圆体成形车刀,矩形花键拉刀课程设计

圆体成形车刀设计11前言成形车刀又称为样板刀,它是加工回转体成形表面的专用刀具,它的切削刃形状是根据工件廓形设计的成型车刀主要用于大量生产,在半自动或自动车床上加工内,外回转体的成型表面成型车刀的种类很多,按照刀具本身的结构和形状分为平体成形车刀,棱体成形车刀和圆体成形车刀三种它的优点和缺点稳定的加工质量,生产率较高,刀具的可重磨次数多,使用期限长,但是它的设计,计算和制造比较麻烦,制造成本高目前多在纺织机械厂,汽车厂,拖拉机厂,轴承厂等工厂中使用12设计要求被加工零件如图1所示，工件材料为硬铝LY11；硬度HBS100；强度B420MPA。328F7A016键均布DA图24A16图254R08X501386其余2531图1按照要求完成一把成型车刀，并且能够用该刀具加工出图示的工件。13选取刀具材料工件材料为硬铝；硬度HBS100；强度B420MPA。选取刀具材料V18W4RC14选择前角及后角由表（24）金属切削刀具设计简明手册得30，25。FF15刀具廓形及附加刀刃计算根据设计要求取20。RA3MM，B2MM，C5MM，D05MM如图（2）所示以00线（过910段切削刃）为基准，计算出112各点处的计算半径R。（注为了避免尺寸偏差值对计算准确性的影响，故常采用计算尺寸计算长度和计算角度来计算）基本半径JXR2半径公差9MM12MRJ97541043；J82527；625401675JRM；8J；910J；275041JJJRRTG以上各个半径就是标注点的相对00线的半径长度，半径是进行刀具切削JXR的各个点的设计绘制的。再以1，2点为基准点，计算长度JXL2公公JXL；345JM；0114752JM；6L；J5；048716计算切削刃的总长度MDCBACL58由于刀具的一部分是辅助用的加工部分，则可以对刀具的外部半径进行圆整，最后考虑到加工刀具的精度问题取为58MM则CL5MININ278156316JCRD所以，需在工件非切削部分增设辅助支承滚动托架，以增加工艺系统刚性。17确定结构尺寸为了达到加工结构的优化和合理的加工工艺，应使（见表23）DMEAR2AX00D由表（23）查得金属切削刀具设计简明手册C1312车床（刀具结构为C型）；5201选用毛坯直径为28MM,则MAX71486JMR代入上试，可得；03DERA最终取M6MM18用计算法求原体成形车刀廓形上的各个点所在圆半径XR181计算廓形上的各个点所在圆半径计算过程如表（11）金属切削刀具设计简明手册所示表（11）0SIN26SIN3052130CFHMROCO49FB廓形组成点JXFXCXBXR（精度为0001）（精度为001）9，10作0点7300149152624268261732011，29282231268922479724268247970529013，49975054328116361372426805，77788267090140152549312250016126751036128796782304112270018825941171374512534511170111，1250413724317340827466319801备注以上各个值的计算公式为，SINARC0FJXFX；0JXJFXFCOSSRCB；AGXCBHXCHSINR1XR标注廓形径向尺寸时，应该选公差要求最严的34段廓形为尺寸标准基准，其它各点用廓形深度见表（11）。182根据表（11）可确定各个点廓形深度的公差P19最小后角的校验由于711段切削刃与进给方向的夹角最小，所以这段切削刃上后角最小。则有11SIN20FOARCTGTER2362所以后角校验合格。110车刀廓形宽度即为相应工件廓形的计算长度XLJXL其数值及公差按表（25）确定各个值分别为3402JM；1750L5J；6；7482J810ML111绘制刀具的加工工作图和样板工作图根据以上得到的结果，按照数据进行刀具图的绘制，绘制图一张。根据相关的2A要求制定粗糙度等等的标注。（详细说明见图纸）矩形花键拉刀的设计21选定刀具类型和材料的依据1选择刀具类型采用的刀具类型不同将对加工生产率和精度有重要影响。总结更多的高生产率刀具可以看出，增加刀具同时参加切削的刀刃长度能有效的提高其生产效率。例如，用花键拉刀加工花键孔时，同时参加切削的刀刃长度LBNZI，其中B为键宽，N为键数，ZI为在拉削长度内同时参加切削的齿数。若用插刀同时参加切削的刀刃长度比插刀大得多，因而生产率也高得多。2正确选择刀具材料刀具材料选择得是否恰当对刀具的生产率有重要的影响。因为硬质合金比高速钢及其他工具钢生产率高得多，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还有许多缺陷，如脆性大，极难加工等，使他在许多刀具上应用还很困难，因而，目前许多复杂刀具还主要应用高速钢制造。拉刀结构复杂，造价昂贵，因此要求采用耐磨的刀具材料，以提高其耐用度；考虑到还应有良好的工艺性能，根据刀具课程设计指导书表29，选择高速工具钢，其应用范围用于各种刀具，特别是形状较复杂的刀具。22刀具结构参数及各部分功用1拉刀的结构图1表1代号名称功用1柄部夹持拉刀，传递动力2颈部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。3过度锥颈部到前导部的过渡部分，使拉刀容易进入工件孔中。4前导部起引导拉刀切削部进入工件的作用，5切削部担负切削工作，包括粗切齿、过渡齿及精切齿。6校准部起刮光、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。7后导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。8尾部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切削方式采用分层拉削方式中的同廓式拉削方式3拉削余量对于花键孔ADEDO4拉刀刀齿结构表2名称功用前刀面切削流出的表面后刀面最终形成已加工表面的面副后刀面刀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，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主切削刃是前后刀面的交线副切削刃是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可以是直线或圆弧，它有助于减缓刀尖的磨损刀尖主副切削刃的相交点容屑槽其形状必须有利于切屑卷曲，并能宽敞地容纳切屑分屑槽减小切削宽度，降低切削卷曲阻力，便于切削容纳在容屑槽内，从而改善拉削状况棱刀齿后刀面与齿背的交线齿背容屑槽中靠近后刀面的部分23拉刀几何参数的选择和设计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D34H10MM,小径D28H7MM,键槽宽01021B7H9MM,键数N6,倒角高度C05MM,拉削长度L30MM,工件材料为硬铝LY11,硬度为036HBS100,B420MPA。查表后，由花键拉刀的长度确定选用拉床L6110。1选择拉刀材料V18W4RC2拟订拉削余量切除顺序和拉削方式拉削余量切除顺序为倒角键测与大径小径，拉刀切削齿的顺序是倒角齿花键齿圆形齿。实际采用分层拉削渐成式。后面用D、H和Y表示角齿、花键齿和圆形齿；用C、G、J和X表示粗切、过度、精切和校准齿；用W和M表示工件预制孔和拉削孔。3选择切削齿几何参数前脚，精切齿与校准齿倒棱前脚021O02后脚粗切齿23010100AB精确齿2300151校准齿130020A4确定校准齿直径倒角齿不设校准齿查表416得，花键齿、圆形齿的扩张量分别为10UM、0UM，则花键齿校准齿和圆形齿校准齿直径为3410001034990MM；HXD28021028021MM；Y5计算倒角齿参数查表429知倒角的工艺角度为30。按表429计算如下图2矩形花键拉刀倒角齿计算图SIN2FTG/7205TG30/28021027041MINBMAXYDARCSIN027041571M1/2SIN1/228SIN301571003MMMAXYD1CTG2M/SINCTG21003/7SIN30CTG3039994BINARCCTG399941404/SIN2885MMBDMINB03062930MM26计算切削余量；按表41计算圆形拉削余量为1MM，预制孔径为27MM，实际拉削余量28021271021MMYA倒角余量293027230MMD花键余量34990293001579MMH7选择齿升量；查表44选择为倒角齿槽拉刀、键槽拉刀栏065FDMA花键齿0050MM（矩形花键拉刀栏）FH圆形齿（圆拉刀栏）FY8设计容屑槽齿距计算查表47P121512158MML30GP0608P6MMJPX选择容屑槽查表48采用曲线槽，粗切齿用深槽，H3MM,精切齿用基本槽校验容屑条件查表49得容屑系数K3。倒角齿齿升量大时，应校验之，应使满足式H113FKAL113113273F3065因H3,所以满足条件，校验合格校验同时工作齿数查表47得L/P30/838所以3314，满足38的校验条件MINEZAXEEZ9花键齿截形设计花键齿键宽按下列式子计算HBMAXAXBINH式中，为花键键槽宽最大极限尺寸；为拉削扩张量（查表得0005MM）；MAXBBB为拉刀键齿制造公差带宽，为保证键齿耐用度高，应在制造范围内取最小值，这里取BB0010MM。则703600057031MMMAXHB703100107021MMIN拉刀键齿侧面应制出0的修光刃F，其下应磨出侧隙角130。工厂常在齿高为RK125MM及以下的刀齿上磨侧隙。10确定分屑槽参数除校准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（表413）。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。11选择拉刀前柄按表417选择型A无周向定位面的圆柱形前柄，公称尺寸25MM1D卡爪底径19MM212校验拉刀强度通过计算分析，确认倒角齿拉削力最大，因而应计算拉刀倒角齿拉削力（表420、421和422）Z2F67031205MM48186MMWAMAXHB18348186511511510915248KNMAXFZ01234K3拉刀最小截面积在卡槽底颈处，则拉应力4）0185GPAXMINAX/AF219表425，拉刀强度校验合格13确定拉刀齿数及每齿直径1）倒角齿齿数23017695DCFZA取18DC2）花键齿齿数初拟花键过渡齿与精切齿的齿升量为004，003，002，001，0005MM,逐步递减，共切除余量A021MM。花键粗切齿齿数57902115682HCFAZA取57齿，多切去了的余量，应减去001MM的齿升量。0M因此，减去一个精切齿并将齿升量调整为004，003，0015，001MM。后2齿齿升量，为精切齿，前2齿则为过渡齿。12FHA3）圆形齿齿数初拟方案与花键齿相同，即拟切去A余量，计算圆形粗切齿齿数为81YCFAZ取8齿，少切了的余量，需增加一个精切齿，052015M其齿升量为00055MM。因此，将齿升量调整为004，003，002，001，00075，0003这样，圆形齿段具有粗切齿8个，过渡齿2个，精切齿4个。4）校准部齿数圆形齿和花键齿校准齿齿数查表414，得花键校准齿齿数4HXZ圆形校准齿齿数7Y5）各齿直径基本尺寸见表441。14拉刀齿部长度参照图42。倒角齿段长度81652DML花键齿段长度9H圆形齿窜长度04Y拉刀齿部长度DYHLL齿15设计拉刀其他部分按表417，419，423计算前柄190LM021538FM颈部根据，选拉床L6110。查表得AX5248KNF603SAMB236185SLBAL1D过渡锥3前导部40LM024MIN417WDF前柄伸入夹头长度158L前柄端部至第1刀齿的距离4635SLLBAM后导部720027MIN417DF后柄8L02859F16拉刀总长及其校验178839LLL齿根据表426，拉刀长度检验合格。17各齿直径基本尺寸见表3表3矩形花键拉刀齿序表齿型齿号NO直径基本尺寸D（MM）直径尺寸公差（MM）齿型齿号NO直径基本尺寸D（MM）直径尺寸公差（MM）齿型齿号NO直径基本尺寸D（MM）直径尺寸公差（MM）737475763460034700348003488001577783494034970015花键齿798081828334990018123456789101112131415272002733027460275902772027850279802811028240283702850028630287602889029020025倒角齿161718291502924029300015花键齿373839404142434445464748495051525354555657310003110031200313003140031500316003170031800319003200032100322003230032400325003260032700328003290033000015848586878889909127100272002730027400275002760027700278000159227880939427940279800195962800028015花键齿192021222324252627282930313233343536292002930029400295002960029700298002990030000301003020030300304003050030600307003080030900015585960616263646566676869707172331003320033300334003350033600337003380033900340003410034200343003440034500圆形齿979899100101102103104280210924制定技术条件对拉刀工作图技术条件进行补充1）拉刀材料W18CR4V2