导部的过渡部分，使拉刀容易进入工件孔中。
起引导拉刀切削部进入工件的作用，
担负切削工作，包括粗切齿、过渡齿及精切齿。
b =0.01mm
(8) 确定分屑槽系数
除校准齿和与其相邻的一个精切齿外，拉刀切削齿均 磨出三角形分屑槽（表 4—13）。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。
（19）选择拉刀前柄：
d 查表 4—17 选 A—无周向定位面的圆柱形前柄。公称尺寸 =45mm 卡爪 1
d 底径 =34mm 2
P 校=(0.6～0.8)*11=9mm
采用曲线槽 粗切齿用深槽 h=(4.5mm) 精切齿用基本齿
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3.校验容屑条件： 查表 4—8 得容屑系数 k=3。倒角齿齿升量大时，应校验之，应使满足式
h 1.13 K a f l :
1.13 K a f l =1.13 3*0.065 *70 =4.17
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5.致谢...................................................21 6.参考资料...............................................21