矩形花键铣刀与矩形花键的设计说明书目录一、前言 (1)二、矩形花键铣刀设计 (2)2.1齿形的设计计算 (3)2.2结构参数的选择及计算 (3)2.3设计要求 (5)2.4设计步骤 (6)2.5矩形花键铣刀的技术条件 (7)三、矩形花键拉刀设计 (9)3.1选定刀具类型和材料的依据 (9)3.2 刀具结构参数、几何参数的选择和设计四、总结 (9)3.3刀具的全部计算 (17)3.4 排齿升量 (20)3.5对技术条件的说明 (21)四、总结 (22)五、参考文献 (22)一．前言转眼间大学三年的学习就要结束了，一直都迷茫着不知道自己学到什么东西,马上就要走上社会走上工作岗位了,面对严峻的就业形势,我们感到前所未有的压力,然而我们也明白只有扎实的掌握好自己所学专业的专业知识才能在经济萧条的大形势之下较好的生存,现在通过课程设计来初步的检验我们对专业知识的掌握程度,同时巩固和提高我们对所学知识的深层次理解。

通过课程设计我们可以清晰明了的感受到在生产实践中有好多的知识是课本上学不来的，者就要求我们多联系实际把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。

拉刀种类繁多，它可加工各种形状通孔，直槽，螺旋槽和直线或曲线的外表面。

拉刀按加工表面不同，可分为内拉刀和外拉刀；按工作时受力方向不同，可分为拉刀和推刀。

拉削方式是指拉削过程中切削余量在各切削齿上的分配方式。

拉削方式对拉刀的结构和制造，拉到的耐用度，拉削力，拉削的表面光洁度和生产率有很大的影响。

拉刀是一种高生产率刀具，它切削速度低，耐用度高，寿命高。

拉刀是多刃切削刀具，切削力较大但机床结构简单，成本高，只适用于大批量生产在这次课程设计任务中我的课程设计课题是圆孔拉刀,矩形花键铣刀的设计。

在设计的这几天当中,我深感课本上的东西很浅甚至都不能满足我们做课程设计的需要，这就要求我们进图书馆上网来查阅有关资料并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。

通过此次课程设计我可以完成对以往所有所学知识的梳理检验，同时有发现很多的不足和错误。

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,设计时间也相对比较仓促,在设计的过程中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，所以的设计作业还存在着很多不完善甚至是错误，希望老师给与批评和指正！!二.矩形花键铣刀设计2.1 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。

2.2结构参数的选择及计算2.2.1.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）mm2.2.2.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。

2.2.3.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。

2.2.4.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。

2.2.5.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）dH－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。

2.2.6.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。

2.2.7.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：sinψxtgαox＝tgαf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=0.7－0.82.2.8.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+r（3）容屑槽深度H：H＝h＋K+K22.2.9.分屑槽尺寸当铣刀宽度B<20时，切削刃上不需要作分屑槽。

2.2.10.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。

2.3设计要求。

被加工零件如图2.所示，工件材料为：45钢；硬度HBS175 ；强度σb = 600Mpa；工件长度L=45mm 。

外径 03.006.062--=a D 内径 03.006.056--=f D键数 8=Z键宽 040.0098.010--=b2.4设计步骤2.4.1 齿槽半角 ＝180/Z=180/8=22.5o2.4.2齿顶圆弧中心ψ＝fD B /arcsin -ϕ=︒=︒-︒=-3.142.85.22568arcsin 5.222.4.3 齿顶宽 8.133.14sin 56sin =⨯==︒ψf a D B 2.4.4 齿廓高度 5)2~1(25662)2~1(=+-=+=mm h h w 2.4.5 铣刀宽度 9.175.22528.132=︒⨯⨯+=∙+=tg tg h B B a ϕ 取B=18 2.4.6 铣刀齿顶圆弧半径 mm R f 28256==2.4.7 铣刀前角 ︒=0f γ2.4.8 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。

2.4.9 铣刀孔径 根据切削宽度B=13查表3-4，可得d=22mm 2.4.10铣刀外径 60552.2222)6~2(2.2)2.2~2(0=+⨯+⨯=++=mm h d d 2.4.11 铣刀齿数 查表3-6 12=k Z 2.4.12铣刀后角︒=12f α08.05.22sin 12sin 0=︒︒==tg k tg tg r f αα故0α= ︒5.4 可满足要求 2.4.13 铲削量 34.3121260=︒⨯⨯==tg tg Z d k f kπαπ查附表—2 取k=4 f k =6 2.4.14 容屑槽半径 70.11242)]45(260[2)](2[0=⨯⨯+-=+-=ππkAZ k h d r取r=22.4.15 容屑槽间角 ︒=25θ 2.4.16 容屑槽深度 1221=+++=r k k h H 2.4.17 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2.4.18 键槽尺寸和内孔空刀尺寸查附录表1得 d=22，r=1.0，t=17.6，1't =24.1，h=4查附录表3 1l =92.4.19 校验 ①检验刀齿强度齿根宽度C 22.12)2(5.243)2(00=-≈∙-≈kkZ H d Z H d c π8.002.11222.12>==H C 所以刀齿强度满足要求 ②检验刀体强度 7220=--=dH d m d m )5.0~3.0(≥ 所以刀体满足要求2.5矩形花键铣刀的技术条件2.5.1. 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42.5.2. 尺寸公差：表4表5表6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.矩形花键拉刀设计3.1选定刀具类型和材料的依据3.1.1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=B³n³Zi，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。

.3.1.2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。

根据表30，选择W18Cr4V。

3.2刀具结构参数、几何参数的选择和设计3.2.1拉刀的结构图1 表13.2.3 拉削余量：对于花键孔A=dmmax -dwmin3.2.4 拉刀刀齿结构：表2拉刀刀齿的几何参数有：切削齿前角γ0，校准齿前角γ0g，切削齿后角α0，校准齿后角α0g ，齿距p，容屑槽深h，齿厚g，刃带宽ba1。