矩形花鍵拉刀的設(shè)計(jì)

1、矩形花鍵拉刀的設(shè)計(jì)前言拉刀是一種高生產(chǎn)率的刀具，可以用來加工各種形狀的通孔、直槽、螺旋槽以及直線或曲線外表面，廣泛的用于大量和成批生產(chǎn)中。 拉刀的種類如圖（1） 用于拉削的成形刀具。刀具表面上有多排刀齒，各排刀齒的尺寸和形狀從切入端至切出端依次增加和變化。當(dāng)拉刀作拉削運(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)刀齒就從工件上切下一定厚度的金屬，最終得到所要求的尺寸和形狀。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, 生產(chǎn)率很高。拉刀按加工表面部位的不同，分為內(nèi)拉刀和外拉刀；按工作時(shí)受力方式的不同，分為拉刀和推刀。推刀常用于校準(zhǔn)熱處理后的型孔。 拉刀的種類雖多，但結(jié)構(gòu)組成都類似。如普通圓孔拉刀的結(jié)構(gòu)組成

2、為：柄部,用以夾持拉刀和傳遞動(dòng)力;頸部，起連接作用；過渡錐，將拉刀前導(dǎo)部引入工件；前導(dǎo)部，起引導(dǎo)作用，防止拉刀歪斜；切削齒，完成切削工作，由粗切齒和精切齒組成；校準(zhǔn)齒，起修光和校準(zhǔn)作用，并作為精切齒的后備齒；后導(dǎo)部，用于支承工件，防止刀齒切離前因工件下垂而損壞加工表面和刀齒；后托柄，承托拉刀。 拉刀的結(jié)構(gòu)和刀齒形狀與拉削方式有關(guān)。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(gè)直徑相同的刀

3、齒分別切去一層金屬中的一段，各組刀齒輪換切去各層金屬。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。 拉刀常用高速鋼整體制造，也可做成組合式。硬質(zhì)合金拉刀一般為組合式，因生產(chǎn)率高、壽命長(zhǎng)，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。原始數(shù)據(jù) 花鍵孔尺寸 外徑 D=50+0.1內(nèi)徑 鍵寬 倒角 c=0.5mm鍵數(shù) n=8 拉削長(zhǎng)度 l=60mm工件材料 45#鋼 硬度HBS175 強(qiáng)度b =600Mpa設(shè)計(jì)步驟1. 拉刀材料選擇 2. 加工順序 倒角圓孔花鍵3. 選擇切削的幾何參數(shù) 前腳 后腳（粗

4、） (細(xì)) （校） （其它見圖紙）4. 確定校準(zhǔn)齒直徑 倒角不設(shè)校準(zhǔn)齒查表347，花健齒、圓形齒的擴(kuò)張量均為5m，則花鍵齒校準(zhǔn)齒和圓形齒校準(zhǔn)齒直徑為mm mm5. 計(jì)算倒角參數(shù) =9 ， =0.21416mm =32.6339mm =17.6953mm =21.0282mm 0.190， =42.810mm=42.3mm6. 計(jì)算拉削余量 按表41圓形的拉削余量為1，預(yù)制空的直徑41mm 實(shí)際的拉削余量 =（42.025-41）mm=1.025mm 倒角余量 =(42.3-41.00)mm=1.3mm花鍵余量 = 48.1-（42.3-0.1）mm=5.9mm7. 選擇齒升量 倒角齒：=0.1

5、mm（槽拉刀和鍵槽拉刀欄）花鍵齒：=0.07mm（矩形花鍵拉刀欄）圓形齒：=0.05mm（綜合式拉刀欄）8. 設(shè)計(jì)容屑槽 I 齒距的計(jì)算 按表47 =9.6811.61 取=11mm ll 選擇容屑槽 按表48 粗切齒用深槽，h=4.5 g=4 r=2.3 R=7 精切齒用基本槽=4 =4 =2 =7 III 校核容屑條件 查表49得容屑系數(shù)k=3.倒角齒升量大時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)之，應(yīng)使?jié)M足 =4.01mm h=4.5 校驗(yàn)合格 IV 校驗(yàn)同時(shí)工作齒數(shù) =6，滿足的校驗(yàn)條件9. 花鍵齒截形設(shè)計(jì) 花鍵的鍵寬，精確到0.001mm 其中，為拉削擴(kuò)張量（查表416得=0.005mm）；為拉刀鍵齒寬公差帶，為

6、保證鍵齒尺寸耐用度的提高，應(yīng)在制造條件允許范圍內(nèi)取小值，所以=0.010mm，則 =（8.036-0.005）mm=8.031mm = （8.031-0.010）mm =8.021mm 拉刀鍵齒側(cè)面制出的修光角，其下應(yīng)磨出側(cè)隙角。工廠常在齒高為 1.25mm及以下的刀齒上磨出側(cè)隙，副偏角，在圖中已經(jīng)標(biāo)出。 10. 確定分屑槽參數(shù) 除校準(zhǔn)齒和與其相鄰的一個(gè)精齒外，拉刀切削齒均磨制三角形分屑槽（表413）。由于在每個(gè)圓形齒上都存在著不工作的刃段，圓形齒段不必磨分屑槽 s=2.5 11. 選擇拉刀前柄 按表417 選擇I型A無周向定位面的圓柱形前柄，公稱尺寸，卡爪底徑， 其余見圖。12. 校驗(yàn)拉刀強(qiáng)

7、度和拉床載荷 通過計(jì)算分析，確認(rèn)倒角齒拉削力最大，因而計(jì)算拉刀倒角齒拉削力（查表420，421和422） =8（8.031+20.5）mm=72.25mm =153.59KN 拉力最小截面積在卡槽頸處，則拉應(yīng)力為： =0.2173GP（表425），拉力強(qiáng)度校驗(yàn)合格。根據(jù)表424，選用L6120拉床，拉床拉力為2000.8KN=160KN153.59KN，拉床載荷校驗(yàn)合格。13. 確定拉到齒數(shù)及每齒直徑 I 倒角齒齒數(shù) 取=25 II花鍵齒齒數(shù) 初擬花鍵過渡齒與精切齒的齒升量為0.04，0.03，0.02，0.01，0.005mm，逐步遞減，共切削余量=0.21mm，花鍵的切削齒數(shù)為 取16齒，

8、多取了0.070.072mm的余量，應(yīng)減去0.0098的齒升量，應(yīng)此，減去一個(gè)精切齒并將齒升量調(diào)整0.04，0.03，0.0125，0.005mm，最后齒升量小于0.5，為精切齒，則前兩齒為過渡齒。 III 圓形齒齒數(shù) 初擬方案與花鍵相同，即擬切去=0.21mm余量，計(jì)算圓形粗齒齒數(shù)為 取8齒，少切了0.150.0052mm的余量，需加一個(gè)精切齒，其齒升量為0.0075mm。這樣，圓形齒段具有粗切齒8個(gè)，過渡齒3個(gè)，精切齒3個(gè)。 IV 校準(zhǔn)齒齒數(shù) 倒角齒不設(shè)校準(zhǔn)齒，圓形齒和花間齒齒數(shù)查表414，得 花鍵校準(zhǔn)齒齒數(shù) 圓形校準(zhǔn)齒齒數(shù) 14. 拉刀齒部長(zhǎng)度 （參照?qǐng)D紙） 倒角齒段長(zhǎng)度 花鍵齒段長(zhǎng)度

9、圓形齒段長(zhǎng)度 拉刀的齒部長(zhǎng)度 15.設(shè)計(jì)刀具其他部分 按表 417，419，423計(jì)算： 前柄 頸部， 過渡錐=20mm 前導(dǎo)部=60mm 前柄伸入夾頭長(zhǎng)度=105mm 前柄端部至第一刀齒的距離mm =295mm 后導(dǎo)部 后柄 16. 拉刀的總長(zhǎng)度及校驗(yàn) 查表4-26，由于允許拉刀總長(zhǎng)為1600mm,故拉刀長(zhǎng)度校驗(yàn)合格17. 制定技術(shù)條件 拉刀技術(shù)條件： (1） 拉刀材料： W6Mo5Cr4V2。 (2） 拉刀熱處理硬度：刀齒及后導(dǎo)部 6366HRC；前導(dǎo)部 6066HRC；前柄 4558HRC。 (3） 拉刀表面不得有裂紋，碰傷，銹跡等影響使用性能的缺陷。 (4） 拉刀切削刃應(yīng)鋒利，不得有毛刺，崩刃和磨削燒傷。 (5） 拉刀容屑槽的連接應(yīng)圓