渐开线花键拉刀的设计与工艺机械设计

I渐开线花键拉刀的设计与工艺摘要：拉刀是一种专用刀具，在当今社会生产中发挥着重要的作用，所以它的设计也越来越受到重视。此次的毕业设计是对渐开线花键拉刀进行设计以及对它进行工艺编制，它不仅仅能够让我对自身所学的知识运用的更好，而且也能让我在以后的工作中打好基础。此次的设计是以文献资料和制图软件为设计工具，完成对渐开线花键拉刀的设计与工艺编制。根据被加工的工件材料和相关的设计参数要求，可以选择合适的刀具设计的方法以及设计原则。学习刀具的设计计算方法，完成对渐开线花键拉刀的各项尺寸以及参数的设计，以及对渐开线花键拉刀齿形的设计计算，最后完成渐开线花键拉刀的整体设计，来提升对刀具的认识以及设计能力。关键词：渐开线花键拉刀，结构参数，刀具设计原理，校验公式，齿形设计，机械制造工艺InvolutesplinebroachdesignandtechnologyAbstract：Broachisaspecialtool,whichplaysanimportantroleintheproductionoftodayssociety,soitsdesignbecomemoreandmoreattention.Thegraduationprojectisthatthedesignofinvolutesplinebroachandprocessplanning,notonlycanitdobetterinusingknowledge,butalsoitlaysagoodfoundationinthefuturework.Thedesignisbasedonliteraturedataandmappingsoftwaredesigntoolstocompletethedesignandprocessplanning.Accordingtotheworkpiecematerialbeingprocessedandtheassociateddesignparameters,itcanchoosetherightmethodoftooldesignandprinciples.Learningthemethodoftoolsdesigncalculation,completeingthedesignofsizesandparameters,aswellasinvolutesplinebroachtoothdesigncalculations,finallyfinishingtheoveralldesign,toenhanceunderstandingofthetoolanddesigncapability.Keywords:Involutesplinebroach,Structuralparameters,Tooldesignprinciples,CheckFormula,Tootheddesign,MachinerymanufacturingtechnologyII目录1前言.12已知设计条件.23刀具材料的选择.34刀具结构及功用.45渐开线花键拉刀的设计.75.1拉削余量及齿升量的确定.75.1.1拉削余量A的确定.75.1.2齿升量fa的确定.75.2齿距的确定.85.3容屑槽及分屑槽的确定.85.3.1容屑槽型式的确定.85.3.2容屑系数K的确定.95.3.3容屑槽尺寸的确定.95.3.4分屑槽的确定.105.4渐开线花键拉刀的几何参数确定.125.4.1拉刀前角0的确定.125.4.2拉刀后角0和刃带宽1b的确定.135.5渐开线花键拉刀的组成结构尺寸确定.145.5.1柄部尺寸的确定.145.5.2颈部尺寸的确定.155.5.3前导部尺寸的确定.155.5.4后导部尺寸的确定.165.5.5后柄尺寸的确定.175.5.6基圆直径的确定.175.5.7拉刀分度圆弧齿厚的确定.175.5.8拉刀花键齿的第一齿的齿顶宽的确定.185.5.9渐开线花键拉刀齿形尺寸的确定.18III5.6渐开线花键拉刀的强度校验.215.7渐开线花键拉刀齿形的量棒测量.235.7.1量棒直径RD的计算.245.7.2量棒测量值RM的计算.275.8渐开线花键拉刀的切削齿直径排列.285.9渐开线花键拉刀总长度的确定.296渐开线花键拉刀的技术要求.316.1拉刀主要技术要求.316.2其它公差项目.347渐开线花键拉刀的工艺过程.35结论.37参考文献.38致谢.39太原工业学院毕业设计11前言拉刀的种类繁多，最主要的分类有两大类，分为内拉刀和外拉刀。内拉刀的功用主要是用于加工多种轮廓的内孔表面。在拉床上使用拉刀加工工件的工艺过程称为拉削加工，拉刀是一种定型刀具，它是靠拉刀的后一个刀齿高于前一个刀齿，一层层地切除余量，来达到所需要的加工表面，在一次拉削过程中完成粗切、精切、校准等操作，来切除被加工表面的全部余量。由于拉刀的容屑槽是封闭式，因此，在设计拉刀时必须保证切削齿之间有足够的容屑空间。由于拉刀制造复杂，且制造成本高，因此，适用于大批量生产。在历年来的刀具发展过程中，刀具材料正在不断革新，从1780年到1898年间，刀具材料主要是以碳素工具钢和合金工具钢来制作刀具的，然而随着社会生产力的不断进步，过去的生产技术和刀具材料满足不了生产要求。因此，新的生产技术和刀具材料应运而生。在1898年美国人发明了高速合金工具钢，切削速度比工具钢提高了好多倍，高速钢由此得名。从1960年以后，随着社会的进步，高强度、高硬度难加工的材料也研究出来，使得很多更适应加工的刀具材料也随着研究出来。例如：陶瓷、立方氮化硼及人造金刚石等，给社会的发展增添了巨大的作用。从20世纪70年代以后，随着PVD等气相沉积涂层技术的发展成熟，使得刀具材料发生了很大的改变，使得刀具的切削性能得到了很大的提高。我国从1949年建国以来，国家成立了专门的研究机构，同时各高校也进行了相关的科研工作，取得了极大的成果。使得我国的切削技术及刀具发展得到了很大的进步。工厂工人在刀具方面的创新取得了显著的成就，如：苏广铭的玉米铣刀、朱大仙的车刀等，逐渐使得生产力得到了推动。同时在金属切削理论中我国也了一定的进展，许多难加工的材料以及精磨加工等的研究都进入了全新的领域，甚至已经跃入世界前列。我国的金属切削加工和刀具制造随着我国的不断进步，都取得了更加蓬勃的发展。本次设计的拉刀是渐开线花键拉刀，是属于内拉刀的一种，它的齿形是渐开线曲线，它是加工圆柱形渐开线内花键的刀具，渐开线花键拉刀的设计是根据给定的內花键参数来进行设计的，在设计过程中，需要进行设计的有：刀具材料的选择、拉削余量、齿升量、容屑槽、拉刀各部分尺寸以及齿形的设计和切削齿的直径排列等，当拉刀的初步设计完成时需要进行拉刀的强度校核，符合设计要求时，再进行拉刀的技术要求和偏差的选择，当一切都符合要求时，那么渐开线花键拉刀的设计就完成了。太原工业学院毕业设计22已知设计条件模数m=2.5齿数z=19标准压力角D=30分度圆直径d=47.5mm内花键小径03.0015.45iiDmm内花键大径08.0020.50eiDmm内花键分度圆弧齿槽宽E=4.0814.047mm拉前孔径03.00090.44Dmm拉削长度L=60mm工件材料为20CrMnMoH拉床型号为L6140，最大拉力41040N，最大行程2000mm太原工业学院毕业设计33刀具材料的选择刀具在进行工作时，需要承受极大的压力和冲击力。而且在切削时会产生金属的塑形变形，同时刀具、工件、以及切屑之间会产生很强的摩擦，从而使得刀具切削刃上有很高的温度，并且会受到很大的应力。因此，刀具材料应该具有一定的性能。即：强度、耐磨性、韧性和耐热性要高，而且它的热物理性能和耐热冲击性也要高，并且它的制造工艺也要相对简单，价格合理。由于在已知条件中知，工件材料为20CrMnMoH，属于合金结构钢，是一种中淬透性合金渗碳体，它的硬度217HBS，具有很好的力学性能和抗弯强度。因此，在选择刀具材料时，所选材料的性能要高于工件材料，并且利于加工，所以，综合考虑所选刀具材料为高速钢。由表31可以查出高速钢的刀具牌号。表31高速钢刀具材料的选择刀具类型工件材料碳素钢、合金钢、轻合金耐热不锈钢、高温合金超高强度钢、钛合金、铸造高温合金拉刀W6Mo5Cr4V2W18Cr4V9W18Cr4VW6Mo5Cr4V2AlW10Mo4Cr4V3AlW12Cr4V4MoW6Mo5Cr4V5SiNbAl粗拉刀：W10Mo4Cr4V3AlW6Mo5Cr4V2Al精拉刀：W2Mo9Cr4VCo8W6Mo5Cr4V2W2Mo9Cr4VCo8W12Mo3Cr4V3Co5SiW10Mo4Cr4V3Co4NbW10Mo4Cr4V3AlW6Mo5Cr4V2AlW6Mo5Cr4V5SiNbAl在现在社会生产力下，由于刀具材料高速钢W6Mo5Cr4V2使用较广，并且经济实惠，大多数的生产厂家普遍使用，它的材料性能可以满足生产需要。所以，查表31得，选择的刀具牌号为高速钢W6Mo5Cr4V2。太原工业学院毕业设计44刀具结构及功用内拉刀的组成部分，如图41：图41拉刀的组成部分拉刀组成部分的功用，如表41表41拉刀组成部分的功用太原工业学院毕业设计5表41拉刀组成部分的功用（续）拉刀刀齿结构参数图42拉刀刀齿结构太原工业学院毕业设计6表42拉刀刀齿结构参数及含义太原工业学院毕业设计75渐开线花键拉刀的设计5.1拉削余量及齿升量的确定5.1.1拉削余量A的确定拉削余量A是指拉刀的各部分刀齿所切除的金属层的厚度。拉削余量A的选择原则应在保证去掉上一道工序的加工误差和破坏的表面层的前提下，要尽量减小拉削余量，来缩短拉刀长度。已知渐开线花键拉刀的内花键大径maxeiD和预制孔最小直径min0D，则按以下计算公式（51）min0maxDDAei（51）所以，拉削余量A=50.2844.90=5.38mm5.1.2齿升量fa的确定当拉削余量A确定后，渐开线花键拉刀刀齿的齿升量越大，那么要切除工件的全部切削余量所需要的刀齿齿数也相对越少，由此所要设计的拉刀长度也越短，使得拉刀的制造也相对变得容易，生产效率则可以提高。在设计渐开线花键拉刀的齿升量时，切削齿所包括的粗切齿、精切齿和过渡齿的齿升量都不一样。对于粗切齿的齿升量来说，它的齿升量最大，是为了保证能够快速的切掉至少80的拉削余量；而对于精切齿的齿升量来说，它的齿升量较小，是为了保证工件的加工精度和加工表面质量；对于过渡齿的齿升量来说，则是由粗切齿的齿升量逐步过渡到精切齿的齿升量，从而为了保证拉削过程的平稳。齿升量确定的原则是在绝对保证加工表面质量、容屑空间和拉刀强度足够的条件下，要尽量选取最大值。查表51表51分层式拉刀粗切齿齿升量所以，由表51，取齿升量fa=0.05mm太原工业学院毕业设计85.2齿距的确定齿距p可用经验公式计算L9.125.1）（p（52）式中L拉削长度（mm）L=60mm切削齿的齿距L5.1p（53）则11.65605.1pmm取p=12mm校准齿的齿距ppz7.0(54)则4.8127.0zpmm取zp=9mm5.3容屑槽及分屑槽的确定5.3.1容屑槽型式的确定由于渐开线花键拉刀的切削型式是封闭式切削，切屑全部留在容屑槽中，因此，容屑槽的形状和尺寸要达到能够容纳切屑的程度。所以，为了保证拉刀的强度，在相同的齿距条件下，有基本槽、深槽或浅槽等容屑槽型式，来达到设计的基本要求。在本次设计中，因为直线齿背型的拉刀容屑槽制造简单，而且它的前刀面和齿背都是直线，它们与槽底圆弧圆滑连接，很受工厂欢迎，而且符合设计需要。因此，本次设计所选择的容屑槽型式为直线齿背型容屑槽。直线齿背型容屑槽的简图如下（图53）：图53直线齿背型容屑槽太原工业学院毕业设计95.3.2容屑系数K的确定在确定容屑系数K时，需要考虑与容屑系数有影响的因素，例如：工件材料的性质、拉刀在拉削过程中的磨损以及拉刀在拉削过程中的切屑型式和切削厚度等。所以，在确定容屑系数时，要综合考虑各项因素，从而选择出合适的容屑系数K值。容屑系数K应满足以下条件：KAAJC，K永远大于1式中CA容屑槽的面积，4h2CA；JA切屑的面积，LaAfJ。查表52表52分层式拉刀的容屑系数minKfa被加工材料钢b/MPa铸铁、青铜铅黄铜铜、黄铜、铝、巴氏合金7000.074.53.54.02.03.5因为工件材料为20CrMnMoH，钢材的抗拉强度1175MPa，屈服强度885MPa，所以，由表52，得取容屑系数K=3.55.3.3容屑槽尺寸的确定已知K值，则容屑槽深度h为KLahf13.1（55）得mmh66.3605.350.013.1取h=4mm查表53，选取容屑槽深度h、齿厚g和槽底圆弧半径r太原工业学院毕业设计10表53曲线和直线齿背容屑槽计算尺寸查表53切削齿容屑槽尺寸取h=4mm，g=3.6mm，r=2mm校准齿容屑槽尺寸取Zh=3.2mm，Zg=2.7mm，Zr=1.8mm5.3.4分屑槽的确定拉刀的分屑槽的作用是让切屑断裂分成若干小部分，使得切屑能够弯曲并且留在容屑槽内，从而缓解拉刀在拉削过程中的加工能力，降低切屑对工件加工表面的摩擦，从而保证达到加工工件要求的表面加工质量以及加工精度。所以，在设计渐开线花键拉刀的过程中必须有拉刀分屑槽。对于渐开线花键拉刀，此类拉刀中的分屑槽型式一般为V形，简图为图54：太原工业学院毕业设计11图54V形分屑槽因为，在分屑槽底后角5fa及V形容屑槽的分屑槽角度=60时，分屑槽后角0为032，此时的拉刀刀齿切削性能较好；分屑槽角度=90时，0为123，此时的切削性能好。即分屑槽底后角5fa分屑槽角度分屑槽后角0拉刀刀齿切削性能=600=032较好=900=123好所以，在分屑槽底后角5fa时，分屑槽角度选择为=90。渐开线花键拉刀的分屑槽槽数为)83(0bnk（56）式中0b拉刀切削齿宽度得2612kn渐开线花键拉刀的分屑槽尺寸通过查表54太原工业学院毕业设计12图5V形分屑槽表54花键拉刀分屑槽尺寸（V形）(mm)键宽b1012s1s2.5536cbch0.71.10.4所以，分屑槽宽度cb为0.9mm，分屑槽深度ch为0.4mm。5.4渐开线花键拉刀的几何参数确定5.4.1拉刀前角0的确定拉刀前角0对切屑的形成以及拉刀的使用寿命和拉削力大小有很大的影响。拉刀前角的选择原则是由被加工材料的性质来决定，当工件材料的强度或者硬度较低时，前角可以选择大一些；当工件材料是脆性材料时，选择的前角可以小一些。由已知的设计条件知，工件材料是20CrMnMuH，属于合金结构钢，是一种渗碳钢。则可以根据表55来选择拉刀前角0。太原工业学院毕业设计13表55拉刀切削齿前角查表55取0=Z0=185.4.2拉刀后角0和刃带宽1b的确定拉刀后角的作用是减少拉刀齿的后刀面与被加工工件表面之间的摩擦，拉刀后角的选择原则是由设计的拉刀类型和被加工工件的精度来决定。表56拉刀后角0和刃带宽1b查表56取0=10032，Z0=03011b=0.050.15mm，Zb1=0.3mm太原工业学院毕业设计145.5渐开线花键拉刀的组成结构尺寸确定5.5.1柄部尺寸的确定由于拉刀的柄部结构和尺寸在设计过程中以及生产制造中，它的结构型式等已经处于标准规格，所以，在选用拉刀柄部尺寸时可以参照标准规格来选取，它的柄部尺寸可以选择略小于预制孔的直径值。按GB3832.883，查表57表57拉刀圆柱形柄部结构及尺寸查表57取柄头直径1D为025.0064.040mm，1D为39.5mm太原工业学院毕业设计15卡爪槽直径2D为0250.030mm1L=25mm，2L=32mm，3L=110mm，c=5mm5.5.2颈部尺寸的确定拉刀的颈部长度和拉床的型号有关，在颈部的直径设计过程中设计的颈部直径可以与柄部直径相同或者略小于柄部直径。图55拉刀颈部长度0l计算图由已知设计条件知，所选拉床是卧式拉床，型号是L6140，此种拉床它的床壁厚度H是100mm，它的花盘厚度1H是50mm，卡盘与床壁之间的间隙cl是15mm。则拉床L6140的过渡锥长度取为20mm，颈部尺寸mmHHlLLLlc2185010015253211012130所以，颈部尺寸0l取为220mm。5.5.3前导部尺寸的确定渐开线花键拉刀的前导部是起到了支承和导向的作用，让拉刀在进入工件孔内能够定位准确，并且可以查看拉前孔径是否合适，避免拉刀的刀齿因为负荷过重而使得拉刀破坏。拉刀的前导部可以通过计算来获得设计所需要的尺寸。渐开线花键拉刀的前导部简图如图56：太原工业学院毕业设计16图56拉刀前导部因此，渐开线花键拉刀前导部的尺寸计算为：（1）3D为前一根拉刀的校正齿直径Zd,偏差为f7（2）3l为拉削长度L，即Ll3。由此可知050.0085.034.904Dmm603lmm5.5.4后导部尺寸的确定渐开线花键拉刀的后导部是起到了使拉刀在拉削加工中的最后阶段中拉刀的刀齿在远离加工工件前，使得拉刀与工件之间的距离至少达到安全距离，从而使得拉刀平稳而且平衡。渐开线花键拉刀的后导部简图如图57：图57拉刀后导部因此，渐开线花键拉刀的后导部尺寸计算为：（1）4D等于渐开线花键拉刀小径的最小尺寸，偏差按f7（2）Ll)7.05.0(4（L为工件长度）（57）由此可知050.0085.0415.45Dmm504lmm太原工业学院毕业设计175.5.5后柄尺寸的确定渐开线花键拉刀的后柄是起到了在拉刀每次拉削后，从最后行程运动到拉削前的开始位置。从而在拉刀最后进行圆柱形后柄的设计。渐开线花键拉刀的后柄简图如图58：图58拉刀后柄由于渐开线花键拉刀的后柄尺寸一般与前柄柄部尺寸相同，因此后柄尺寸为1D=025.0064.040mm2D=0250.030mm1L=25mm，2L=32mm，3L=110mm，c=5mm5.5.6基圆直径的确定由公式（58）可以计算出基圆直径bdDbddcos（58)式中d分度圆直径（mm），d=47.5mmD标准压力角，D=30得bd=47.5cos30=41.136mm5.5.7拉刀分度圆弧齿厚的确定渐开线花键拉刀的分度圆弧齿厚是一个重要的设计参数。由公式（59）可以计算出拉刀分度圆弧齿厚0s3max0EEs（59）太原工业学院毕业设计18式中E内花键分圆弧齿槽宽，maxE=4.081mm，minE=4.047mm得07.43047.4-081.4081.40smm5.5.8拉刀花键齿的第一齿的齿顶宽的确定渐开线花键拉刀的花键齿的第一齿的齿顶宽是一个重要的设计参数。由公式（510）可以计算出拉刀的花键齿的第一齿的齿顶宽1s)(1011invinvdsDsD（510）式中0s拉刀分度圆弧齿厚（mm）D标准压力角得1D=45.15mm0s=4.07mmd=47.5mmD=300.916174.90441.136Dcos1b1d1=23.62852902.0tan111inv053751.0tanDDDinv则5.125)52902.0053751.05.4707.4(4.9041smm5.5.9渐开线花键拉刀齿形尺寸的确定（1）校准齿直径zD的确定拉刀的校准齿所起的作用极大，在拉削过程中起到了校准和修磨的作用，而且校准齿不具有齿升量。在校准齿的齿数选择过程中，要考虑到拉刀的使用寿命和被加工孔的精度等要求，在一般情况下，校准齿的齿数要求在47个。由公式（511）可以确定校准齿的直径zDmaxeizDD（511）式中maxeiD渐开线內花键大径的最大尺寸孔直径变形量，在一般设计中取=030.00mm太原工业学院毕业设计19得zD=030.0030.028.50mm（2）第1个花键切削齿直径1d的确定由公式（512）可以确定第1个花键切削齿直径1dmin01Dd（512）式中min0D拉前孔径的最小尺寸得90.441dmm（3）花键齿的周节的确定由公式（513）可以确定花键齿的周节pmp（513）得7.853982.5p（4）减少拉刀花键齿齿侧面与工件间加工表面摩擦减少拉刀花键齿齿侧面与工件间加工表面摩擦的原因是，要保证加工表面质量，所以，采用拉刀后顶尖抬高的方法。抬高拉刀后顶尖的意义在于获取侧刃副偏角，首先渐开线花键拉刀的刀齿齿距要相同，否则会有误差。所以在计算拉刀后顶尖抬高量时，要将分度圆处的齿形当作直线，齿形角为D，那么拉刀齿形的分度圆齿形角为-D。拉刀抬高量计算简图如图59：太原工业学院毕业设计20图59拉刀抬高量计算简图渐开线花键拉刀的每齿抬高量zh为：sinzhmm（514）sin)()sin(fDrr（515）)sinarcsin(fDarr（516）-D（517）z90（518）式中r渐开线花键拉刀内花键分度圆半径，r=23.75mm、中间值渐开线花键拉刀的后顶尖抬高量计算公式为：zhpLh0（519）所以，由已知可得：太原工业学院毕业设计21r=23.75mm，z=19，30D，p=12，mmL12500一般取2则，通过运用以上公式计算可得，4.73684，32.73684，27.931，mm0.001842所以，拉刀的每齿抬高量zh为：0.003403mmzh拉刀的后顶尖抬高量h为：h=0.352mm5.6渐开线花键拉刀的强度校验渐开线花键拉刀拉削时，尽管每个拉刀刀齿的切削厚度很小，但是同时参加拉削工作的拉刀切削齿很多，使得拉削长度也很长，因此，在拉削过程中所需要的拉削力也很大。渐开线花键拉刀的最大切削力maxF用公式（520）计算ebnZFFmax（520）式中F拉刀单位长度切削刃上的拉削力（mmN/）；b键宽（mm），b=1s；n花键数；eZ最大同时工作齿数。由于工件材料是20CrMnMoH，是中淬透性合金渗碳体，属于合金结构钢，20CrMnMoH渗碳钢的硬度217HBS，而且，单位长度切削刃上的拉削力F也与齿升量fa有关。所以，可以通过查表648来获取拉刀单位长度切削刃上的拉削力F。拉削过程中的拉刀同时工作齿数与齿距和拉削长度有关，设计时必须要考虑拉削长度、齿距以及拉削力和容屑空间等因素，才能使得拉削过程更加平稳，能够得到更好的拉削表面质量。所以，在设计工作齿数时可以通过查表58来获取拉刀的最大同时工作齿数eZ。太原工业学院毕业设计22表58拉刀单位长度切削刃上的拉削力F齿升量fa/mm工件材料及硬度碳钢合金钢197HBS197229HBS229HBS197HBS197229HBS229HBS0.030.040.050.06123143167177136158181195161187216232157184207238169198222255186218245282表59L、p、Ze数值表则，通过查表58、表59，得F=198mmN/eZ=6由已知，得b=1s=5.125mmn=z=19由此可以计算出渐开线花键拉刀的最大切削力maxFNbnZFFe568211619125.5198max由于选用的拉床型号是L6140，这种拉床的最大拉力是400000N，因此，由于maxF80大径D的倍数34D33D32D31D160017001800小径d的倍数41d41d40d38d由已知得mmL251，mmL322，mm0220l，mml603，mml504mml6965812切，mmlz4559,mm1103L则，由公式（525）计算得拉刀长度238mm111045696506002232250L所以，拉刀长度取为250mm10L。太原工业学院毕业设计316渐开线花键拉刀的技术要求6.1拉刀主要技术要求渐开线花键拉刀的技术条件的标准是：GB510285，拉刀的技术要求归纳如下表61拉刀主要部分的表面粗糙度）（m刀齿前刀面和后刀面花键拉刀zR1.63.2刃带表面zR1.6后导部表面aR0.4颈部表面aR1.6前导部表面aR0.4柄部表面aR0.63过渡锥表面aR0.8中心孔表面zR3.2容屑槽表面aR1.50.8渐开线齿型表面zR3.2表62拉刀外径在全长上的圆跳动公差（mm）拉刀长度与直径比值152525圆跳动公差（同一方向）0.030.040.06由表6110得拉刀外径在全厂上的圆跳动公差为0.04mm。表63拉刀粗切齿外圆直径公差（mm）齿升量fa粗切齿直径偏差相邻两齿直径公差0.030.050.050.060.060.0100.0150.0200.0250.0100.0150.0200.025由表63得渐开线花键拉刀的粗切齿直径偏差为0.015mm，相邻两齿直径公差为0.015mm。太原工业学院毕业设计32表64花键拉刀校准齿和精切齿外径公差（mm）內花键大径基本尺寸花键校准齿及与其尺寸相同的精切齿外圆直径的极限偏差其余精切齿外圆直径的极限偏差14303282881250015.00018.00020.00015.0由表64得渐开线花键拉刀的花键校准齿及与其尺寸相同的精切齿外圆直径的极限偏差为0018.0mm，其余精切齿外圆直径的极限偏差为0015.0mm。表65渐开线花键拉刀键齿周节累积公差（mm）分度圆直径键齿数周节累积公差內花键齿槽公差带4H5H6H7H1018240.0150.0200.025240.0220.0301830240.0120.018240.0210.0250.0353050240.015240.0250.0300.0405080240.018240.0210.0300.0350.04580240.050240.0250.0350.040由表65得渐开线花键拉刀键齿周节累积公差为0.025mm。太原工业学院毕业设计33表66渐开线花键拉刀齿形公差标准齿形角30D时（mm）模数齿形公差內花键齿槽公差带4H5H6H7H11.250.0120.0150.0201.520.0150.0200.0252.53.50.0100.030450.0120.0200.0250.035由表66得渐开线花键拉刀齿形公差为0.015mm。表67渐开线花键拉刀测量值RM的公差标准齿形角30D时（mm）模数测量值RM的公差內花键齿槽公差带4H5H6H7H11.250020.00030.00035.01.520025.00035.00040.02.53.50015.00030.00040.00045.0450020.00035.00045.00050.0由表67得渐开线花键拉刀测量值RM的公差为0030.0mm。表68拉刀前角、后角、刃带宽和槽深公差前角0后角刃带宽/mm槽深0gz0.10.30.40.60.71.0031+1+0303+0.1+0.15+0.2+10太原工业学院毕业设计346.2其它公差项目（1）拉刀齿形在轴向不能有正向锥度，但是可以有倒锥度，其大小不能超过规定的测量值RM的公差值。（2）拉刀花键齿对刀体轴线的对称度公差为0.015mm。（3）拉刀的齿形是渐开线齿形，螺旋度公差不能超过（0.0150.025）mm。（4）拉刀材料一般为W18Cr4V或同性能的高速工具钢。（5）热处理硬度在以下范围内：刀齿和后导部6366HRC前导部6066HRC柄部4558HRC（6）拉刀总长度公差拉刀总长度大于1000mm，取5mm；拉刀总长度小于或等于1000mm，取3mm。太原工业学院毕业设计357渐开线花键拉刀的工艺过程表71工艺过程流程图太原工业学院毕业设计36注：渐开线花键拉刀的具体工艺规程见工艺卡片。太原工业学院毕业设计37结论在毕业设计即将结束之际，回顾本次的毕业设计，让我获益良多。通过这次对渐开线花键拉刀的设计，让我能够更好的掌握理论知识与生产实际相结合的道理，使我有了解决实际问题的能力，并且充分认识到独立思考的重要性，同时也提高了我对查阅文献资料及机械制图的能力，以及对办公软件的熟练使用。而且通过毕业设计，让我对设计的整体结构有了一定的把握，学会了如何去对设计布局、设计细节的处理，提高了我的设计经验，达到了进行毕业设计的目标。在设计过程中，尽管设计的拉刀内容较多，设计过程也较复杂，但是对我来说收获很大。渐开线花键拉刀的参数繁多，尺寸要求也很严格，以及拉刀的工艺编制也相对很难，同时需要运用制图软件对渐开线花键拉刀进行绘图，让我在设计的进行中不断完善自身对知识的运用和对制图软件的掌握。在与指导老师的交流中也让我学习到如何设计渐开线花键拉刀才能更好的达到毕业设计的要求并且自己所设计的刀具更好的符合生产实际中的要求，使我在设计过程中对机械行业有了进一步的认识，同时对自身学到的知识在未来的工作中使用有了新的认识。此次的毕业设计对我们在毕业以后的工作中有很大的帮助，我们在工作中难免会遇到在毕业设计过程中类似的问题，那么我们就有了这类问题的解决办法。在这紧张的毕业设计时间内，通过此次的设计让我在以后的工作中有了一定的信心，也让我认识到随时学习的重要性。太原工业学院毕业设计38参考文献1GB/T5102-2004，渐开线花键拉刀.技术条件S2GB3832.3-2008,拉刀圆柱形后柄.型式和基本尺寸S3GB3832.2-2008,拉刀圆柱形前柄.型式和基本尺寸S4袁哲俊，刘华明.刀具设计手册M.北京：机械工业出版社，1999年6月：527-668.5楼希翱,薄化川.拉刀设计与使用M.北京：机械工业出版社，1990年10月.6林祖强.简述渐开线花键拉刀的设计J.中国科技信息，2007，（4）：71-72.7秦秉常.渐开线花键拉刀的制造J.机床与工具，1955，（18）：21-26.8刘美华，张秀娟.互换性与测量技术M.武汉：华中科技大学出版社，2013年2月：32-142.9韩荣第，袭建军，王辉.金属切削原理与刀具M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013年6月：215-229.10文九巴.机械工程材料M.北京：机械工业出版社，2009年7月：172-175.11王先逵.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2013年1月：25-65.12薛青萍.抬高后顶尖磨制渐开线花键拉刀的齿形修正J.机械管理开发，2006，（4）：1-2.太原工业学院毕业设计39致谢不知不觉大学四年的时间已经接近尾声，在这学期的毕业设计即将结束之际，回顾在毕业设计这段时间内的生活，感觉非常充实，很踏实。也让我感觉临近毕业之际，我的四年大学生活比较丰富，没有留下遗憾。本次的毕业设计是在指导老师原宏老师的细心教导下完成的。从刚开始的论文开题报告、设计的资料准备、设计方案的确定，直到设计的进行以及完成工作，都离不开指导老师袁老师的耐心教导，在设计的这段时间内，原老师那严谨的态度、渊博的知识给我留下了很深的印象，老师对我们的细心教导以及对我们在以后的生活工作中给予了很多的忠告和建议，在此次毕业论文结束之时，让我向原老师致以深深的感谢和敬意。同时，我还要感谢我同宿舍的室友，是他们在我进行设计过程中遇到卡壳的是时候，帮助我解决问题，并且给了我一个安静温馨的环境。其次，我要感谢与我同样设计拉刀的同学们，因为当我们在设计过程中遇到某些问题时，我们可以一起进行讨论，一起进行参考文献的查阅，就资料上的内容进行讨论，从而找出可以帮助我们解决设计方面的问题，使得我们能够顺利的完成毕业设计，也使得我们培养了团队合作的能力，也从中认识到在以后的工作中合作的重要性。因此，在此我郑重地向他们道一声谢谢。最后，感谢太原工业学院对我们的培养，让我们学到了很多知识，也认识了很多对我们以后的人生有帮助的人，使我对在未来的工作中充满了信心与期待。同时我还要感谢我的父母，感谢他们对我的支持和付出，让我的未来能够飞的更高更远。1太原工业学院机械加工工艺过程卡片产品编号JKHLD032页号1产品名称渐开线花键拉刀共3页第1页刃部材料牌号W6Mo5Cr4V2柄部材料牌号W6Mo5Cr4V2毛坯种类产品规格工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1切料、校直备料锯床螺旋校直机、盒尺2去应力退火备料3车端面打中心孔拉刀车床中心架、三爪卡盘、钻卡头、钻卡头接杆4车外圆及卡环槽粗车各部外圆、卡环槽、倒角拉刀车床柄部样板、顶尖、鸡心卡头、百分表架5车切削齿锥度车切削齿锥度拉刀车床游标卡尺、顶尖、鸡心卡头、百分表架6车容屑槽车花键切削齿、容屑槽拉刀车床抗弯卡具、沟形样板、卡尺、百分表架7校直拉刀螺旋压力机百分表架、V形楔块8荒磨外圆磨前导部、切削齿、校准齿拉刀外圆磨床环形卡锥、支架、顶尖9铣花键通铣花键、铣切削齿部花键拉刀铣床铣刀、铣刀杆、铣花键支架、千分尺、卡尺10磨底径拉刀分屑槽磨床底径千分尺、卡尺、百分表架、砂轮11热处理热处理12研磨中心孔拉刀中心孔研磨机研孔顶尖、卡尺、万能角度尺、顶尖13磨支承拉刀拉刀磨床百分表架、金刚石、砂轮14粗磨前刃面，磨容屑沟底拉刀拉刀磨床环形卡簧、拉刀磨支板、支架、百分表架15校直拉刀校直压力机校直平台、手锤、扁剁、簧摆检查具编制日期审核日期标准审查日期会签日期标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2太原工业学院机械加工工艺过程卡片产品编号JKHLD032页号2产品名称渐开线花键拉刀共3页第2页刃部材料牌号W6Mo5Cr4V2柄部材料牌号W6Mo5Cr4V2毛坯种类产品规格工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件16磨支承拉刀拉刀磨床百分表架、金刚石、砂轮17粗磨外圆磨前后导、前后柄部，颈部和各