矩形花键铣刀和圆孔拉刀说明书21Word文档下载推荐.docx
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我的课程设计课题是圆孔拉刀,矩形花键铣刀的设计。
在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识，比如金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD的运用。
我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补。
使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。
由于本人水平有限,设计时间也比较仓促,在设计的过程中会遇到一些技术和其它方面的问题，再加上我对知识掌握的程度，所以设计中我的设计可能会有一些不尽如人意的地方,希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至.
二.矩形花键铣刀设计
（一）齿形的设计计算
1.前角为零时，工件法剖面截形就是铣刀的齿形。
2.前脚大于零时
铣刀有了前角以后，其刀齿在径向截面的齿形和前刀面上的齿形，就与工件法剖面的截形不同了。
设γf为铣刀外圆处的纵向前角，当γf较大时，铣刀径向截面和前刀面上的齿形需进行修正计算。
下图所示的是工件齿形和铣刀齿形得关系，其中（b）为给定的工件齿形；
（c）为铣刀径向截面应具有的齿形，即铲刀应具有的齿形；
（d）为铣刀前刀面的齿形，即样板应具有的齿形。
（二）结构参数的选择及计算
1.铣刀齿形高度h
设被切工件成形部分高度为hw，则成形铣刀齿形高度应为：
h＝hw＋（1－2）mm
2.铣刀宽度B
设被切工件阔形宽度为Bw，则铣刀宽度B可取为稍大于B。
3.容屑槽底形式
铲齿成形铣刀容屑槽底形式通常有两种，即平地形式和中间有凸起或槽底倾斜的加强形式。
在铲削深度较小和刀齿强度足够的情况下，应采用平底形式。
在铣削深度较大时，宜采用加强形式。
4.铣刀的孔径d
铣刀的孔径d应根据铣削宽度和工作条件选取，可以按刚度，强度条件计算，也可根据生产经验选取。
5.铣刀的外径do
对于平底形式的容屑槽，铣刀外径可按下面公式计算：
do＝d+2m＋2H
式中：
d－铣刀孔径
m－壁厚，一般取（0.3－0.5）d
H－全齿高
由于全齿高的计算又需依据外径do，因此，用上式直接计算铣刀外径是困难的，我国一些工厂采用下式估算铣刀外径：
do＝（2－2.2）d＋2.2h＋（2－6）
根据上面公式的计算结果再取外径的推荐值。
6.铣刀的圆周齿数Zk
铲齿成形铣刀的圆周齿数Zk可按下式计算
Zk＝Πdo/S
式中S为铣刀的圆周齿距，粗加工时，可取S＝（1.8－2.4）H
精加工时，可取S=（1.3-1.8）H，式中H为容屑槽的高度。
但是在设计成形铣刀时，直接按公式计算圆周齿数是困难的，因为式中H尚未确定，而确定它时，又要反过来依据铣刀的圆周齿数。
因而在设计时，可根据生产经验按铣刀外圆直径的大小预先选定圆周齿数，在设计计算出铣刀的其他结构参数后再反过来校验圆周齿数设计得是否合适。
7.铣刀的后角及铲削量K
设铲齿成形铣刀的顶刃径向后角为αf，一般取αf＝10o－15o。
相应的铲削量可按下式计算：
K＝tgαfΠdo/Zk，式中do为铣刀外径，Zk为圆周齿数。
求出铲削量后，应按附录表40所列的铲床凸轮的升距选取相近的K值。
初步选定径向后角和计算出铲削量以后，需验算刀齿侧刃上一点x的主剖面后角αox，验算应选ψx最小处的x点，验算公式可按下面公式：
tgαox＝tgαfsinψx
应使αox不小于2－3o。
实际计算表明，当ψx<
15时，常满足这宜要求，可采用增大顶刃后角，斜置工件，斜铲齿等方法增大侧刃后角。
对于精度要求高的成形铣刀，其齿背除铲齿外尚需进行铲磨。
为使铲磨时又砂轮空刀，齿背后部应做出深铲部分。
选择II型深铲形式，经计算选K＝4，K2=0.7－0.8
8.容屑槽尺寸
（1）容屑槽底半径r
可按下式计算：
r＝Π[do-2（h+K）]/2AZh
式中A为系数，当铲齿凸轮空程角δ＝60时，A＝6，当δ＝90时，A＝4。
对于需要铲磨齿背的成形铣刀，通常取δ＝90o计算出的r应圆整刀0.5mm。
（2）容屑槽间角θ：
一般取20o－35o
（3）容屑槽深度H：
H＝h＋K+K2+r
9.分屑槽尺寸
当铣刀宽度B<
20时，切削刃上不需要作分屑槽。
10.刀齿、刀体强度和砂轮干涉的校验
由以上所述可以看出，在确定铲齿成形铣刀的外径do，齿数Zk，铲削量K，容屑槽深度H......等参数时，常常互相牵涉，难以直接确定某一参数。
因此，需采取试算的方法，首先假设几个参数的数据，再根据他们确定其他一些参数。
这样选定成形铣刀的各参数后，还需进行校验，检验铣刀结构是否紧凑，合理，刀体，刀齿强度是否足够。
2.1设计要求
被加工零件如图2.所示，工件材料为：
可锻铸铁KTB400－05；
硬度HBS210；
强度σb=400Mpa；
工件长度L=32mm。
外径
内径
键数
键宽
2.2设计步骤
⑴齿槽半角
＝180/Z=180/6=30o
⑵齿顶圆弧中心半角ψ＝
=
⑶齿顶宽
⑷齿廓高度
⑸铣刀宽度
取B=13
⑹铣刀齿顶圆弧半径
⑺铣刀前角
⑻容屑槽形式在铣削深度较小和刀齿强度足够的情况下，应采用平底式；
在铣削深度较大时，宜采用加强式。
故该容屑槽选择采用平底式。
⑼铣刀孔径根据切削宽度B=13查表3-4，可得d=22mm
⑽铣刀外径
⑾铣刀齿数查表3-6
⑿铣刀后角
故
=
可满足要求
⒀铲削量
查附表—2取k=3
=4.5
⒁容屑槽半径
取r=2
⒂容屑槽间角
⒃容屑槽深度
⒄分屑槽尺寸因为该铣刀宽度小于20，故切削刃上不需做分屑槽
⒅键槽尺寸和内孔空刀尺寸
查附录表1得d=22，r=1.0，t=17.6，
=24.1，h=4
查附录表3
=9
⒆校验
①检验刀齿强度
齿根宽度C
所以刀齿强度满足要求
②检验刀体强度
所以刀体满足要求
2.3矩形花键铣刀的技术条件
1.光洁度（按GB1031－68）
（1）刀齿前刀面，内孔表面、端面及铲磨铣刀的齿背表面－－不低于7
（2）铲齿铣刀的齿背面－－不低于6
（3）其余部分－－不低于4
2.尺寸公差：
表4
序号
名称
符号
公差
1
铣刀外径
do
h16
2
铣刀宽度
B
h12
3
铣刀孔径
d
H7
4
铣刀键槽宽度
b
（Dc7）
5
内孔至键底距离
t1’
H14
3.形状位置公差
表5
项目
铣刀尺寸范围
切削刃的径向及端面跳动
do<
100
do≥100
0.03
0.04
刀体端面跳动
0.02
前面的径向性（只许凹入）
H≤10
10<
H≤20
20<
H≤30
H>
30
0.06
0.09
0.12
4.齿形误差
表6
铣刀齿形高度h
透光度
齿形的基本部分
齿顶及圆角部分
≤4
4－12
12－22
>
22
0.05
0.07
0.08
0.15
5.材料及热处理
铣刀材料一般用高速钢，热处理后硬度应为HRC63－66。
在铣刀的工作部分，不得有脱碳层和软点。
三．拉刀设计
拉刀是一种高生产率的刀具，可以用来加工各种形状的通孔、直槽、螺旋槽以及直线或曲线外表面，广泛的用于大量和成批生产中。
拉刀的种类如图
（1）
用于拉削的成形刀具。
刀具表面上有多排刀齿，各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出端依次增加和变化。
当拉刀作拉削运动时，每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属，最终得到所要求的尺寸和形状。
拉刀常用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等,生产率很高。
拉刀按加工表面部位的不同，分为内拉刀和外拉刀；
按工作时受力方式的不同，分为拉刀和推刀。
推刀常用于校准热处理后的型孔。
拉刀的种类虽多，但结构组成都类似。
如普通圆孔拉刀的结构组成为：
柄部,用以夹持拉刀和传递动力;
颈部，起连接作用；
过渡锥，将拉刀前导部引入工件；
前导部，起引导作用，防止拉刀歪斜；
切削齿，完成切削工作，由粗切齿和精切齿组成；
校准齿，起修光和校准作用，并作为精切齿的后备齿；
后导部，用于支承工件，防止刀齿切离前因工件下垂而损坏加工表面和刀齿；
后托柄，承托拉刀。
拉刀的结构和刀齿形状与拉削方式有关。
拉削方式通常分为分层拉削和分块拉削两类。
前者又分成形式和渐成式；
后者又分轮切式和综合轮切式。
成形式拉刀各刀齿的廓形均与被加工表面的最终形状相似;
渐成式拉刀的刀齿形状与工件形状不同,工件的形状是由各刀齿依次切削后逐渐形成。
轮切式拉刀由多组刀齿组成，每组有几个直径相同的刀齿分别切去一层金属中的一段，各组刀齿轮换切去各层金属。
综合轮切式拉刀的粗切齿采用轮切式，精切齿采用成形式。
轮切式拉刀切削厚度较分层拉削的拉刀大得多，具有较高的生产率，但制造较难。
拉刀常用高速钢整体制造，也可做成组合式。
硬质合金拉刀一般为组合式，因生产率高、寿命长，在汽车工业中常用于加工缸体和轴承盖等零件，但硬质合金拉刀制造困难。
（一）选定刀具类型和材料的依据
1选择刀具类型：
对每种工件进行工艺设计和工艺装备设计时，必须考虑选用合适的刀具类型。
事实上，对同一个工件，常可用多种不同的刀具加工出来。
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l=B×
n×
Zi，其中B为键
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