创新研修矩形花键拉刀方案.docVIP

2012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=(50~80)mm 工件材料：18CrMnTil56~207HBS 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。 刀齿的配置、齿形及参数计算 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 花键齿 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 2b 圆孔齿 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（10~27）mm，可将长度为（3~8）mm的工件迭在一起拉削，则拉削长度可达60mm 3 花键及倒角 倒角齿 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H9 4a 圆孔、花键、倒角 倒角齿 圆孔齿 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 4b 倒角齿 花键齿 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 4c 圆孔齿 花键齿 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 4d 圆孔齿 倒角齿 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 4e 倒角齿 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 倒角齿 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 花键齿 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 5c 花键齿 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 花键齿底径按下式计算： 式中d——内花键小径 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 θ —倒角角度 4 倒角齿测量值 M 5 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 小径定心矩形花键拉刀设计计算 拉刀材料：W18Cr4V 内花键大径最大尺寸/mm 内花键小径最大尺寸/mm 花键拉削余量/mm 圆孔拉削余量/mm 内花键最大件槽宽/mm 齿升量/mm 齿距/mm 同时工作齿数 拉削力/N 容屑系数 容屑槽深度/mm 最小断面面积/ 强度校验计算 查表合格 倒角齿部分的计算 倒角齿测量值M（mm） 第一个倒角齿直径/mm 倒角齿最大直径/mm 倒角齿齿数 取10 倒角齿部分长度/mm 花键齿部分的计算 第一个花键齿直径/mm 花键校准齿直径/mm 花键切割齿