毕业论文（设计）渐开线花键滚刀的设计与加工工艺.docx

毕业设计任务书1 •设计的主要任务及目标（1） 了解渐开线花键滚刀的工作原理2） 掌握渐开线花键滚刀的齿形设计3） 了解渐开线花键滚刀切削过程及其特点4） 了解渐开线花键滚刀结构参数的确定5） 了解渐开线花键滚刀的公差与技术要求6） 掌握渐开线花键滚刀的设计步骤7） 掌握渐开线花键滚刀加工工艺并编制加工工艺过程卡2 •设计的基本要求和内容（1） 要求了解渐开线花键滚刀的工作原理2） 要求基本掌握渐开线花键滚刀的齿形设计及结构设计，并能出产品图纸3） 要求了解渐开线花键滚刀加工工艺4） 根据设计的产品图，编制加工工艺过程卡3. 主要参考文献（1） 袁哲俊编《齿轮刀具设计》上、下册，新时代出版社，1983年（2） 四川省机械工业局编《复杂刀具设计手册》上、下册，机械工业出版社，1979 年（3） 太原工具厂齿轮刀具工艺资料4. 进度安排设计各阶段名称起止日期1确定设计思路，进行开题检查2013.12-2014.03.142渐开线花键滚刀的齿形及结构设计，出产品图2014.03.14^2014.04.143编制工艺过程卡，进行中期检查2014.04.14〜2014.04.254根据设计的产品图，编制加工工艺过程卡2014.04.25〜2014.06.015设计及图纸整理，准备答辩2014.06.01 〜2014.06.10渐开线花键滚刀的设计与加工工艺摘要：木设计的题目是渐开线花键滚刀，它是齿轮滚刀的一种，与齿轮滚刀相比它的 齿高较小，分度圆压力角较大，相当于一个齿数很少，螺旋角很大的斜齿轮其外貌呈 蜗杆状。

渐开线花键滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理，用展成法切削齿轮的刀具，齿 轮滚刀相当于小齿轮，被切齿轮相当于一个大齿轮为了形成刀刃，在蜗杆端面沿着 轴线铳出几条容屑槽，以形成前面及前角，经铲齿和铲磨，形成后刀面及后角除了 滚刀的设计，滚刀的加工工艺也是木设计任务的一部分，我需要了解滚到材料的物理 化学性能以及机械加工的相关知识，进而编制出加工渐开线花键滚刀的工艺过程关键词：渐开线，压力角，齿轮，蜗杆，啮合，刀刃，加工工艺The design and processing technology of Involute spline hobAbstract: The topic of this design is involute spline hob, it is one of the gear hob and its depth is small compared with gear hob, dividing the circle pressure Angle is bigger, the equivalent of a few teeth, spiral Angle large helical gear worm shaped its appearance. Involute spline hob is in accordance with the helical gears meshing principle, with the generating method of gear cutting tool, the gear hob is equal to the pinion, cut gear wheel is equivalent to a big gear. In order to form the blade, in the end along the axis of the worm milling a few crumbs slot, in order to form the front and the rake Angle, the relieving and shovel grinding, knife after the formation of surface and back Angle. In addition to hob design, the processing technology of the hob is my part of the design task, I need to know to the physical and chemical properties and mechanical processing knowledge, and develop the processes of machining involute spline hob.Keywords: involute, pressure Angle, gear, worm, gear, blade, processing technology1前言 I2渐开线花键滚刀结构和齿形设计 42. 1滚刀的外径 42・2滚刀的长度 42・3滚刀的容屑槽 42・4滚刀的前角 52・5滚刀的分度圆直径和螺旋升角 62・6阿基米徳的齿形角 72・7法向直廓的齿形角 82・8渐开线花键滚刀的齿厚和齿高 92・9滚刀的压力角和齿高 103渐开线开建滚刀的设计过程 113. 1渐开线花键滚刀的设计步骤和计算过程 113・2产品图 194渐开线花键滚刀的公差与技术要求 205渐开线花键滚刀加工工艺 235. 1零件分析 235・2工艺说明 235・3加工工艺编制 235. 3. 1加工工艺过程卡 235. 3. 2工艺装备明细表 255. 3. 3机械加工工序卡片 255. 4刀具材料高速钢的应用 25结论 30参考文献 31致谢 321前言本设计的题冃是渐开线花键滚刀，即是齿轮滚刀其中特殊的一种，专用于加工 渐开线花键。

它是按展成法加工齿轮的刀具他可以加工直齿轮，也可以加工斜齿轮, 可以加工非变位齿轮，也可以加工变为齿轮图1・1是用齿轮滚刀加工齿轮的工作原理图齿轮滚刀加工齿轮过程的过程，犹 如一对相错轴渐开线圆柱齿轮的啮合过程为了能正确切出渐开线齿轮，滚刀刀齿的 左右两侧刃口完全理论切削刃口Z形状或者说不管滚刀容屑槽形状如何，其刀齿左 右两侧刃口应准确地分布在渐开线基本螺杆的螺旋面上无论是新制滚刀还是重磨后 的旧滚刀，其刀齿刃口均应符合这一原则图1.1齿轮滚刀切削齿轮的工作原理齿轮滚刀的工作原理，犹如一对螺旋齿轮的啮合过程滚刀就是具有一定切削角 度的渐开线斜齿圆柱齿轮，滚刀的头数即相当于螺旋齿轮的齿数这种齿数极少 螺 旋角很大牙齿能绕轴线很多圈数的变态斜齿轮圆柱齿轮，其实质就是一个蜗杆滚 刀切削刃刃位在该蜗杆的螺纹表面上，这种切削刃所在的蜗杆，称为滚刀的基本蜗杆很明显，齿轮滚刀耍切出正确的渐开线齿形，作为滚刀的基本蜗杆，应该是渐开 线蜗杆它的成形原理如图1.2中（C）所示，其端面的齿形为渐开线，滚刀切削刃 都位在渐开线基本蜗杆的螺纹表面上这种类型的滚刀称为渐开线滚刀但是由于渐 开线滚刀在制造上存在很多问题，目前工业上很少采用。

工业上采用易于制造和检验，而端面的齿形又最近似于渐开线的蜗杆，作为滚刀 的基木蜗杆，作为滚刀的基木蜗杆现在普遍采用两种，即阿基米德蜗杆和法向肓廓 蜗杆阿基米德蜗杆其轴向截面为肓线齿形，而端面的齿形为阿基米德螺旋线用这 种近似的蜗杆作为基木蜗杆的滚刀，称为阿基米德滚刀法向肓廓蜗杆的截面为直线 齿形，而端面的齿形为延长渐开线用这种近似蜗杆作为基木蜗杆的滚刀，称为法向 直廓滚刀径向线(a)螺旋槽(b)直槽(c)滾刀的基本绢杆及各刀面图1.2齿轮滚刀刃的形成和容屑槽齿轮滚刀的容屑槽分为直槽和螺旋槽两种，图1・2中(a) (b)分别为螺旋槽、 槽的齿轮滚刀渐开线花键滚刀作为齿轮滚刀的一种，工作原理和结构特性与齿轮滚刀相同，区 别就是它专用于加工渐开线花键渐开线花键滚刀分为两种精度等级A级为精加工 滚刀，B级为组加工滚刀(留磨滚刀)精加工的滚刀一般按国标级精度第I种过度配 合的花键轴齿厚设计当滚刀加工动配合的花键轴时，只要适当减小滚刀对花键轴的中心距即可过渡 配合的花键轴齿厚制造公差的平均值渐开线花键轴滚刀的法相齿形角为30 ,齿顶高heg=0. 7m,齿全高he=l. 2m+cmo 当m〈l时，c=0. 35m；当血》1时，c=0. 2mo齿顶圆弧ri=0. Im,齿根圆弧r2=0. 3mo对于齿轮滚刀而言，当入fW5。

时，齿轮滚刀做成直槽当入＞5时，齿轮滚 刀做成螺旋槽滚刀而对于渐开线花键滚刀而言，因为加工的所有渐开线花键都是直 槽，没有螺旋槽故渐开线花键做成直槽滚刀木设计就是要完成渐开线花键滚刀的结构和齿形设计，然后能够击产品图当然 也要对其加工工艺进行编制，包括工装明细表、工艺过程卡片、机械加工工艺卡片 目的就是能够简单设计出产品，并在车间里能够通过机械加工的方法在尽量节省材 料、保证工人安全、提高牛产效率和不污染环境的情况下加工出符合要求的合格产品2渐开线花键滚刀结构和齿形设计2.1滚刀的外径渐开线花键滚刀的外径是一个很重要的的结构尺寸，其大小直接影响其他结构参 数的合理性渐开线花键滚刀根据加工渐开线花键的精度等级的不同，可以选择不同 的外径精度等级高的的渐开线花键，滚刀的外径应选择的大一些；精度低的渐开线 花键，滚刀的外径可以选择的小一些滚刀外径越大，则滚刀分圆螺旋升角越小，因 而可使滚刀的近似造形误差越小，提高齿形的设计精度大的滚刀外径可使孔径增大，从而增加滚刀心轴的刚度，能采用较大的切削规范, 提高切削效率增大滚刀外径后，还可以使容屑槽数目增加，减少切齿时齿轮齿面的 包络误差，减少滚刀单齿的切削负荷，提高齿轮齿面的光洁度和耐用度。

过大的外径 也可能会给锻造、热处理和机械加工带来困难，同时也增加高速高的消耗和滚刀的成O2.2滚刀的长度滚刀的长度由螺纹部分的长度和两端轴台的长度所组成滚刀的螺纹部分出去两 端的不全齿以外，应至少具有包络出被切齿面两侧完整齿形的所需长度，以及切削斜 齿齿轮时所必需的增加量为避免滚刀个別负荷过大的刀齿应早期磨损而造成切削齿 不能充分利用之不足，滚刀长度还应包括用作轴向位移的增加量，以延长两次重磨之 间的使用寿命滚刀的轴台用作检验滚刀安装准确程度的基准，它要求与滚刀有严格的同轴度 除mW2的II型滚刀的长度略小于滚刀外径以外，其余滚刀长度军等于外径2.3滚刀的容屑槽滚刀的容屑槽一般做成与轴心线平行的盲槽形式，不仅能提高制造和刃磨的精 度，还易于检查肓槽滚刀采用阿基米德蜗杆近似造形，经过对基木齿形角的修正， 可以得到很近似的渐开线蜗杆滚刀这样修正的结果，使滚刀齿形的顶部和根部略有 加厚，从而对工件齿形造成稍许的根切和修缘，有利于齿轮传动滚刀容屑槽数关系到切削过程的平稳性、齿形精度和齿面光洁度，以及滚刀每次 重磨后的耐用度和使用寿命滚刀的容屑槽越多，切削重迭系数越大，分配在每一个 刀齿上的负荷减少，因此切削过程越平稳，滚刀的耐用度就越高。

滚刀的容屑槽越多, 齿面的包络误差就越小，对提高齿轮的齿形精度和齿面光洁度也有直接好处但是容 屑槽数过多，到吃的宽度小，回事滚刀的重磨次数减少表2.1渐开线花键滚刀的结构尺寸模数m0.50.81.01.251. 522. 53.03. 54.05.06.08.010.0%455063708090100112140L3050637080。