矩形花鍵拉刀及成形車刀設(shè)計說明書

1、中北大學(xué)課程設(shè)計說明書矩形花鍵拉刀及成形車刀設(shè)計說明書目 錄1.前言 1 2.緒論 2 3. 刀具設(shè)計3.1圓孔式拉刀的設(shè)計過程 33.2 矩形花鍵銑刀的設(shè)計 114小結(jié) 155致謝 156參考文獻(xiàn) 151. 前 言大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們即將進(jìn)入大四,踏入社會之前，通過課程設(shè)計來檢查和考驗(yàn)我們在這幾年中的所學(xué)，同時對于我們自身來說，這次課程設(shè)計很貼切地把一些實(shí)踐性的東西引入我們的設(shè)計中和平時所學(xué)的理論知識相關(guān)聯(lián)。為我們無論是在將來的工作或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過程中打下一個堅實(shí)的基礎(chǔ)。我的課程設(shè)計課題目是矩形花鍵拉刀與矩形花鍵銑刀的設(shè)計。在設(shè)計過程當(dāng)中,我通過查閱有關(guān)資料和運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)或有關(guān)

2、知識，比如零件圖設(shè)計、金屬切削原理、金屬切削刀具、以及所學(xué)軟件AUTOCAD的運(yùn)用，設(shè)計了零件的工藝、編制了零件的加工程序等。我利用此次課程設(shè)計的機(jī)會對以往所有所學(xué)知識加以梳理檢驗(yàn)，同時又可以在設(shè)計當(dāng)中查找自己所學(xué)的不足從而加以彌補(bǔ)，使我對專業(yè)知識得到進(jìn)一步的了解和系統(tǒng)掌握。由于本人水平有限,設(shè)計編寫時間也比較倉促,在我們設(shè)計的過程中會遇到一些技術(shù)和專業(yè)知識其它方面的問題，再加上我們對知識掌握的程度，所以設(shè)計中我們的設(shè)計會有一些不盡如人意的地方, 為了共同提高今后設(shè)計設(shè)計的質(zhì)量，希望在考核和答辯的過程中得到各位指導(dǎo)老師的諒解與批評指正,不勝感激之至. 2. 緒 論2.1刀具的發(fā)展隨著社會的發(fā)展

3、,時代的進(jìn)步,刀具在生產(chǎn)中的用途越來越廣.刀具的發(fā)展在一定程度上決定著生產(chǎn)率,中國加入WTO后,各行各業(yè)面臨的競爭越來越激烈,一個企業(yè)要有競爭力,其生產(chǎn)工具必須具有一定的先進(jìn)性.中國作為一個農(nóng)業(yè)大國,其在機(jī)械方面的發(fā)展空間相當(dāng)大,而要生產(chǎn)不同種類的零件,不管其大小與復(fù)雜程度,都離不開刀具.   目前，在金屬切削技術(shù)領(lǐng)域中，我國和先進(jìn)的工業(yè)國家之間還存在著不小的差距，但這種差距正在縮小。隨著工廠、企業(yè)技術(shù)改造的深入開展，各行各業(yè)對先進(jìn)刀具的需要量將會有大幅度的增長，這將有力地促進(jìn)金屬切削刀具的發(fā)展。2.2本課題研究的目的課程設(shè)計作為工科院校大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固學(xué)生大學(xué)

4、所學(xué)知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗(yàn)大學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力、自學(xué)能力、獨(dú)立操作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是大學(xué)生參加工作前的一次實(shí)踐性鍛煉。通過本課題設(shè)計可以達(dá)到以下目的：1. 綜合運(yùn)用學(xué)過的專業(yè)理論知識，能獨(dú)立分析和擬訂某個刀具合理的工藝路線，具備設(shè)計中等復(fù)雜刀具零件的能力。2. 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用刀具設(shè)計的基本原理和方法，掌握一些專用刀具設(shè)計方法，完成刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高刀具設(shè)計能力。3. 熟悉和學(xué)會使用各種手冊，能善于使用網(wǎng)絡(luò)搜尋一些設(shè)計的相關(guān)資料，掌握一定的工藝制訂的方法和技巧。4. 進(jìn)一步提高計算機(jī)操作的基本技能CAD及Pro/engineer軟件應(yīng)用能力(造型設(shè)計與自動編程)

5、仿真模擬軟件的應(yīng)用。3.刀 具 設(shè) 計（一）圓孔拉刀的設(shè)計1. 前言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)動時，每個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。圓孔拉刀一般用來加工24級精度的孔。圓孔拉刀按受力方式不同，可分為拉刀和推刀。圓孔拉刀可設(shè)計為普通拉削方式、輪切式和綜合輪切式的結(jié)構(gòu)。此設(shè)計選用了綜合輪切式圓孔拉刀。2. 圓孔式拉刀由非工作部分和工作部分組成。圓孔式拉刀由非工作部分和工作部分組成2.1非工作部分包括以下幾

6、部分：（1）柄部 圖1 拉刀柄部供拉床夾頭夾住以傳遞動力。其直徑應(yīng)比拉削前的孔徑小0.5mm。柄部形狀如圖1。（2）頸部 連接柄部與其后各部分。（3）過渡錐 使拉刀容易進(jìn)入工件孔中，起對準(zhǔn)中心的作用。（4）前導(dǎo)部 起導(dǎo)向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可檢查拉削前孔徑是否太小，以免拉刀第一齒負(fù)荷太大而損壞。其直徑d4應(yīng)等于拉削前前孔的最小直徑dmin，長度一般等于拉削孔的長度，但不小于40mm。（5）后導(dǎo)部 保持拉刀最后的正確位置，防止拉刀即將離開工件時，工件下垂而損壞已加工表面。其直徑等于拉削后孔的最小直徑dmin，長度等于（0.5-0.7）l0,但不小于20mm。（6）支托部 防止長而重的拉刀

7、自重下垂，影響加工質(zhì)量和損壞刀齒。2.2工作部分由粗切齒、精切齒、校準(zhǔn)齒組成3. 原始數(shù)據(jù) 被加工零件如圖.所示，工件材料為：20鋼；硬度HBS120 ；強(qiáng)度b =400Mpa。4. 圓孔拉刀的參數(shù)選擇和設(shè)計計算4.1選擇拉刀材料及熱處理強(qiáng)度 參考附錄表5選W6Mo5Cr4V2高速鋼按整體式制造拉刀。 拉刀熱處理硬度:刀齒及后導(dǎo)部 63.-66HRC;前導(dǎo)部 60-66HRC;前柄 45-58HRC。 4.2確定拉削方式綜合式拉刀較短，適用于拉削碳鋼和低碳鋼，拉削精度和表面質(zhì)量并不低于其他方式，且拉刀耐用度高。因此，選擇綜合式拉削。 4.3選擇刀齒幾何參數(shù)查表4-2、4-3得：刀具前角，精切齒

8、與校準(zhǔn)齒刀具后角：粗切齒 細(xì)切齒 校準(zhǔn)齒 4.4確定校準(zhǔn)齒直徑 =45.025；&=0.001 =+&=45.035 4.5確定拉削余量、計算余量拉削前預(yù)制孔為鉆孔，查表4-1可知切削余量 =（0.005*60+0.15*）mm=1.25mm 按GB1439-78錐柄長麻花鉆取Ø44mm的鉆頭。這樣，實(shí)際拉削余量為 =(45.035-44)mm=1.035mm 4.6選取齒升量 按表4-4，我們先取粗切齒的齒升量0.05mm 4.7設(shè)計容屑槽 4. 7. 1 計算齒距 初切齒與過度齒齒：， 取標(biāo)準(zhǔn)值為： 精切齒與校準(zhǔn)齒齒距： 取 4. 7. 2 選取容屑槽形狀 選取

9、曲線齒背的槽形，粗切齒和過度齒取深槽，h=4mm 精切校準(zhǔn)齒齒距取基本 槽，h=2.5mm 4 .7. 3檢驗(yàn)容屑條件 查4-10得容屑系數(shù)K=3.0，則 顯然，容屑條件校驗(yàn)合格 4.8檢驗(yàn)同時工作齒數(shù) 照表4-7計算 ， 滿足了同時工作齒數(shù)38為宜的 條件，校驗(yàn)合格確定分屑槽參數(shù)。 4.9確定分屑槽參數(shù) 查表4-12當(dāng)槽數(shù) 槽寬 切削寬度 因，可使拉削表面質(zhì)量較好，前后刀齒重疊拉削而無空隙 三角形槽按表4-11設(shè)計， 槽數(shù)n=（26.931.4）=23取偶數(shù)即n=24 槽寬b=11.2mm，深，槽形角 前后刀齒的分屑槽應(yīng)在圓周方向錯開半個槽距，交錯排列。 4.10選擇拉刀前柄 按表4-17，

10、選用型-A無周向定位面的圓柱形前柄，取，卡爪處底徑 。拉刀無需設(shè)后柄。 4.11校驗(yàn)拉刀強(qiáng)度 按表4-20，4-21，4-22計算最大拉削力，根據(jù)綜合式拉削特點(diǎn)，拉削厚度 查表4-22可知 查表4-21可知 =156.84KN 拉刀最小斷面為前柄卡爪底部，其面積為危險斷面部位的拉應(yīng)力為 按表4-25Qsi3-1圓拉刀許用應(yīng)力，顯然，拉刀強(qiáng)度校驗(yàn)合格4.12確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑尺寸取過度齒與精確齒齒升量遞增為：0.030，0.025，0.020，0.0175，0.015，0.015.共切除余 其中，前2齒齒升量大于，可屬于過度齒，后4齒齒升量較小，屬精切齒。粗切齒齒數(shù)按下式計算后取整為粗切齒過

11、度齒，精切齒共切除余量(9-1)*2*0.05+0.22mm=1.02mm剩下（1.035-1.02）mm=0.015mm未切除，故需設(shè)一個精切齒切到要求的尺寸按表4-14取校準(zhǔn)齒7個，其直徑尺寸已在前面計算確定了。這樣，拉刀總齒數(shù)為 裝配圖中按齒號列出了各齒直徑尺寸及其公差。4.13設(shè)計拉刀其他部分 按表4-19：前柄 過渡錐 前導(dǎo)部 后導(dǎo)部 拉刀前柄端面至第一刀齒的距離 4.14計算和校驗(yàn)拉刀總長粗切齒和過度齒長 精切齒與校準(zhǔn)齒長 拉刀總長 按表4-26允許拉刀總長為，顯然，此拉刀短得多，所以長度校驗(yàn)合格。4.15制定拉刀技術(shù)條件 應(yīng)根據(jù)本章二。主要內(nèi)容應(yīng)列入拉刀工作圖中，具體見裝配圖5.

12、 繪制拉刀工作圖 圖3（二）矩形花鍵銑刀的設(shè)計1. 前言 成形銑刀是用來加工成形表面的專用刀具，如加工凹凸圓弧面的成形銑刀以及加工齒輪用的盤形齒輪銑刀等。它和車刀一樣，其切削刃廓形是根據(jù)工件的成形表面形狀設(shè)計計算的。由于銑削時同時參加工作的切削刃總長度較長，且無空行程，而使用的切削速度也較高，故加工生產(chǎn)率高，表面粗糙度值小，得到了廣泛應(yīng)用。 2.原始條件被加工零件如圖所示，工件材料為：20鋼；硬度HBS120 ；強(qiáng)度b = 400Mpa；工件長度L=40mm。 3.矩形花鍵銑刀的參數(shù)選擇和設(shè)計計算 3.1選擇銑刀材料 成形銑刀材料一般用高速鋼，采用W18Cr4V。 3.2計算齒槽半角 180/

13、Z=180/6=30o 3.3 計算圓弧中心半角 = 3.4齒頂寬 3.5齒廓高度 3.6銑刀寬度 取B=10 3.7 銑刀齒頂圓弧半徑 3.8 銑刀前角 3.9確定容屑槽底形式 由于工件廓形是對稱的形狀,查表3-3,槽底應(yīng)采用加強(qiáng)型。 3.10確定銑刀孔徑 按表3-4,當(dāng)銑刀寬度B=9mm時,可取d=20mm。 3.11初選銑刀外徑 3.12初選銑刀齒數(shù) 按表3-6,可初選Zk=8。 3.13確定銑刀的后角及鏟削量 3.13.1確定銑刀后角 故= 可滿足要求 3.13.2確定鏟削量 查附表2 取k=3 =4.5 3.14確定容屑槽底半徑 mm 取r=2 3.15確定容屑槽角 取=25

14、6;。 3.16確定容屑槽深度 3.17分屑槽尺寸 因?yàn)樵撱姷秾挾刃∮?0，故切削刃上不需做分屑槽 3.18校驗(yàn)銑刀刀體強(qiáng)度 3.18.1校驗(yàn)刀體強(qiáng)度 所以刀體滿足要求 3.18.2校驗(yàn)刀齒強(qiáng)度 所以刀齒強(qiáng)度滿足要求 3.19校驗(yàn)鏟磨齒形時砂輪是符合下一個刀齒發(fā)生干涉 采用圖3-5所示方法進(jìn)行校核，結(jié)果不發(fā)生干涉 3.20確定內(nèi)孔刀尺寸及鍵槽尺寸根據(jù)附錄表-1可知當(dāng)內(nèi)孔直徑d=27時t=22.0；根據(jù)附錄表-3可知當(dāng)?shù)扼w寬度L22可采用無內(nèi)孔空刀 3.21確定銑刀的技術(shù)條件 銑刀材料選用W18Cr4V,熱處理硬度為6366HRC。 確定銑刀的齒形用樣板檢查,透光度不大于0.07mm。 銑刀外徑

15、do公差為h15,銑刀寬度B公差為h12,銑刀孔徑d公差為H7。 切削刃的徑向及端面跳動公差為0.03mm,刀體端面跳動公差為0.02mm,前刀面的徑向性只許凹入且公差為0.06mm。4. 銑刀工作圖圖64 小結(jié)通過本次金屬切削刀具課程設(shè)計我學(xué)到了：在設(shè)計過程當(dāng)中,我通過查閱有關(guān)資料和運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)或有關(guān)知識，比如零件圖設(shè)計、金屬切削原理、金屬切削刀具、以及所學(xué)軟件AUTOCAD、PRO/E的運(yùn)用，設(shè)計了零件的工藝、編制了零件的加工程序等。我利用此次課程設(shè)計的機(jī)會對以往所有所學(xué)知識加以梳理檢驗(yàn)，同時又可以在設(shè)計當(dāng)中查找自己所學(xué)的不足從而加以彌補(bǔ)。使我對專業(yè)知識得到進(jìn)一步的了解和系統(tǒng)掌握。而且：

16、（1） 通過本次設(shè)計活動將理論與實(shí)踐結(jié)合起來，鞏固和加深所學(xué)的理論知識；（2） 在整個設(shè)計過程中的各個環(huán)節(jié)可以更好的培養(yǎng)我們的創(chuàng)新思維能力、觀察分析能力、工程實(shí)踐能力及綜合能力。（3） 加強(qiáng)了對自己專業(yè)的深刻認(rèn)識，對金屬切削刀具有了新的認(rèn)識。通過課程設(shè)計來檢查和考驗(yàn)我們在這幾年中的所學(xué)，同時對于我們自身來說，這次課程設(shè)計很貼切地把一些實(shí)踐性的東西引入我們的設(shè)計中和平時所學(xué)的理論知識相關(guān)聯(lián)。為我們無論是在將來的工作或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過程中打下一個堅實(shí)的基礎(chǔ)。5. 致謝通過這次實(shí)踐機(jī)會，我熟悉了拉刀的結(jié)構(gòu)及其功能，將理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中，并且學(xué)會利用圖書資料及網(wǎng)絡(luò)材料查詢自己需要的知識，總體上提高了設(shè)計能力。本次設(shè)計是在辛老師的悉心指導(dǎo)下完成的。他學(xué)識淵博、工作務(wù)實(shí)、積極進(jìn)取的勇氣和魄力、以及對學(xué)生從嚴(yán)要求的治學(xué)態(tài)度都深深感染了我，值得我終身學(xué)習(xí)。他無私的奉獻(xiàn)精神是我畢生學(xué)習(xí)和追求的目標(biāo)。在今后的學(xué)習(xí)和生活之中，老師的教誨必將激勵我不斷奮發(fā)向上。同時也要感謝與我相關(guān)的課題組的同學(xué)，他們在設(shè)計中給了我很大的幫助，和他們的討論時常使我豁然開朗，他們給了我很多很好的設(shè)計建議，使我的設(shè)計加快了進(jìn)程。在此向所有給予我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W(xué)表示深深的謝意！6參考1 沈鴻 . 機(jī)械工程手冊 . 金屬切削刀具部分.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 .19802 沈鴻 . 機(jī)械工程手冊 .