创新研修-矩形花键拉刀设计-.doc

Harbin Institute of Technology2012年春季创新研修课作业矩形花键拉刀设计院 系： 机电学院工业设计系 班 级： 学生姓名： 学 号： 授课教师： 教师评价： 矩形花键拉刀设计哈尔滨工业大学机电学院工业设计 任务说明 任务主要为建立花键孔拉削加工刀具设计的基本方法，并以三维图形表示其刀具基本结构。具体设计小径定心，具有倒角齿、花键齿和圆孔齿三种齿形，圆孔齿与花键齿交互排列的矩形花键拉刀。已知条件：内花键尺寸：大径，小径，键槽宽，倒角C=0.5mm，键数n=8.拉削长度：L=(5080)mm工件材料：18CrMnTil56207HBS预制孔直径：拉床型号L6120设计过程 首先通过翻阅专业书籍及上网查阅资料了解拉削与拉刀的基本知识，包括拉削和拉刀种类、拉刀结构组成、拉削图形及拉刀的安装等，然后根据相关知识参照其他拉刀设计实例进行矩形花键拉刀的设计和计算，最后通过犀牛三维建模软件建立矩形花键拉刀模型。一、 刀齿的配置、齿形及参数计算1、 矩形花键拉刀刀齿的配置形式根据工件的不同要求，矩形花键拉刀可有不同的刀齿配置形式序号加工部位刀齿配置及顺序特点应用1花键齿只有花键齿拉刀结构最简单，但不易保证大小径同轴度预制孔精度较高时采用2a圆孔及花键1） 花键齿2） 圆孔齿圆刀齿不必分开屑槽，且可用较大齿升量。但工件短时，花键齿离开工作后，最初几个圆刀齿切下很少余量或切不下余量，致使工件下移，不能保证大小径同轴度拉削长度大于30mm，同时工作齿数不少于5的工件2b1） 圆孔齿2） 花键齿可消除序号2a的缺点，但是圆刀齿齿数稍增加，是一种常用的结构工件长度为（1027）mm，可将长度为（38）mm的工件迭在一起拉削，则拉削长度可达60mm3花键及倒角1） 倒角齿2） 花键齿倒角齿切去花键的部分余量，故花键齿书可减少。也是一种常用结构预制孔精度应达到H94a圆孔、花键、倒角1） 倒角齿2） 圆孔齿3） 花键齿加工工艺性好，因磨削花键齿或倒角齿时，碰伤圆孔齿的危险性很小。但工件长度不够时，倒角与花键可能错位。只适用于拉削长度大于圆孔齿部分长度的工件4b1） 倒角齿2） 花键齿3） 圆孔齿与序号2a有相同的特点，此外磨削花键齿时易与倒角齿和圆孔齿干涉，但成套花键拉刀无此缺点拉削长度大于30mm，同时工作齿数不少于5，以及成套拉刀4c1） 圆孔齿2） 花键齿3） 倒角齿工艺上的缺点同序号4b，切无序号2a的有点很少采用4d1） 圆孔齿2） 倒角齿3） 花键齿轻易加工，拉刀较短，对预制孔要求也不严应用较普通4e1） 倒角齿2） 花键齿、圆孔齿交互排列圆孔、花键同时拉削，保证小径与键槽有很高的位置精度，但加工困难是国际上通用的小径定心矩形花键拉刀的结构形式5a两根一套的拉刀1） 倒角齿2） 花键齿特点同序号3，但对预制孔精度无要求成套拉刀中的第一根5b两根一套的拉刀1） 花键齿2） 圆孔齿花键大小径一次拉成，可保证同轴度，但前导部键宽小于第一根拉刀，造成键侧有微小台阶键宽公差0.06mm时的第二根拉刀5c1） 花键齿2） 圆孔齿Ab部可取较大齿升量，此种结构拉刀可获得较好精度及较低的键侧表面粗糙度键宽公差0.06mm时的第二根拉刀2、 花键齿底径按下式计算： 式中d内花键小径3、 矩形花键拉刀倒角齿计算矩形花键拉刀倒角齿直径和测量值的计算序号名称符号计算公式说明1倒角齿最大宽度B键宽的基本尺寸（mm）C倒角尺寸（mm）2中间值d内花键小径（mm）3中间值倒角角度4倒角齿测量值M5中间值tan=B而6最后一个倒角齿直径倒角齿在花键齿之前倒角齿在花键齿之后二、刀齿的配置、齿形及参数计算4、 小径定心矩形花键拉刀设计计算1） 拉刀材料：W18Cr4V2） 内花键大径最大尺寸/mm 3） 内花键小径最大尺寸/mm 4） 花键拉削余量/mm 5） 圆孔拉削余量/mm 6） 内花键最大件槽宽/mm 7） 齿升量/mm 8） 齿距/mm 9） 同时工作齿数 10） 拉削力/N 11） 容屑系数 12） 容屑槽深度/mm 13） 最小断面面积/ 14） 强度校验计算 查表合格5、 倒角齿部分的计算15） 倒角齿测量值M（mm） 16） 第一个倒角齿直径/mm 17） 倒角齿最大直径/mm 18） 倒角齿齿数 取1019） 倒角齿部分长度/mm 6、 花键齿部分的计算20） 第一个花键齿直径/mm 21） 花键校准齿直径/mm 22） 花键切割齿齿数 因采用倒角齿后接着设计有花键齿，所以应去掉倒角齿齿数，故花键切削齿齿数为4023） 花键校准齿齿数 24） 花键齿部分长度/mm 25） 花键齿齿形尺寸/mm 键宽 侧隙角 小棱面26） 分屑槽尺寸/mm 27） 花键底径/mm 28） 容屑槽尺寸/mm p=13 g=3.8 h=5 r=2.57、 圆孔齿部分的计算29） 圆孔齿齿升量/mm 30） 第一个圆孔齿直径/mm 31） 圆孔校准齿直径/mm 32） 圆孔切削齿齿数 33） 圆孔校准齿齿数 34） 圆孔齿齿距/mm 35） 圆孔齿总计长度/mm 36） 圆孔齿容屑槽尺寸/mm37） 前角、后角、刃带 与花键齿相同8、 其他部分的计算38） 柄部尺寸/mm前柄 柄头直径 长25 卡爪槽直径 长32后柄总长120 柄头直径