矩形花键拉刀与铣刀刀具课程设计说明书.doc

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1、一、矩形花键拉刀设计1.前言用于拉削的成形刀具。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变化。当拉刀作拉削运动时，每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属，最终得到所要求的尺寸和形状。拉刀常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。2.矩形花键拉刀的参数选择和设计计算2.1原始条件及设计要求要求设计一把矩形花键拉刀,花键大径D=60H10mm,小径d=52H7mm,键槽宽B=10H9mm,键数n=8,倒角高度C=0.5mm,拉削长度L=35mm,工件材料为45钢,硬度为HBS190,σb=630MPa。查表后，由花键拉

2、刀的长度确定选用拉床L6120。2.2拉刀材料选择设计矩形花键拉刀采用W18Cr4V高速钢制造。2.3拉刀拉削及定心方式选择2.3.1拉削方式选择拉削花键槽常采用渐成式分层拉削方式,且采用倒角----花键----孔的组合方式。2.3.2定心方式由于小径定心花键拉刀加工出的花键孔,能使小径与大径、键槽之间达到很高的同轴度和对称度,能够更好的满足该设计要求,故选择小径定心方式。2.3倒角齿参数确定图1矩形花键拉刀倒角齿计算图2.3.1倒角齿θ角查手册表4-29,由n=8,查得θ=45°。2.3.2倒角齿测量值MB1=B+2C=10+2×0.5=11mmsinψ1=b1/d=0.

3、2115,ψ1=12.21°ψ2=45°-ψ1=32.78°M=d×cosψ2/2=21.86mm2.3.3倒角齿最大直径d1OH=(2M-B×cos45°)/2sin45°=25.915mmtanψB=B/(2×OH)=0.192938dB=B/sinψB=52.78mmd1=dB+(0.3—0.6)mm=53.23mm2.4拉削余量按表4-1计算圆形拉削余量为1mm,预制孔径为51mm。按表4-16,花键齿圆形齿的扩量均为5um。倒角余量A1=53.23-51mm=2.23mm花键余量A2=60.115-(53.23-0.1)mm=6.985mm实际圆形齿拉削余量A3=

4、52.025-51mm=1.025mm2.5齿升量选择按表4-4选择为倒角齿:αf1=0.065mm花键齿:αf2=0.050mm圆形齿:αf3=0.050mm2.6各切削齿的几何参数设计选择前角γ0=17°,精切齿与校准齿倒棱前角γ01=5°。粗切齿α0=2.5°,ba1=0.1mm精切齿α0=2.5°,ba1=0.2mm校准齿α0=1.5°,ba1=0.2mm2.7设计容屑槽2.7.1齿距计算按表4-7计算p=（1.2—1.5）=(1.2—1.5)mm=8mm选择校准和精切部分齿距p1=6mm2.7.2选择容屑槽按表4-8采用曲线槽,粗切齿用深槽,h=3mm,精切齿用基

5、本槽。2.7.3校验容屑条件查表4-9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≥1.13:1.13=1.13mm=2.95mm<3mm所以满足条件,校验合格。2.7.4校验同时工作齿数按表4-7得知L/p=4,即Zemin=4,Zemax=4+1,满足3≤Ze≤8的校验条件。2.8花键齿截形设计2.8.1花键齿宽B2B2max=Bmax-δb,B2min=B2max-Δb查表4-16得拉刀扩量δb=0.005mm,选取拉刀花键齿宽制造公差带宽Δb=0.010mm,则B2max=(10.036-0.005)mm=10.031mmB2min=(10.031-0

6、.01)mm=10.021mm拉刀花键齿侧面应制出kr=0°的修光刃f,其下应磨出侧隙角1.5°。2.9确定分屑槽参数除校核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刃段,圆形齿段不必磨分屑槽。2.10选择拉刀前柄按表4-17选择Ⅱ型-A无周向定位面的圆柱形前柄,公称尺寸d1=50mm,卡爪底径d2=38mm。2.11校验拉刀及拉床强度通过分析,确认倒角齿拉削力最大,因而计算拉刀倒角齿的拉削力。∑aw=Z(B2max+2C)=8×(10.031+2×0.5)mm=88.25mmFmax=Fzˊ∑awZemaxk0k1k2k3k

7、4×10-3=(174+192)/2×88.25×5×1.15×1.15×0.9×1×0.001KN=96.11KN拉刀最小截面积在卡槽底颈处,则拉应力为:σ=Fmax/Amin=(96.11×4)/(382×л)GPa=0.085GPa<[σ]拉刀强度校验合格。根据表4-23、表4-24,拉床拉力为200×0.8KN=160KN,比Fmax大,拉床载荷校验合格。2.12确定拉刀齿数及每齿直径2.12.1倒角齿齿数Z1=A1/(2×αf1)=2.23/(2×0.065)=17.15取Z1=182.12.2花键齿齿数