矩形花键拉刀的设计与工艺

矩形花键拉刀的设计与工艺摘要：在追求效率的现代工业中，拉刀作为一种经济高效的生产工具已经在零件生产中得到了越来越广的应用，其重要性可见一斑。而通过完成我此次的毕业设计矩形花键拉刀的设计与工艺，不仅可以帮助我掌握机械刀具的设计过程，还可以帮我巩固机械设计工艺课程的相关知识。相信通过完成该毕业设计会对以后的工作设计有相当大的帮助。同时，在设计中需要根据一些被加工的拉刀的零件的相关的设计技术及其要求，能够准确地综合合理地运用刀具设计中的基本规则及一些技巧方法，了解并且能够应用一些特有的刀具设计计算的方法。并通过完成刀矩形花键拉刀的具整体结构的设计，来提高对刀具的自我认知和综合运算及设计能力。关键词：矩形花键拉刀，机械刀具，机械设计工艺，刀具设计原理，验算公式，结构参数IThedesignandprocessofrectanglesplinebroachAbstract：Inthepursuitofefficiencyofmodernindustry,broachasakindofeconomicandefficientproductiontoolhasbeenmoreandmorewideapplication,soitisveryimportant.Andbycompletingthegraduationdesign-thedesignandprocessofrectanglesplinebroach,itnotonlyhelpusgraspthedesignofmachinetool,butalsohelpmetoconsolidatetheknowledgeofmechanicaldesigntechnologycourse.Ibelievethatthegraduationdesigningwillhelpmealotinworkafterthedesign.Atthesametime,accordingtosomemachiningbroachpartsandtechnologyrequirement,wecanreasonablyusethetoolinthedesign、sometechniquesandmethodssyntheticallyatoapplysomespecialtooldesignandcalculationmethod.Throughcompletetheknifeofrectanglesplinebroach,itwillimproveustheskillofcompletingtherectanglesplinebroachsstructureandintegrateddesignability.Keywords:Rectanglesplinebroach,Machinetool,Mechanicaldesignprocess,Thedesignprincipleofcuttingtool,Checkingcalculationformula,Structureparameter.II目录1前言41.1该课题研究的目的61.2选择刀具的具体类型62矩形花键拉刀的设计72.1正确地选择刀具材料72.2.矩形花键拉刀的设计参数82.3刀具结构参数及各部分功用92.4矩形花键拉刀具体几何参数的设计和选择112.5设计数据汇总173.矩形花键拉刀在制造中及制造后存在的相关注意事193.1矩形花键拉刀刃磨后的检验193.2在拉削过程中遇到的问题及消除方法193.3容易使拉刀寿命降低的问题及注意事项203.4拉刀多齿崩刃或断裂产生原因及解决办法224结论24参考文献25致谢2601.前言在工业化发展飞速的现在，刀具作为一种高效率的生产方式，经济实用且已被大量的投入到工厂中去生产实践，可见其重要性。刀具在我国的制造也有了相当悠久的一段历史，并有很多相应的工具厂生产各种刀具，可见其在我国的影像里之大及其庞大的规模。但是，比较客观的说的话，我们国家与工业发达国家例如美国等西方国家相比，机械的工业水平存在着较为明显的阶段性的现实差距。它可以明显表现在产品的机械质量及其水平并不够高不够全面，技术开发能力还差强人意以及科技的投入不够多等几个方面。尤其对一些其他的机械制造的相关产业来说，对制造的机械的工业的认识与了解不足及不够多，甚至有相当长的一段时间阶段之内的时间对其的认识度不足，重视度尚存在一些不足。不过，可喜的是，自从我国吹响改革开放的号角以来，在国内的制造机械的工业充分吸取及利用我国和外国如美国，英国等工业强国的好多方面的设计技术宝贵的资源，并进行了严密的，有计划的企业的技术的不断的循序渐进的艰苦的充分改造，促进并引领各个大小不同的企业走向依靠着科技发展的不断进步的伟大的道路，使得机械这个行业的生产及其制造的工业的相关技术，刀具相关的设计的产品的生产质量及其水平以及生产设计最关心的机械厂的经济效益已经有了长足的进步和水平提高。而这一举动，也为为繁荣我们国内的较为萧条的现有机械市场，扩大机械刀具的出口创汇，及不断的推动国民经济的稳中发展起到了深远并重要的积极影响和作用。在这些年来，也就是近几年来，全世界的各个国家都已经开始注意把提升和提高机械刀具的产业的相关的竞争力以及发展一些更加高端的先进技术，以便能过抢夺并占领以后及未来几年的经济制的最高点，来作为科技等高科技工作的以后的主攻的首要方向。同时，各国也开始对机械工业及机械刀具设计的重要性，必要性及其相关的作用开始有了进一步更深的研究认识与了解。而这也就表示，是时候对我们机械这个分工的工业设计并改造原有的一些一成不变的的东西，而我们这个刀具的机械设计及其制造的一些基础的设计技术更得到了很大的，足够的重视。尤其可以认识到，机械这个行业的工业的技术相关水平和他的设计规模，可以说是一个衡量及权衡像中国这样一个国家的相关科技水平和经济底蕴及其实力的一个重要的标志。1在这个飞速发展的21世纪，机械及其产品的国际影响及竞争已经开始演变的愈来愈激烈了，由于此原因，设计的机器的相关的各个零件都无法离开我们的机械刀具。并且由于现代的一些机器的工作原理，结构的组成，设计思维方式等已不同于许多的传统的机器及其工具，机器等机械的零件的设计已经无法离开我们熟知的刀具。因此，可想而知，刀具的设计理论思想的创新改变思想，创新理念便由此而应运而生。这便要求我们对刀具要开始进行不断的创新改革，努力提升并完善产品的各个方面的质量，改进和完善其机械刀具的相关各个方面的性能，以便能够满足多变市场的全方面的苛刻的需要。刀具及其产品的相关设计大致可以分为两部分：即刀具产品的概念设计(ConceptualDesign)和刀具产品的理论构型设计(ConfigurationDesign)。刀具的概念设计大致是决定的是刀具现有产品质量的水平的优劣，性能水平的高低和经济效益整体成功与否的最为关键性的一个步奏。刀具的设计的最重要也是其首要的任务，应该是进行刀具的整体性的方案的构思，及其刀具的相关类型，相关的尺寸和其一些基本的角度。经过上述的详细介绍，鉴于前文所说的机械刀具现在在我国的已有地位，我国的各个理工学校也开始慢慢的在响应国家的这个号召。而作为山西省省会的太原市众多的工科院校之一的我的母校太原工业学院，也响应了国家的这些号召，积极推动机械刀具方面的教育，以便能过跟上时代的步伐，促进我国工业现代化，高效化的工业设计要求。而这就要求我们以及我个人要认真实际的去做这个机械刀具的毕业设计题目。由此可见，其实我们熟知的机械设计的刀具其实是机械行业制造的核心，而刀具设计出来的质量的好坏更直接的关系到并影响着甚至决定着生产端各个产品的整体的质量的好坏。而我的这个“矩形花键拉刀课程设计与工艺”的毕业设计是我在大三时金属切削刀具课程设计基础上，继续深入研究完成完整的刀具设计等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节。其目的是使我能够更加巩固和深化课堂上李老师交给我们的理论教学内容，通过对“矩形花键拉刀设计与工艺”的设计，锻炼和培养并体现我所学的知识和理论能力的综合运用。因此可知，在学期后开设的这门矩形花键拉刀的设计与工艺的毕业设计能够让我将自己以前所学的知识更加巧妙的融合与结合在一起。同时也加深了我对与常用的一些刀具材料的的相关的种类、性能及应用范围的理解和掌握。同时也培养了我2能够根据已有的加工条件来合理的选择刀具的材料、刀具的几何相应参数的能力。培养根据设计的一些已有条件，和正确运用资料、手册及公式，想出改造刀具设计中的相关的齿数和刀具参数的一些相关的基本技能。以及培养由已知的设计，以最为经济，减小加工中的支出数额为中心，判断最佳的工业设计生产的整体的技术。1.1.该课题研究的目的这门矩形花键拉刀的设计与工艺的毕业设计作为工科个大院校大学生的必有环节，不单单是巩固学生大学所学理论知识的一个较为重要的环节，而且也应该是被当做是在检验大学生在综合理论应用知识的能力、自学能力、独立认知的操作的能力和培养自我创新认识的能力，是大学生参加工作前的最后一次宝贵的实践性的一次锻炼方式。通过本课题设计基本可以达到下述几个基本目的：1进一步提高我们计算机操作的相关基本技能CAD软件等机械专业仿真模拟软件的相关基本的应用。2可以使我能够综合地运用我以前学过的先关专业设计的理论知识，能独立掌握和拟订一些基本刀具合理的工艺路线，具备设计中等复杂刀具零件的能力。3能根据一些被加工的零件的相关设计的技术的要求，能够综合地运用刀具设计的基本原理及其方法，掌握一些专用刀具设计方法，完成刀具整体结构的设计，以提高对刀具的自我设计能力。4认知和熟知学会使用各种各样的设计的手册，以便能更加了解与掌握使用网络搜寻一些机械类型的刀具的设计的多种相关资料，掌握一定数量的的工艺方式的实际制订的方法和某些技巧。1.2.选择刀具的基本类型根据改变花式各异的矩形花键拉刀的种类便能够产生对各式各样的制造运作率和准确度有能够发生一定的理论冲击。通过不断的总结花式繁多的拥有较高生产率的矩形花键拉刀刀具，我们可以清楚的看出，改变并提高矩形花键拉刀的时候假如能同时增加矩形花键拉刀进行切削时的矩形花键拉刀的刀刃的长，能够有效地提高3其制造的一定效率。举个例子，如果我们用花键的拉刀来加工花键的孔时，同时参进加入切削的刀刃长度l=BnZi，其中B是键宽，n为键数，Zi表示在拉削长度内同时参加切削的齿数。若用插刀同时增加切削的刀刃长度比插刀大得多，由此可得生产率也高得多。2.矩形花键拉刀的设计2.1.正确地选择刀具材料在这一环节，我们应该知道，选择刀具材料的得是否得当对机械的刀具的整体的生产率，有着极为重要生产的影响。因为硬质合金，比相关的高速钢及其他工具钢生产率要高得多。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，尚还有许多的缺陷，如脆性大，极难加工等等原因，使他在许多刀具上的设计应用还较为的困难。由此可知道，目前许多的复杂刀具，还主要在应用W6Mo5CrV2来制造。众所周知，机械刀具的拉刀的结构较为的复杂。其造价也较昂贵，因此要求采用耐磨的刀具材料，以增加其相应耐用度。联想并认识到其还应有良好的工艺性能，可已根据复杂刀具的设计手册一书，我们选择选择W6Mo5CrV2，其应用范围用于各种刀具，特别是形状较复杂的刀具。2.2.矩形花键拉刀的设计参数(1)拉前孔径(d0)：26+0.20+0.15；(2)拉削长度(L)：60；(3)键数(n)：6；(4)工件材料：20CrMnTi；(5)工件键宽(B)：6+0.13+0.11；(6)工件大径(D)：32+0.125+0.105；(7)工件小径(d)：26+0.20+0.15；(8)小径倒角(C)：0.345；4(9)拉床型号：L6120；（注：此部分由指导老师给出具体参数。）2.3矩形花键拉刀刀具结构参数及各部分功用图2.1图2.1拉刀基本的结构表2.1拉刀的组成部分及功用代号名称功用1柄部此部位通过夹持矩形花键拉刀拉刀，以达到传递整体动力的目的。2颈部连接着矩形花键拉刀的柄部和后面各个部位，它的直径轮廓与柄部大小相同或者略小一点（注：矩形花键拉刀打的拉刀材料及规格等信息，一般标记在颈部处）。3过度锥部矩形花键拉刀颈部与前导部之间的部分，顾名思义，起到过度的作用，同时可以使矩形花键拉刀能轻松的进入工件的孔中。4前导部可以保证顺利的引导矩形花键拉刀的切削部进入工件中去。5切削部主要承担着切除的工作，涵盖其中的过渡齿，粗切齿及精切齿。56校准部其作用是提高工件表面整洁度及精密度，起刮光、校准作用同时承担切削部的后备。7后导部起到避免在矩形花键拉刀即将离开工件时因工件下垂等原因，而损坏工件已加工表面及刀齿，同时也保持矩形花键拉刀与工件的最后相对位置。8尾部支撑矩形花键拉刀保证其能够不下垂，此部位多用于大而且长的拉刀，也用于安装压力环等结构。表2.2拉刀刀齿结构及作用名称作用前刀面此处是矩形花键拉刀的切削流出的表面。后刀面此处是最终形成已加工表面的面。副后刀面此处是齿上和已加工表面相对的表面、分屑槽两侧面。刃带也称第一后刀面，此处是是矩形花键拉刀主切削刃和后刀面之间的后角为零的窄面，它有着较为稳定的拉削过程，以防止矩形花键拉刀产生的摆尾的作用。主切削刃此处是是矩形花键拉刀前后刀面的交线。副切削刃此处是矩形花键拉刀的前刀面和副后刀面的交线，分屑槽中也有两条副切削刃。过渡刃此处可以是直线或圆弧，有助于减缓刀尖的磨损。刀尖主与副两切削刃的相交的点处。容屑槽此处形状必须有利于切屑的卷曲，并且能使其宽敞地容纳切屑。6分屑槽此处可以减小切削的宽度，减小切削产生的卷曲阻力，方便于切削能够容纳在容屑槽内，从而改良拉削的状况。棱此处是矩形花键拉刀的刀齿后刀面与齿背的特有交线。齿背此处是容屑槽中的靠近后刀面的部分。2.4矩形花键拉刀具体几何参数的设计和选择：（注：此处未标单位均以mm表示）1原始参数的符号表示：在由指导老师原老师给出的参数中，矩形花键拉刀的拉前孔径，拉削长度，键数在后面的公式中分别由d0,L,n表示，而工件键宽，工件大径，小径分别由字母代号B,D,d代表，小径倒角由字母C表示。2矩形花键拉刀的选择材料：W6Mo5Cr4V2.此处选W6Mo5Cr4V2作为矩形花键拉刀的材料是因为：在W6Mo5CrV2中含有W和V元素，而钨和钒则主要是形成碳化物，同时并作为钢的强化相，提高钢所产生的各项强度，硬度以及其耐磨性。不仅如此，这两种元素还能够细化钢的晶粒，改善钢材质的韧性以使W6Mo5CrV2材料做出的矩形花键拉刀能够非常好的适应各种中、低速的复杂切削环境中。故W6Mo5CrV2这种高速钢经常担当制造各种结构较为复杂的成型刀具的使命。3矩形花键拉刀的内花键大径最大尺寸（Dmax）:Dmax=32+0.125=32.1254矩形花键拉刀的内花键小径最大尺寸（dmax）:dmax=26+0.20=26.205.矩形花键拉刀花键拉削余量（A1）:A1=Dmax-d0(2-1)A1=32.125-26=6.1256.圆孔拉削余量（A2）:7A2=dmax-d0(2-2)A2=26.20-26=0.207.内花键最大键槽宽（Bmax）:Bmax=6+0.13=6.138.矩形花键拉刀的齿升量（f）:通过参照刀具设计手册的表6-10可以得到f取0.07。注：1）存在以下情况时，齿升量应该尽量取小值：（1）加工表面粗糙度要求小。（2）被加工材料的加工型较差。（3）用于高速拉削的拉力。（4）加工刚性差的零件（薄壁和软金属）。（5）对于小截面，低强度的拉刀。2）应尽量不要选取或造成齿升量大于0.15mm。3）小于零点零一的齿升量只适用于精度要求很高的，打磨的非常锋利的刀齿的拉刀，但矩形花键拉刀的齿升量最小不能小于0.005mm。4）矩形花键拉刀的精切齿的齿升量逐组递减，末尾的两个的精切齿的齿升量不能够大于0.02mm，如果有特殊情况的话，可以适当改变，但不能大于0.01mm。9.齿距（p）:p=(1.251.5)L0(2-3)注：此处的(1.251.5)范围取值当工件为短工件和脆性材料时选取小值，而当其为长工件或韧性材料时则选取较大值。p=1.560=11.62取p=1210.同时工作齿数（Zemax）:Zemax=L0p+1(2-4)=6通过同时工作齿数的确定可以得出结论：矩形花键拉刀的齿距和同时工作齿数8是相互联系的，必须综合考虑拉削的平稳性、拉削力、拉刀长度、容屑空间和拉刀强度等，才能确定合理的齿距值和同时工作齿数值。11.拉削力（Fmax.单位：N）：Fmax=FBnZemax(2-5)=1436.1366=31557通过查阅刀具设计手册的表6-48可以得到F=143,此处F代表的是单位长度上矩形花键拉刀的切削刃上所受到了拉削力（N/mm）。12.矩形花键拉刀容屑系数（K）:通过参照刀具设计手册表6-17可以查得K=3.513.矩形花键拉刀容屑槽深度（h）:h1.13KfL(2-6)=3.27取h=4此处注明，在生产中应该尽量减少矩形花键拉刀容屑槽的相关的尺寸规格，又能满足生产需要的相关原则，至于相关的矩形花键拉刀的尺寸的选择可以参照刀具设计手册表6-23的所列来对拉刀容屑槽的相关的参数进行尺寸选择。若不考虑减少容屑槽的相关规格时，则可以考虑采用刀具设计手册表6-24所指出并推荐的容屑槽的相关尺寸进行选择。14.最小断面面积(Amin):容屑槽槽底直径与柄部卡爪槽直径相比较，若柄部直径24，则卡爪槽可设定为19（此处面积最小）。Amin=419(2-7)=176.6315.强度（/MPa）校验计算:在拉削中，矩形花键拉刀主要受到两种力拉伸力和压缩力的作用。但是，由于在热处理、拉削工艺以及制造上存在的复杂原因，使得矩形花键拉刀还受到弯曲力和扭转力的共同作用。但是在计算矩形花键拉刀的拉刀强度时，无法将矩形花键拉刀所受到的所有里所产生的变形全部都考虑到，无奈之下，只能考虑主要因素，即拉刀的最大切削力Fmax的抗拉强度，而其他的变形情况只能是通过扩大拉刀的安全系数来进行考虑，9所以在此引入了拉刀强度的验算公式：=FmaxAmax(2-8)=31557176.63=178.69通过查刀具设计手册的表6-55可得，=250300所以检验合格。同时在此注明：当设计时算出的矩形花键拉刀的强度不够时，应该进行的改进措施（1）.减小齿升量。（2）.增大齿距，减少同时工作齿数。（3）.减少容屑槽深度。（4）.改用分块拉削图形。倒角齿部分计算：16.倒角齿测量值M：B1=B+2C(2-9)B1=6+20.3=6.6Sin1=Bd(2-10)=6.626=0.253842=45-1(2-11)=45-14.7=30.3M=dcos22(2-12)=11.2217.第一个倒角齿直径(d1)：d1=26-0.06+20.04=26.0218.倒角齿最大直径(di):H0=2M-Bcos45/2sin45(2-13)=211.22-10cos45/2sin45=10.87tan3=B/2H0(2-14)=6/210.86=0.276210di=B/sin(2-15)=27.1419.倒角齿齿数(Z1):倒角齿拉削余量：A3=27.14-26=1.14mmZ1=1.14/20.04=14.25Z取1520.倒角齿部分长度：l1=Z1p(2-16)=1512=180矩形花键拉刀的花键齿部分的计算：21.第一个花键齿的直径:d2=27.14+20.04=27.22拉刀的校准部主要发挥着校准和修光的效果，而其的校准的校准齿并没有齿升量，它的横截面的形态和尺寸都和最后一个精切齿一致。所以当精切齿重磨以后尺寸变得没有以前大时，校准齿将会一点一点得参加切削。所以可以这么说，校准齿也是精切齿的备用切削刀齿。同时还注明一点，此处的校准齿不开分屑槽。22.花键校准齿直径:dn=Dmax=32.12523.花键切削齿齿数:Z2=A1/2f+(35)(2-17)=6.125/20.04+3=36因采用倒角齿后接着设计花键齿，所以应去掉倒角齿齿数，故花键切削齿齿数为21。24.花键校准齿齿数：取Z3=525.花键齿部分长度：l2=(21+5)12=33826.花键齿齿形尺寸:参照刀具设计手册表6-23可知：11键宽B=6.130-0.15.侧隙角kr=130+10.小棱面b=0.6+0.2.27.花键底径:d=26-0.5=25.528.容屑槽尺寸:按刀具设计手册表6-24取p=12g=3.6h=5r=2.5补充说明：此处出现的的参数均为矩形花键拉刀的刀齿的结构参数，其中各参数代表的名称和其实际意义为：（1）p为齿距，它所指的是相邻刀齿的轴向距离。（2）g为齿后，它所指的是从切削刃到棱之间的轴向距离。（3）h为容屑槽的槽深，它是指从切削刃到容屑槽底之间的距离。（4）r代表的是槽底圆弧半径，是连接前刀面和槽底的圆弧半径。分屑槽尺寸b=0.5h=0.629.前角，后角:由刀具设计手册表6-28取r=18+2-1由表6-296-30取校准齿后角=1+300切削齿韧带b=0.050.15.矩形花键拉刀的圆孔齿部分的计算：30.圆孔齿齿升量:通过参照刀具设计手册表6-10可取f1=0.03.31.第一个圆孔齿直径：d3=26.0332.圆孔校准齿直径:d4=25.7533.圆孔切削齿齿数:Z4=A2/2f1+(35)(2-18)12Z4=934.圆孔校准齿齿数:圆孔校准齿数取Z5=435.圆孔齿齿距:p1=1136.圆孔齿总计长度:l3=(9+4)11=14337.圆孔齿容屑槽尺寸:按照刀具设计手册表6-24取p1=11g1=3.5h1=4r1=238.前角，后角、刃带与花键齿相同刃带：也叫做第一后刀面，它是后刀面与主切削刃之间的后角为零的一个窄面，它的作用是平稳拉削过程，同时起到避免拉刀发生摆尾作用。其他部分计算：39.柄部尺寸：前柄：按GB3832.2-83查得柄头直径25-0.025-0.064长25卡爪槽直径19长32后柄：后柄总长120柄头直径25-0.025-0.064长28卡爪槽21长32矩形花键拉刀的后柄的作用：为了使矩形花键拉刀在每次的行程后都能够再次回到一开始的初始位置，故在拉刀的最后设置了类似圆柱形的后柄来达到目的。另外后柄还可以与拉刀做成一个整体，或者改成成装配式也可以。后柄有国标GB3832.3-83,它的基本尺寸和形式可以参照刀具设计手册表6-426-44进行选择设计。40.颈部及过度锥尺寸：颈部直径25长度取180过度锥长度取201341.前导部尺寸：直径26-0.03-0.06长度取80说明：在矩形花键拉刀中，前导部的作用是起着支撑的定心和一定的导向的作用，所以矩形花键拉刀的的前导部的样式应该和预制孔的形状相同。当矩形花键拉刀的前导部拉削深孔时，前导部长度L0可以取为（1.52）D042.后导部尺寸：直径取26.25-0.03-0.06长度取30.矩形花键拉刀的后导部是在矩形花键拉刀最后刀齿离工件之前，保持矩形花键拉刀与工件的相对位置，使矩形花键拉刀不会因为自重而发生歪曲倾斜不直。同时，矩形花键拉刀的后导部的截面形状可以做成与拉削孔相同的形状，或者做成一些基本的形状，比如做成圆柱形的，或者做成矩形的，当然花键拉刀最好还是做成将后导部做成花键形较为常见。43.矩形花键拉刀拉刀的总长度：L0=25+32+180+180+338+207+109+92+80+30+120=1284同时应该控制矩形花键拉刀的总长度，具体影响拉刀总长度的条件有一下几点：（1）拉床的最大行程。（2）生产拉刀的设备和技术条件。（3）因热处理变形等造成的加工制造困难。同时应该保证矩形花键拉刀的最大总长度不应该超过刀具设计手册表格6-456-47中所显示出的数值。当然，根据生产条件和使用条件，可以适当的改变及加长。如果在设计时发现此矩形花键拉刀的长度过长时，可以改变拉削的图形，尽量增大齿升量，减少齿距等方法来进行重新设计计算，用来减短拉刀长度。如果各种办法都用了还无法满足要求时，则必须设计成2根以上的成套拉刀来解决。2.5设计数据汇总表2.3矩形花键拉刀设计数据汇总14序号项目计算结果(未标注以mm计算)1拉刀材料W6Mo5CrV22内花键大径最大尺寸（Dmax）32.1253内花键小径最大尺寸（dmax）26.204花键拉削余量（A1）6.1255圆孔拉削余量（A2）0.206内花键最大键槽宽（Bmax）6.137拉刀的齿升量（f）0.078齿距（p）129同时工作齿数（Zemax）610拉削力（Fmax.单位：N）3155711矩形花键拉刀容屑系数（K）3.512拉刀容屑槽深度（h）413最小断面面积(Amin)1914强度（/MPa）校验计算=178.69合格15倒角齿测量值M11.2216第一个倒角齿直径(d1)26.0217倒角齿最大直径(di)27.1418倒角齿齿数(Z1)1519倒角齿部分长度(l1）18020第一个花键齿的直径(d2）27.2221花键校准齿直径(dn）32.12522花键切削齿齿数(Z2）8023花键校准齿齿数(Z3）524花键齿部分长度(l2）33825花键齿齿形尺寸键宽B=6.130-0.1526花键底径(d）25.527容屑槽尺寸p=12g=3.6h=5r=2.51528分屑槽尺寸b=0.5h=0.629前角，后角r=18+2-1=1+30030圆孔齿齿升量(f1）f1=0.0331第一个圆孔齿直径(d3）26.0332圆孔校准齿直径(d4）25.7533圆孔切削齿齿数(Z4）934圆孔校准齿齿数(Z5）435圆孔齿齿距(p1）1136圆孔齿总计长度(l3）14337圆孔齿容屑槽尺寸P1=11g1=3.5h1=4r1=238前角，后角与花键齿相同3.矩形花键拉刀在制造中及制造后存在的相关注意事项3.1.矩形花键拉刀刃磨后的检验（1）对矩形花键拉刀的成型后的外观的检验：主要检查切削刃是否锋利，便于切削，切削刃的刃口处是否有一些烧伤痕迹，同时应该关注此处是否有未磨掉的磨损部分。判断位于前刀面的痕迹是否正常（注：前，后刀面的表面粗糙度的值都应该小于0.4um）。（2）矩形花键拉刀的容屑槽校验标准：其容屑槽槽底和矩形花键拉刀的前刀面之间应该圆滑平稳的连接，不允许存在凸台（此处用样板进行检验）。（3）矩形花键拉刀的前角、后角的校验：用多刃量角器以及万能角度尺检验。（4）矩形花键拉刀的齿升量的校验：此处主要用杠杆卡规或者千分尺来对拉刀进行齿升量的检验，具体的齿升量变动合理范围参照刀具设计手册表6-125来进行确定。163.2.在拉削过程中遇到的缺陷及消除方法1.拉削表面出现深浅不一，宽窄不均匀的沟状划痕。原因：矩形花键拉刀拉刀切削刃上可能存在有积屑瘤，由于积屑瘤的形状和大小高度在不断的改变，所以划痕出现了明显的不规则状。解决方法：（1）在拉削速度、齿升量、前角、材料热处理和切削液上采取与抑制麟刺相同的措施。（2）加强对矩形花键拉刀质量的检验，保证拉刀前、后刀面有较小的表面粗糙度的参数值。同时应该保证分屑槽应该有后角。2.矩形花键拉刀的条状划恒贯通整个拉削表面：原因：校准齿切削刃有崩刃，或者后导部表面有磕、碰痕迹，造成了局部凸起。解决方法：在矩形花键拉刀的制造、运输、保管和使用过程中都要保证轻拿轻放，防止周围的硬物发生碰撞。如果发现矩形花键拉刀有崩刃或者磕、碰的痕迹们可以选择用石油进行反复仔细的调整。3拉削的表面产生麟刺：原因：在工件拉出端表面上有鳞片状毛刺，严重影响表面的粗糙度。解决方法：（1）可以采用低于1.7m/min或高于30m/min的拉削速度。（2）适当的增加矩形花键拉刀的前角。（3）可以采用较小的齿升量。（4）改变材料的热处理状态，对低碳钢应该提高其硬度，中碳钢应该降低其硬度。（5）使用极压切削液，其中尤其以含氟的极压添加剂效果最好最见效。3.3.容易使矩形花键拉刀寿命降低的问题及注意事项17通常拉刀重磨一次可以拉削数百至数千的工件，整个拉刀可重磨数次至数十次。带硬质合金挤光环的圆拉刀，寿命可以延长数倍到数十倍。矩形花键拉刀寿命低时，可比正常情况差数十倍。当花键拉刀严重磨损时，可能即行报废。矩形花键拉刀寿命低的主要原因有：（1）拉刀材料不合适硬度为6366HRC的普通高速钢拉刀，只能加工硬度低于250HBS的工件。工件硬度高于250HBS，最好采用硬度高于67HRC的高性能高速钢制造拉刀，或对拉刀进行氮化钛涂层或渗氮处理。（2）齿升量不当拉削一般材料是，齿升量会过大，或齿升量不均匀，都会缩短拉刀寿命，应为切削负荷大的刀齿会很快的磨损，导致下个刀齿也很快磨损。但当拉削不锈钢时，因其有冷硬层，采用齿升量为（0.050.06）mm时，拉刀磨损反而减小。拉削钛合金，将齿升量有由0.05mm增加到0.1mm，使切削刃避开冷硬层，效果更好。拉刀多次重磨后，齿升量会不均匀。必要时，需重磨拉刀后刀面，以校正各刀齿齿升量。刀齿刃带过宽也会降低拉刀的寿命。（3）刀齿硬度不够拉刀刀齿硬度达不到规定的硬度下限63HRC时，拉刀寿命也会明显的降低。这就要求必须有良好的热处理设备、正确的工艺和严格的管理。在拉削时发现拉刀硬度不够时，将会难以补救。（4）刃磨退火刃磨拉刀时，砂轮在刀齿前刀面上连续靠磨，接触面又大，温度升高较快，刀刃很容易过热退火，造成拉刀寿命下降。正确的刃磨因该轻上刀、小进给，尽量减少磨去量。（5）工件材料有硬质点普通铸铁、合金铸铁等脆性材料中容易有硬质点，对于拉刀的寿命影响很大，此时，最好用高性能高速钢制造矩形花键拉刀。(6)拉削速度过高拉削速度过高会使拉刀寿命迅速降低。对于内表面拉削，由于系统刚度较差，还会使刀齿受到更大的冲击，导致各种不正常损坏，如崩齿、剥落等，拉刀寿命明18显降低。（7）切削液选择或浇注的方式不当切削液对保证拉刀的的寿命至关重要，并且对加工表面粗糙度和加工精度都有影响，必须予以充分注意。（8）振动拉削时如果有振动，将导致拉刀几局磨损或损坏，因此，应采取措施减少振动。3.4.拉刀多齿崩刃或断裂产生原因及解决办法拉刀容屑空间不足，切削堵塞，而导致崩刃或断裂。除设计时注意外，使用拉刀时切勿是工件长度超过允许值，每次拉削后必须仔细清除切屑。拉刀材料中心部有碳化物堆积，或有中心裂纹，在拉刀制造和使用中，会造成沿轴线方向的断裂。严重的崩刃和断裂一单发生，是难以补救的。所以，为了避免拉刀崩刃和断裂，应该对拉刀从设计和材料的检验开始，在制造、运输、保管一直到使用的过程中