非標(biāo)刀具設(shè)計說明書

1、 揚州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(說明書) 課題: 常用復(fù)雜刀具設(shè)計學(xué) 院: 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械制造及自動化 班 級：06機(jī)/電<1>班學(xué) 生：顏曉雷指導(dǎo)老師：周益軍 職稱：副教授完成日期: 2010年5月 目 錄摘要 7前言 8 一、 拉刀的簡介、組成以及拉削方式和特點 101 拉刀的簡介 102 拉刀的組成 103 拉削的方式 114 拉削的特點 11二、 鉸刀的簡介、組成以及分類 131. 鉸刀的簡介132. 鉸刀的組成133. 鉸刀的分類13三、 圓孔拉刀的分析和設(shè)計 151. 圓孔拉刀的簡介 152. 圓孔拉刀設(shè)計內(nèi)容 153. 圓孔拉刀設(shè)計步驟及計算（Q235） 16

2、3.1 設(shè)計已知條件 163.2 拉刀材料的選擇 163.3 拉刀幾何參數(shù)的確定 163.4 確定齒升量、齒距及工作齒數(shù) 163.5 確定容屑槽的形狀及尺寸 163.5.1容屑槽形狀的選擇163.5.2確定容屑系數(shù)173.6設(shè)計分屑槽尺寸 173.7確定拉刀齒數(shù)及計算 173.7.1拉刀齒數(shù)的計算173.7.2計算各刀齒直徑173.7.3確定各個刀齒直徑并制表173.8拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗 183.8.1拉刀強(qiáng)度校驗18 3.8.2拉床拉力校驗183.9拉刀柄部設(shè)計 183.10拉刀前、后導(dǎo)部設(shè)計183.11拉刀其他部分設(shè)計183.12拉刀總長度193.13繪制拉刀工作圖194. 圓孔拉刀設(shè)

3、計步驟及計算（HT200）204.1設(shè)計已知條件204.2拉刀材料的選擇204.3拉刀幾何參數(shù)的確定214.4確定齒升量、齒距及工作齒數(shù)214.5確定容屑槽的形狀及尺寸214.5.1容屑槽形狀的選擇 214.5.2確定容屑系數(shù) 214.6設(shè)計分屑槽尺寸214.7確定拉刀齒數(shù)及計算214.7.1拉刀齒數(shù)的計算 224.7.2計算各刀齒直徑 224.7.3確定各個刀齒直徑并制表 224.8拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗224.8.1拉刀強(qiáng)度校驗 234.8.2拉床拉力校驗 234.9拉刀柄部設(shè)計234.10拉刀前、后導(dǎo)部設(shè)計 234.11拉刀其他部分設(shè)計 234.12拉刀總長度 244.13繪制拉刀工作圖

4、 24本章小結(jié)24四、 矩形花鍵拉刀的分析和設(shè)計 251. 矩形花鍵拉刀簡介252. 矩形花鍵拉刀的設(shè)計內(nèi)容253. 矩形花鍵拉刀設(shè)計步驟及計算（綜合輪切）263.1選擇拉刀材料及熱處理硬度 263.2擬訂拉削余量切除順序和拉削方 263.3選擇切削幾何參數(shù) 273.4確定校準(zhǔn)齒直徑(倒角齒不設(shè)校準(zhǔn)齒) 273.5計算倒角齒參數(shù) 273.6計算拉削余量 283.7選擇齒升量 283.8設(shè)計容屑槽 283.9花鍵齒部分設(shè)計 293.10圓形齒部分設(shè)計 293.11拉刀其他部分計算 313.12校驗拉刀強(qiáng)度 313.13拉刀齒部長度 323.14拉刀總長及其校驗 323.15繪制拉刀工作圖 324

5、. 矩形花鍵拉刀設(shè)計步驟及計算（分層同廓）334.1選擇拉刀材料及熱處理硬度 334.2擬訂拉削余量切除順序和拉削方式 344.3選擇切削幾何參數(shù) 344.4確定校準(zhǔn)齒直徑 （倒角齒不設(shè)校準(zhǔn)齒）344.5計算倒角齒參數(shù) 344.6計算拉削余量 354.7選擇齒升量 354.8設(shè)計容屑槽 354.9花鍵齒部分設(shè)計 364.10圓形齒部分設(shè)計364.11拉刀其他部分計算394.12校驗拉刀強(qiáng)度394.13拉刀齒部長度394.14拉刀總長及其校驗394.15繪制拉刀工作圖40本章小結(jié)40五、 鉸刀的分析和設(shè)計411. 硬質(zhì)合金鉸刀412. 高速鋼鉸刀413. 鉸刀設(shè)計中的擴(kuò)張量和收縮量問題414.

6、硬質(zhì)合金機(jī)用鉸刀設(shè)計414.1鉸刀直徑及公差414.2鉸刀材料和熱處理424.3齒數(shù)Z 424.4槽型參數(shù) 424.5齒槽方向 424.6切削部分設(shè)計 424.7其余參數(shù)查閱金屬切削刀具設(shè)計手冊 424.8繪制鉸刀工作圖 425. 高速鋼手用鉸刀 43本章小結(jié) 43六、 總 結(jié)44致 謝 47參考文獻(xiàn) 48摘要此次非標(biāo)刀具設(shè)計是協(xié)助老師完成刀具課程設(shè)計的開設(shè)。非標(biāo)刀具的設(shè)計主要針對于圓孔拉刀、矩形花鍵拉刀、鉸刀展開。設(shè)計主要針對于一些特殊的加工工件，刀具設(shè)計內(nèi)容主要包括了刀具材料的選取、刀具的熱處理、刀具幾何角度的確定；刀具尺寸的設(shè)計計算、刀具其他參數(shù)的選擇、刀具圖紙的繪制及最終校驗。關(guān)鍵詞：

7、圓孔拉刀 矩形花鍵拉刀 鉸刀 幾何參數(shù)前言大學(xué)四年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們踏入社會之前，通過最后的畢業(yè)設(shè)計來檢查和考驗我們在這幾年中的所學(xué)，同時對于我們自身來說，這次設(shè)計很貼切地把一些實踐性的東西引入到我們的設(shè)計當(dāng)中以及細(xì)化了平時所學(xué)的理論知識。為我們在將來的工作或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過程中奠定了一個堅實的基礎(chǔ)。此次的課題為“非標(biāo)刀具的設(shè)計”,設(shè)計內(nèi)容主要包括了圓孔拉刀，矩形花鍵拉刀以及鉸刀。正確的設(shè)計刀具，不僅可以延長拉刀使用壽命，而且可以提高工件表面質(zhì)量，提高加工效率，降低生產(chǎn)成本。由于在一般的生產(chǎn)中，加工所用的刀具大多是按國家或部門制訂的“刀具標(biāo)準(zhǔn)”設(shè)計制造的標(biāo)準(zhǔn)刀具，較為常用，且需求量大；非標(biāo)

8、準(zhǔn)刀具則是根據(jù)工件與具體加工條件的特殊要求來設(shè)計，制造的，以來完成加工要求“工欲善其事，必先利其器”，因此研究和改進(jìn)刀具的設(shè)計、制造和使用，提高切削加工效率，對整個機(jī)械制造工業(yè)有著重要的現(xiàn)實意義。 隨著我國社會的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)實力的增強(qiáng)，在全國各地建立了一系列工具廠、量具刃具廠和工具車間；制訂了我國工具專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；為全國機(jī)械制造工業(yè)提供了大量的高效、精密刀具，使我國各種刀具基本上做到了自給。與此同時，又在全國各地多次推廣先進(jìn)刀具，對生產(chǎn)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。本次設(shè)計主要圍繞兩個問題展開：1.刀具的選擇和使用；2.刀具的設(shè)計。了解刀具的類型、結(jié)構(gòu)特點與運用范圍，學(xué)習(xí)拉刀、鉸刀兩種典型刀具，掌握其設(shè)計方

9、法，并按照要求完成設(shè)計內(nèi)容。由于本人水平有限,設(shè)計編寫時間也比較倉促,在設(shè)計的過程中會遇到一些技術(shù)和專業(yè)知識方面的問題，再加上我對所學(xué)知識的掌握程度，所以設(shè)計中會有一些不盡如人意的地方以及錯誤, 為了提高今后設(shè)計的質(zhì)量，希望在考核和答辯的過程中得到各位指導(dǎo)老師的諒解與批評指正。 一、拉刀的簡介、組成以及拉削方式和特點1. 拉刀的簡介拉刀broach 用于拉削的成形刀具。刀具表面上有多排刀齒，拉削時，利用拉刀上刀齒尺寸的變化來切除加工余量，拉削精度可達(dá)到IT8IT7，表面粗糙度3.20.5m。拉刀常用于成批和大量生產(chǎn)中加工圓孔、花鍵孔、鍵槽、平面和成形表面等。拉刀常用高速鋼整體制造，也

10、可做成組合式。硬質(zhì)合金拉刀一般為組合式，因生產(chǎn)率高、壽命長，在汽車工業(yè)中常用于加工缸體和軸承蓋等零件，但硬質(zhì)合金拉刀制造困難。2. 拉刀的組成拉刀的種類雖多，但結(jié)構(gòu)組成都類似。以圓孔拉刀為例：見圖1圖1圓孔拉刀由頭部、頸部、過渡錐部、前導(dǎo)部、切削部、校準(zhǔn)部、后導(dǎo)部及尾部組成，其各部分功用如下： 頭部拉刀的夾持部分，用于傳遞拉力； 頸部頭部與過渡錐部之間的連接部分，并便于頭部穿過拉床擋壁，也是打標(biāo)記的地方； 過渡錐部使拉刀前導(dǎo)部易于進(jìn)入工件孔中，起對準(zhǔn)中心作用；前導(dǎo)部起引導(dǎo)作用，防止拉刀進(jìn)入工件孔后發(fā)生歪斜，并可檢查拉前孔徑是否符合要求； 切削部擔(dān)負(fù)切削工作，切除工件上所有余量，由粗切齒、過渡齒

11、與精切齒三部分組成； 校準(zhǔn)部切削很少，只切去工件彈性恢復(fù)量，起提高工件加工精度和表面質(zhì)量的作用，也作為精切齒的后備齒；后導(dǎo)部用于保證拉刀工作即將結(jié)束而離開工件時的正確位置， 防止工件下垂而損壞已加工表面與刀齒；尾部只有當(dāng)拉刀又長又重時才需要，用于支撐拉刀、防止拉刀下垂。3. 拉削的方式拉削方式通常分為分層拉削和分塊拉削兩類。前者又分成形式和漸成式；后者又分輪切式和綜合輪切式。成形式拉刀各刀齒的廓形均與被加工表面的最終形狀相似;漸成式拉刀的刀齒形狀與工件形狀不同,工件的形狀是由各刀齒依次切削后逐漸形成。輪切式拉刀由多組刀齒組成，每組有幾個直徑相同的刀齒分別切去一層金屬中的一段，各組刀齒輪換切去各

12、層金屬。綜合輪切式拉刀的粗切齒采用輪切式，精切齒采用成形式。輪切式拉刀切削厚度較分層拉削的拉刀大得多，具有較高的生產(chǎn)率，但制造較難。4. 拉削的特點1. 拉削時只有主運動，拉床結(jié)構(gòu)簡單操作方便。2. 拉削速度較低，一般為 ，拉削平穩(wěn)，且切削厚度很薄，因此拉刀精度可達(dá)到 ，表面粗糙度達(dá) 。3. 同時工作的刀齒多，切削刃長，一次行程完成粗、精加工，生產(chǎn)效率高。4. 每一刀齒在工作過程中只切削一次，刀齒磨損慢，刀具耐用度高，壽命長。5. 加工范圍廣，可拉削各種形狀的通孔和外表面，但拉刀設(shè)計、制造復(fù)雜，價格昂貴，較適于大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。二、 鉸刀的簡介、組成以及分類1. 鉸刀簡介鉸刀 reamer 鉸

13、刀具有一個或者多個刀齒，用于鉸削工件上已鉆削（或擴(kuò)孔）加工后的孔，主要是為了提高孔的加工精度，降低其表面的粗糙度，是用于孔的精加工和半精加工的刀具，加工余量一般很小，經(jīng)過鉸刀加工后的孔可以獲得精確的尺寸和形狀。2. 鉸刀的組成，見圖2圖2由鉸刀的結(jié)構(gòu)可知：它主要由切削部、校準(zhǔn)部（包括倒錐部）、頸部、柄部（包括方尾和扁尾）。復(fù)合鉸刀還有導(dǎo)向部。3. 鉸刀的分類按使用情況來看有手用鉸刀和機(jī)用鉸刀，機(jī)用鉸刀又可分為直柄鉸刀和錐柄鉸刀。手用的則是直柄型的。我們較常用的一些標(biāo)準(zhǔn)有GBT1131手用鉸刀，GBT1132直柄機(jī)用鉸刀，GBT1139直柄莫氏圓錐鉸刀等等。 手用鉸刀一般材質(zhì)為合金工具鋼（9Si

14、Cr），機(jī)用鉸刀材料為高速鋼（HSS）。見下圖圖3和圖4圖3 高速鋼錐柄機(jī)用鉸刀結(jié)構(gòu)圖4 硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀三、圓孔拉刀的分析和設(shè)計1. 圓孔拉刀的簡介圓孔拉刀一般用來加工R6.3R1.6粗糙度、24級精度的孔。如果在拉刀校準(zhǔn)齒后裝擠壓環(huán)或布置幾個擠壓刀齒，則拉削表面粗糙度可提高到R0.8R0.4。圓孔拉刀可設(shè)計成普通拉削方式（同廓式）、輪切式（組切式）和綜合輪切式的結(jié)構(gòu)。2. 圓孔拉刀設(shè)計內(nèi)容此次設(shè)計的圓孔拉刀采用同廓拉削方式。拉刀刀齒由切削齒及校準(zhǔn)齒組成。切削齒包括粗切齒及精切齒，逐齒具有齒升量，并采用窄分屑槽分屑。最后一、二精切齒上不開分屑槽。a. 拉刀的齒升量，可根據(jù)拉刀類型及被加工

15、材料選取；b. 根據(jù)拉削長度L選出齒距p及同時工作齒數(shù)z后，查閱容屑槽尺寸。同廓式拉刀多采用直線齒背，所選容屑槽深度h，應(yīng)小于拉刀剛度所允許的最大槽深；c. 選出齒升量及容屑槽深后，應(yīng)進(jìn)行容屑條件校核；d. 校驗拉刀強(qiáng)度和機(jī)床拉力；e. 齒升量及p確定后，就可算出粗切齒部分的齒數(shù)和長度；f. 精切齒一般取25個，齒升量逐齒遞減；g. 拉刀校準(zhǔn)齒齒數(shù)按表選??；h. 計算拉刀總長及繪制拉刀工作圖。3. 圓孔拉刀設(shè)計步驟及計算（Q235）3.1設(shè)計已知條件1) 拉孔直徑：D=60 精度IT72) 預(yù)制孔直徑：d=593) 拉削長度：L=50mm4) 拉削方式：分層同廓5) 工件材料：Q235 130

16、180HB6) 拉床型號：L61203.2拉刀材料的選擇 拉刀切削部選用W6Mo5Cr4V高速鋼，柄部40 Cr，熱處理硬度見圖技術(shù)條件。3.3拉刀幾何參數(shù)的確定按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-7,1.1-8查得，前角=18°，后角=2°30（切削齒），=1°30（校準(zhǔn)齒）；，；拉削余量3.4確定齒升量、齒距及工作齒數(shù)按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-10,1.1-13查得，齒升量，齒距P=11，同時工作齒數(shù)3.5確定容屑槽的形狀及尺寸3.5.1容屑槽形狀的選擇采用直線齒背容屑槽，按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-14查得，切削齒p=11，h=4.5，g=4，r=2.3；校準(zhǔn)齒p

17、=8，h=4，g=4，r=2。3.5.2確定容屑系數(shù)按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-14，1.1-15查得，取h=4.5，當(dāng)p=11，時，適用。3.6設(shè)計分屑槽尺寸按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-19查得，槽數(shù)，槽寬，槽深，槽底圓角半徑。3.7確定拉刀齒數(shù)及計算3.7.1拉刀齒數(shù)的計算 切削齒齒數(shù)，取，校準(zhǔn)齒齒數(shù)3.7.2計算各刀齒直徑 校準(zhǔn)齒直徑，按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-24查得，3.7.3確定各個刀齒直徑并制表表1齒號直徑d偏差后角齒號直徑d偏差后角159±0.010±2°301459.65±0.010±2°30259.051559.

18、7359.11659.75459.151759.8559.21859.85659.251959.9759.32059.92859.352159.95959.42260.001059.452360.020.0071159.52460.025±1°301259.552560.0251359.62660.0253.8拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗3.8.1拉刀強(qiáng)度校驗第一槽底直徑；切削刃總長；最大切削力，按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-35查得，p=10.09kg/mm,，最小斷面拉應(yīng)力為，最小斷面在柄部，按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-25查得，查表1.1-36，對取，是允許的。3.8.2拉床

19、拉力校驗，是允許的。3.9拉刀柄部設(shè)計 按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-25查得，。3.10拉刀前、后導(dǎo)部設(shè)計前導(dǎo)部直徑、長度按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-29查得，公差按dd配合；。后導(dǎo)部直徑、長度按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-30查得，公差按dc配合；。3.11拉刀其他部分設(shè)計 切削部長度 校準(zhǔn)部長度按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-25查得，頸部直徑；查復(fù)雜刀具設(shè)計手冊第一章附錄、，頸部長度柄部前端到第一齒長度，取3.12拉刀總長 3.13繪制拉刀工作圖4. 圓孔拉刀設(shè)計步驟及計算（HT200）4.1設(shè)計已知條件1) 拉孔直徑：D=60 IT72) 預(yù)制孔直徑：d=593) 拉削長度：L=50mm4)

20、 工件材料：HT200 150220HB5) 拉床型號：L61204.2拉刀材料的選擇 拉刀切削部選用W6Mo5Cr4V高速鋼，柄部40 Cr，熱處理硬度見圖技術(shù)條件。4.3拉刀幾何參數(shù)的確定按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-7,1.1-8查得，前角=5°，后角=2°30（切削齒），=1°30（校準(zhǔn)齒）；，；拉削余量4.4確定齒升量、齒距及工作齒數(shù)按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-10,1.1-13查得，齒升量，齒距P=11，同時工作齒數(shù)4.5確定容屑槽的形狀及尺寸4.5.1容屑槽形狀的選擇采用直線齒背容屑槽，按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-14查得，切削齒p=11，h=4.5，

21、g=4，r=2.3；校準(zhǔn)齒p=8，h=4，g=4，r=2。4.5.2確定容屑系數(shù)按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-14，1.1-15查得，取h=4.5，當(dāng)p=11，時，適用。4.6設(shè)計分屑槽尺寸按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-19查得，槽數(shù)，槽寬，槽深，槽底圓角半徑。4.7確定拉刀齒數(shù)及計算4.7.1拉刀齒數(shù)的計算切削齒齒數(shù)，取，校準(zhǔn)齒齒數(shù)4.7.2計算各刀齒直徑校準(zhǔn)齒直徑，按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-24查得，4.7.3確定各個刀齒直徑并制表表2齒號直徑d偏差后角齒號直徑d偏差后角159±0.010±2°301159.75±0.010±2°3

22、0259.11259.8359.21359.85459.31459.9559.41559.95659.451660.00.007±1°30759.51760.025859.61860.025959.651960.0251059.74.8拉刀強(qiáng)度及拉床拉力校驗4.8.1拉刀強(qiáng)度校驗第一槽底直徑；切削刃總長；最大切削力，按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-35查得，p=15.5kg/mm,，最小斷面拉應(yīng)力，最小斷面在柄部，按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-25查得，查表1.1-36，對取，是允許的。4.8.2拉床拉力校驗，是允許的。4.9拉刀柄部設(shè)計按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-25查得，。4

23、.10拉刀前、后導(dǎo)部設(shè)計前導(dǎo)部直徑、長度按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-29查得，公差按dd配合；。后導(dǎo)部直徑、長度按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-30查得，公差按dc配合；。4.11拉刀其他部分設(shè)計 切削部長度 校準(zhǔn)部長度按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-25查得，頸部直徑；查復(fù)雜刀具設(shè)計手冊第一章附錄、，頸部長度柄部前端到第一齒長度，取4.12拉刀總長 4.13繪制拉刀工作圖本章小結(jié)在圓孔拉刀的設(shè)計中，要根據(jù)相應(yīng)的材料、尺寸、加工要求，查閱設(shè)計手冊，確定刀具幾何參數(shù)以及相應(yīng)的尺寸。在設(shè)計過程中要不斷校驗數(shù)據(jù)。在齒距、齒升量和容屑槽尺寸的選擇上遇到一些困難，但最終還是解決了。正確的拉刀設(shè)計，能夠保證被加工

24、工件的精度，提高生產(chǎn)效率，同時還能延長刀具使用壽命，提高刀具耐用度。四、 矩形花鍵拉刀的分析和設(shè)計1. 矩形花鍵拉刀簡介矩形花鍵拉刀主要是用來加工內(nèi)花鍵齒的刀具，其結(jié)構(gòu)參數(shù)與圓孔拉刀相同，其特點在于花鍵齒的設(shè)計花鍵拉刀刀齒的組合方式有以下幾種：a) 只拉花鍵這種拉刀只配置有拉花鍵的刀齒，為了保證花鍵孔內(nèi)、外徑的同軸度，要求工件內(nèi)徑有一定的預(yù)加工精度。b) 要求一次拉出圓孔及花鍵這種拉刀能保證花鍵孔內(nèi)、外徑的同軸度，對預(yù)加工控精度要求不高。c) 要求一次拉出倒角、花鍵這種拉刀要求工件內(nèi)徑預(yù)加工精度不低于IT8，否則不能保證花鍵孔內(nèi)外徑的同軸度。d) 要求一次拉出倒角、圓孔和花鍵拉刀同時配置有倒角

25、齒、圓孔齒及花鍵齒2. 矩形花鍵拉刀的設(shè)計內(nèi)容此次設(shè)計的矩形花鍵拉刀主要以分層同廓和綜合輪切兩種拉削方式為主。b. 拉刀的齒升量，可根據(jù)拉刀類型及被加工材料選?。籧. 根據(jù)拉削長度L選出齒距p及同時工作齒數(shù)z后，查閱容屑槽尺寸；d. 選出齒升量及容屑槽深后，應(yīng)進(jìn)行容屑條件校核，確定分屑槽尺寸；e. 校驗拉刀強(qiáng)度和機(jī)床拉力；f. 齒升量及p確定后，就可算出切削齒部分的齒數(shù)和長度；g. 拉刀校準(zhǔn)齒齒數(shù)按表選??；h. 確定花鍵齒截形尺寸；i. 倒角齒、圓形齒部分的計算；j. 計算拉刀總長及繪制拉刀工作圖。3. 矩形花鍵拉刀設(shè)計步驟及計算（綜合輪切）已知條件：1) 內(nèi)花鍵尺寸：大徑D=58H10，小徑

26、d=52H7，鍵槽寬 B=10H11，倒角C=0.5，鍵數(shù)n=82) 拉削長度： L=60mm3) 工件材料： Q235 130180HB4) 預(yù)制孔直徑： d=51.55) 拉削方式： 綜合輪切6) 拉床型號： L61203.1選擇拉刀材料及熱處理硬度 拉刀材料選用W6Mo5Cr4V2高速鋼，熱處理硬度見圖技術(shù)條件。3.2擬訂拉削余量切除順序和拉削方式 拉削作量的切除順序為：倒角鍵側(cè)與大徑小徑，拉刀切削齒的順序是：倒角齒花鍵齒圓形齒，實際采用綜合輪切拉削式。用腳標(biāo)d,h,y表示倒角齒，花鍵齒和圓形齒；用腳標(biāo)c,g,j和x表示粗切齒，過渡齒，精切齒和校準(zhǔn)齒。3.3選擇切削幾何參數(shù) 按金屬切削刀

27、具設(shè)計手冊表6-28，6-29查得，選擇前角=10°，切削齒后角=2°30 校準(zhǔn)齒后角 。3.4確定校準(zhǔn)齒直徑 （倒角齒不設(shè)校準(zhǔn)齒） 花鍵齒,圓形齒的擴(kuò)張量為10um，則花鍵齒校準(zhǔn)齒和圓形齒校準(zhǔn)齒直徑為3.5計算倒角齒參數(shù) 按金屬切削刀具設(shè)計手冊表6-95查得，花鍵倒角的工藝角度為 。 3.6計算拉削余量 預(yù)制孔徑為51.5，實際拉削余量圓孔拉削余量花鍵拉削余量倒角拉削余量3.7選擇齒升量 倒角齒：按金屬切削刀具設(shè)計手冊表6-10查得，取。圓形齒：按金屬切削刀具設(shè)計手冊表6-10查得，取 。3.8設(shè)計容屑槽1) 齒距計算 按金屬切削刀具設(shè)計手冊查得 2) 選擇容屑槽 按金屬

28、切削刀具設(shè)計手冊表6-24，采用直 線齒背槽，粗切齒用深槽，h=4.5mm，精切齒用 基本槽。3) 校驗容屑條件 按金屬切削刀具設(shè)計手冊表6-17查得， 容屑系數(shù)K=4。倒角齒齒升量大時，就校驗之， 應(yīng)使?jié)M足式 因式h=4.5,所以滿足條件，校驗合格。4) 校驗同時工作齒數(shù) = L/p=5.45 ,即，滿 足 的校驗條件。3.9花鍵齒部分設(shè)計 1） 第一個花鍵齒直徑 2） 花鍵切削齒齒數(shù) 因為采用倒角齒 后接著設(shè)計有花鍵齒，所以應(yīng)去掉倒角齒齒 數(shù)，故花鍵齒齒數(shù)為40個。3） 花鍵校準(zhǔn)齒齒數(shù) 4） 花鍵齒齒形尺寸 鍵寬，側(cè)隙角小棱面5） 容屑槽尺寸 按金屬切削刀具設(shè)計手冊表6-24查得， 取p=

29、11，g=3.5，h=4.5，r=2.2。6） 花鍵齒部分長度 7） 確定分屑槽參數(shù) 除校準(zhǔn)齒和與其相鄰的一個精切齒外，拉刀切削齒均磨制三角形分屑槽。由于在每個圓形齒上都存在著不工作的刃段，圓形齒段不必磨分屑槽。8） 分屑槽尺寸 =0.5mm =0.6mm =3.5mm9） 切削齒刃帶 ，校準(zhǔn)齒刃帶3.10圓形齒部分設(shè)計1) 第一個圓形齒直徑 2) 圓形校準(zhǔn)齒直徑 3) 切削齒齒數(shù) 4) 校準(zhǔn)齒齒數(shù) 5) 圓形齒齒距 6) 圓形總計長度 7) 容屑槽尺寸 按金屬切削刀具設(shè)計手冊表6-24查得， 取，=10mm，=2.8，=3.2，=1.8各齒直徑基本尺寸，見下表表3齒號D齒號D齒號D齒號D尺寸

30、公差尺寸公差尺寸公差尺寸公差151.58 ±0.015±0.0151653.86 ±0.015±0.0153155.78 ±0.015 ±0.015±0.0154651.74 ±0.01±0.01±0.01251.721753.823255.924757.32351.861853.963356.064851.80452.001954.103456.204957.46552.142054.243556.345051.86652.282154.383656.485157.60752.422254.5

31、23756.625251.92852.562354.663851.50 ±0.01±0.015357.74952.702454.803956.765451.951052.842554.944051.565557.881152.982655.084156.905651.971253.122755.224251.625757.981353.262855.364357.045851.991453.402955.504451.865958.061553.543055.644557.183.11拉刀其他部分計算 按GB/T3832.22004查得 前柄部尺寸: 柄頭直徑 50 ，長2

32、5mm 卡爪槽直徑 38mm，長32mm 后柄部尺寸： 后柄總長120（按GB/T3832.32004） 柄頭直徑50，長28卡爪槽直徑 42mm，長32mm頸部及過渡錐尺寸：頸部直徑50，長度取180，過渡錐長度取20前導(dǎo)部尺寸：51.5，長度取80后導(dǎo)部尺寸：52，長度取303.12校驗拉刀強(qiáng)度 通過計算分析，確認(rèn)倒角齒拉削力最大，因而應(yīng)計算拉刀倒角齒拉削力，按金屬切削刀具設(shè)計手冊表6-48查得，F(xiàn)=196N/mm第一個容屑槽槽底直徑與柄部卡爪槽直徑相比較，若取柄直徑50，則卡爪槽直徑為38，此處面積最小 =拉應(yīng)力： 按金屬切削刀具設(shè)計手冊表6-55查得，=350400，拉刀強(qiáng)度校驗合格。

33、3.13拉刀齒部長度 1) 倒角齒10個 =10×11=1102) 花鍵切削齒26個 =26×11=2863) 花鍵、圓孔交替切削齒各14個 =14×（11+10）=2944) 花鍵、圓孔交替校準(zhǔn)齒各4個 =4×（11+10）=843.14拉刀總長及其校驗，允許拉刀總長為1600mm,拉刀長度校驗合格.3.15繪制拉刀工作圖4. 矩形花鍵拉刀設(shè)計步驟及計算（分層同廓） 已知條件：1) 內(nèi)花鍵尺寸：大徑D=58H10，小徑d=52H7，鍵槽寬 B=10H11，倒角C=0.5，鍵數(shù)n=82) 拉削長度： L=60mm3) 工件材料： HT200 150220

34、HB4) 預(yù)制孔直徑： d=51.55) 拉削方式： 分層同廓6) 拉床型號： L61204.1選擇拉刀材料及熱處理硬度 拉刀材料選用W6Mo5Cr4V，柄部采用40Cr熱處理硬度見圖技術(shù)條件。4.2擬訂拉削余量切除順序和拉削方式 拉削作量的切除順序為：倒角鍵側(cè)與大徑小徑，拉刀切削齒的順序是：倒角齒花鍵齒圓形齒，實際采用分塊輪切拉削方式。用腳標(biāo)d,h,y表示倒角齒，花鍵齒和圓形齒；用腳標(biāo)c,g,j和x表示粗切齒，過渡齒，精切齒和校準(zhǔn)齒。4.3選擇切削幾何參數(shù) 按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-7，1.1-8查得，選擇前角=10°，后角 ,。4.4確定校準(zhǔn)齒直徑 倒角齒不設(shè)校準(zhǔn)齒 花鍵齒,圓

35、形齒的擴(kuò)張量為10um，則花鍵齒校準(zhǔn)齒和圓形齒校準(zhǔn)齒直徑為4.5計算倒角齒參數(shù) 按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.3-2查得，花鍵倒角的工藝角度為 。 4.6計算拉削余量 預(yù)制孔徑為51.5，實際拉削余量圓孔拉削余量花鍵拉削余量倒角拉削余量4.7選擇齒升量 倒角齒：按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-10查得，取花鍵齒：按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-10查得，取 圓形齒：按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-10查得，取 4.8設(shè)計容屑槽1) 齒距計算 按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊查得 2) 選擇容屑槽 按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-14，采用直線齒背槽，粗切齒用深槽，h=4.5mm，精切齒用基本槽。3) 校驗容屑條件 按復(fù)雜刀具設(shè)計

36、手冊表1.1-15查得，容屑系數(shù)k=2.5，倒角齒齒升量倒角齒齒升量大時，就校驗之，應(yīng)使?jié)M足式 ： 因式h=4.5,所以滿足條件，校驗合格。4) 校驗同時工作齒數(shù) = L/p=5.45 ,即，滿足 的校驗條件。4.9花鍵齒部分設(shè)計 1) 第一個花鍵齒直徑 2) 花鍵切削齒齒數(shù) 3) 花鍵校準(zhǔn)齒齒數(shù) 4) 花鍵齒齒形尺寸 鍵寬，側(cè)隙角，小棱面5） 容屑槽尺寸 按復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-14查得，取p=11，g=4，h=4.5，r=2.3。6） 花鍵齒部分長度 7） 分屑槽尺寸 n=28 =1.5 =1.0 r=0.58） 切削齒刃帶 切削齒刃帶，校準(zhǔn)齒刃帶4.10圓形齒部分設(shè)計1) 切削齒齒數(shù)

37、 2) 校準(zhǔn)齒齒數(shù) 3) 圓形參數(shù) 切削齒 p=11 g=4 h=4.5 r=2.3 校準(zhǔn)齒 p=8 g=4 h=4 r=24) 圓形總計長度 各齒直徑基本尺寸，見下表表4齒形齒號直徑偏差后角齒形齒號直徑偏差后角倒 角 齒151.50±0.022°30±30圓 形 齒 1451.50±0.022°30±30251.631551.56351.761651.62451.891751.68551.921851.74652.051951.80752.182051.86852.312151.92-0.01952.442251.981052.57

38、2352.031152.682452.031°301252.792552.031352.842652.03齒形齒號直徑偏差后角齒形齒號直徑偏差后角花 鍵 齒2752.84±0.022°30±30花 鍵 齒6455.72±0.022°30±302852.926555.802953.006655.883053.086755.963153.166856.043253.246956.123353.327056.203453.407156.283553.487256.363653.567356.443753.647456.523853

39、.727556.603953.807656.684053.887756.764153.967856.844254.047956.924354.128057.004454.208157.084554.288257.164654.368357.244754.448457.324854.528557.404954.608657.485054.688757.565154.768857.645254.848957.725354.929057.805455.009157.88-0.015555.089257.965655.169358.045755.249458.085955.329558.121

40、6;306055.409658.126155.489758.126255.569858.126355.649958.124.11拉刀其他部分計算 柄部尺寸: 頸部及過渡錐尺寸：頸部直徑50，長度取100，過渡錐長度取20前導(dǎo)部尺寸：51.5，長度取50，公差按dd配合后導(dǎo)部尺寸：58，長度取304.12校驗拉刀強(qiáng)度 通過計算分析，確認(rèn)拉削力最大在部處。按復(fù)雜刀具設(shè) 計手冊查得，p=15.5kg/mm，按 復(fù)雜刀具設(shè)計手冊表1.1-25查得，；表1.1-36查得，對40Cr，=25，則拉應(yīng)力：，拉刀強(qiáng)度校驗合格，機(jī)床允許最大拉力Q=0.9×20=18t，Q是允許的。4.13拉刀齒部長度

41、 1) 切削部分總長 2) 校準(zhǔn)部分總長 3) 柄部到第一齒長度 4.14拉刀總長及其校驗，允許拉刀總長為1600mm,拉刀長度校驗合格。4.15繪制拉刀工作圖本章小結(jié)在矩形花鍵拉刀的設(shè)計中，遇到的問題要比圓孔拉刀多，除了在齒距、齒升量和容屑槽尺寸遇到的問題外，在拉刀倒角齒、圓形齒、花鍵齒的設(shè)計上問題也不斷。除了參數(shù)的選擇，還有大量的計算內(nèi)容，在此次設(shè)計中是一個重點部分，需要充分的理解，消化。五、鉸刀的分析和設(shè)計1. 硬質(zhì)合金鉸刀 鑲硬質(zhì)合金刀片的鉸刀結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，且加工的粗糙度、精度都能滿足要求。在加工輕合金（高精度孔IT6IT7級精度）時，它比高速鋼鉸刀耐用幾十倍至上百倍，加工鋼零件時也能提高耐用度幾倍至幾十倍。2. 高速鋼鉸刀 這種鉸刀適于加工韌性材料，刀具鋒利，切削平穩(wěn)，鉸孔加工精度較高，制造簡單。3. 鉸刀設(shè)計中的擴(kuò)張量和收縮量問題在鉸削過程中被加工孔的擴(kuò)張量或收縮量，即被加工孔的實際尺寸與鉸刀實際尺寸的差值。一般情況下是被加工出的孔的實際尺寸大于鉸刀實際尺寸呈微量擴(kuò)張；但有時在加工塑性大的材料和韌性大的合金鋼或高鉻鋼、耐熱合金時也可能呈相反結(jié)果孔縮。4. 硬質(zhì)合金機(jī)用鉸刀設(shè)計已知條件：加工D=mm，工件材