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1、刀具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-封皮中北大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書學(xué)生姓名: 張文杰 學(xué) 號(hào): 03 學(xué) 院: 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目: 圓孔拉刀設(shè)計(jì) 矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師: 龐學(xué)慧 職稱: 教授 指導(dǎo)教師: 武文革 職稱: 教授 2009年6月3日 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2008/2009 學(xué)年第 2 學(xué)期學(xué) 院: 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名: 張文杰 學(xué) 號(hào): 03 課程設(shè)計(jì)題目: 圓孔拉刀設(shè)計(jì) 矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 6月4日6月12日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn): 工字樓 指 導(dǎo) 教 師: 龐學(xué)慧、武文革
2、 系 主 任: 王 彪 下達(dá)任務(wù)書日期: 2009年6月3日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1設(shè)計(jì)目的:金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完“金屬切削原理及刀具”等有關(guān)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),其目的是使學(xué)生鞏固和深化課堂理論教學(xué)內(nèi)容,鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論的能力,是對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立分析、解決問(wèn)題能力的強(qiáng)化訓(xùn)練。 通過(guò)金屬切削刀具課程設(shè)計(jì),具體應(yīng)使學(xué)生做到: (1) 掌握金屬切削刀具的設(shè)計(jì)和計(jì)算的基本方法; (2) 學(xué)會(huì)運(yùn)用各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)難;(3) 學(xué)會(huì)繪制符合標(biāo)準(zhǔn)要求的刀具工作圖,能標(biāo)注出必要的技術(shù)條件。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等)
3、:完成成形車刀、成形銑刀、拉刀其中兩種刀具的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作,繪制刀具工作圖和必要的零件圖以及編寫一份正確、完整的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。刀具工作圖應(yīng)包括制造及檢驗(yàn)該刀具所需的全部圖形、尺寸、公差、粗糙度要求及技術(shù)條件等;說(shuō)明書應(yīng)包括設(shè)計(jì)時(shí)所涉及的主要問(wèn)題以及設(shè)計(jì)計(jì)算的全部過(guò)程;設(shè)計(jì)說(shuō)明書中的計(jì)算必須準(zhǔn)確無(wú)誤,所使用的尺寸、數(shù)據(jù)和計(jì)量單位,均應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法定計(jì)量單位;使用a4紙打印,語(yǔ)言簡(jiǎn)練,文句通順。具體設(shè)計(jì)要求見附頁(yè)。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等:1刀具圖紙 2張(a1或a2,計(jì)算機(jī)繪制)2課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份(打印,a4紙不少于20頁(yè))課 程 設(shè) 計(jì)
4、 任 務(wù) 書4主要參考文獻(xiàn):1劉華明主編金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2樂兌謙主編金屬切削刀具北京:國(guó)防工業(yè)出版社,5設(shè)計(jì)成果形式及要求:1刀具工作圖 2張(a1或a2,計(jì)算機(jī)繪制)2課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份(計(jì)算機(jī)打印,a4紙不少于20頁(yè))6工作計(jì)劃及進(jìn)度:2009年6月4 日 消化資料、方案設(shè)計(jì) 6月6 日 結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)及校驗(yàn)計(jì)算6月8 日 6月10日 工作圖設(shè)計(jì)6月11日 編寫說(shuō)明書6月12日 答辯系主任審查意見: 簽字: 年 月 日設(shè)計(jì)任務(wù)231. 圓孔拉刀設(shè)計(jì)被加工零件如圖1.所示,工件材料為:可鍛鑄鐵kth30006;硬度hbs120 ;強(qiáng)度b =300mpa。 2.
5、矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì)被加工零件如圖2.所示,工件材料為:可鍛鑄鐵kth30006;硬度hbs120 ;強(qiáng)度b =300mpa;工件長(zhǎng)度l=30mm。 圖1 圖2前 言大學(xué)三年級(jí)可以說(shuō)是大學(xué)四年學(xué)習(xí)生活中很重要的一年。這一年,開設(shè)了很多專業(yè)課,為我們走出校園,走向工作崗位奠定了基礎(chǔ),使我們的專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)提高到可觀的層面。金屬切削原理與金屬切削刀具是眾多專業(yè)課中很重要的一門,是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生所必備的專業(yè)知識(shí)技能。介于其重要性,學(xué)校開設(shè)了一周的金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)。它是基于我們對(duì)金屬切削原理及刀具學(xué)習(xí)后的實(shí)踐性環(huán)節(jié),其目的是使學(xué)生鞏固和深化課堂理論教學(xué)內(nèi)容,鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)
6、和理論的能力,是對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立分析、解決問(wèn)題能力的強(qiáng)化訓(xùn)練。我的課程設(shè)計(jì)題目是圓孔拉刀設(shè)計(jì)與矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我充分運(yùn)用了所學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí),并且查閱相關(guān)資料,充分運(yùn)用了繪圖軟件autocad,設(shè)計(jì)了零件的工藝、編制了零件的加工程序等。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我對(duì)這學(xué)期本門課程所學(xué)的內(nèi)容又了進(jìn)一步的理解和掌握。由于本人水平有限,,設(shè)計(jì)編寫時(shí)間也比較倉(cāng)促,在我們?cè)O(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)遇到一些技術(shù)和專業(yè)知識(shí)其它方面的問(wèn)題,再加上我們對(duì)知識(shí)掌握的程度,所以設(shè)計(jì)中我們的設(shè)計(jì)會(huì)有一些不盡如人意的地方, 為了共同提高今后設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,希望在考核和答辯的過(guò)程中得到各位指導(dǎo)老師的諒解與批評(píng)指正,不勝感激之至。
7、 編者 2009年6月5日一、金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)的目的金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完“金屬切削原理及刀具”等有關(guān)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),其目的是使學(xué)生鞏固和深化課堂理論教學(xué)內(nèi)容,鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和理論的能力,是對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立分析、解決問(wèn)題能力的強(qiáng)化訓(xùn)練。 通過(guò)金屬切削刀具課程設(shè)計(jì),具體應(yīng)使學(xué)生做到: (1) 掌握金屬切削刀具的設(shè)計(jì)和計(jì)算的基本方法; (2) 學(xué)會(huì)運(yùn)用各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)難;(3) 學(xué)會(huì)繪制符合標(biāo)準(zhǔn)要求的刀具工作圖,能標(biāo)注出必要的技術(shù)條件。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求完成圓孔拉刀、矩形花鍵拉刀兩種刀具的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作,繪制刀具工作圖和必要的零件圖以及
8、編寫一份正確、完整的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。刀具工作圖應(yīng)包括制造及檢驗(yàn)該刀具所需的全部圖形、尺寸、公差、粗糙度要求及技術(shù)條件等;說(shuō)明書應(yīng)包括設(shè)計(jì)時(shí)所涉及的主要問(wèn)題以及設(shè)計(jì)計(jì)算的全部過(guò)程;設(shè)計(jì)說(shuō)明書中的計(jì)算必須準(zhǔn)確無(wú)誤,所使用的尺寸、數(shù)據(jù)和計(jì)量單位,均應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法定計(jì)量單位;使用a4紙打印,語(yǔ)言簡(jiǎn)練,文句通順。三、拉刀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)圓孔拉刀設(shè)計(jì)被加工零件如圖1.所示,工件材料為:可鍛鑄鐵kth30006;硬度hbs120 ;強(qiáng)度b =300mpa。 圖1 說(shuō)明broach拉刀是一種高生產(chǎn)率的刀具,可以用來(lái)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。常見拉刀的種類如
9、下圖 圖2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)組成為:柄部,用以?shī)A持拉刀和傳遞動(dòng)力;頸部,起連接作用;過(guò)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
10、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
11、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(一)選定刀具類型和材料的依據(jù)1選擇刀具類型:對(duì)每種工件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和工藝裝備設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮選用合適的刀具類型。事實(shí)上,對(duì)同一個(gè)工件,??捎枚喾N不同的刀具加工出來(lái)。 采用的刀具類型不同將對(duì)加工生產(chǎn)率和精度有重要影響??偨Y(jié)更多的高生產(chǎn)率刀具可以看出,增加刀具同時(shí)參加切削的刀刃長(zhǎng)度能有效的提高其生產(chǎn)效率。 2正確選擇刀具材料: 刀具材料選擇得是否恰當(dāng)對(duì)刀具的生產(chǎn)率有重要的影響。因?yàn)橛操|(zhì)合金比高速鋼及其他工具鋼生產(chǎn)率高得多,因此,
12、在能采用硬質(zhì)合金、的情況下應(yīng)盡力采用。由于目前硬質(zhì)合金的性能還有許多缺陷,如脆性大,極難加工等,使他在許多刀具上應(yīng)用還很困難,因而,目前許多復(fù)雜刀具還主要應(yīng)用高速鋼制造。拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)昂貴,因此要求采用耐磨的刀具材料,以提高其耐用度;考慮到還應(yīng)有良好的工藝性能,根據(jù)刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表29,選擇高速工具鋼,其應(yīng)用范圍用于各種刀具,特別是形狀較復(fù)雜的刀具。根據(jù)表30,選擇w18cr4v整體制造。(二)刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟 選擇l6110拉床進(jìn)行加工,其參數(shù)如下。拉床型號(hào)公稱拉力ft(kn)床壁孔徑床壁厚度bs花盤孔徑花盤厚度a法蘭盤厚度a最大行程(mm)l6110100
13、12560100603014001、拉削余量 2、選擇切削幾何參數(shù) 按表52,53選擇。前角=5° 粗切齒后角 精切齒后角 校準(zhǔn)齒后角3、齒升量選擇 查表51,取粗切齒齒升量。為使拉削平穩(wěn),令第一個(gè)過(guò)渡齒到最后一個(gè)精切齒間各刀齒的齒升量均勻遞減。取過(guò)渡齒和精切齒齒數(shù)5齒,齒升量可先按0. 8f、0. 5f、0. 3f、 0. 2f、 0. lf,精切齒齒升量選取。 4齒距及同時(shí)工作齒數(shù) 齒距p是相鄰兩刀齒間的軸向距離,確定齒距的大小時(shí),應(yīng)考慮到拉削的平穩(wěn)性及足夠的容屑空間,一般應(yīng)有38個(gè)齒同時(shí)工作為好。 粗切齒的齒距p按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算: 取標(biāo)準(zhǔn)值p=7mm。 最大同時(shí)工作齒數(shù),取整數(shù)部
14、分為3。 過(guò)度齒齒距 p<10mm,精切齒齒距 (便于制造)5.容屑槽形狀及尺寸 容屑槽要有足夠的容屑空間,能使切屑卷曲自由,又能使刀齒有足夠強(qiáng)度,并可多次重磨,常見的容屑槽有三種形式,分別為齒背為直線的槽形,齒背為曲線的槽形,加長(zhǎng)齒距的槽形。其中齒背為曲線的槽形有利于卷屑,適用于拉削韌性材料,所以選擇此種槽形,并為基本槽。圖3 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),取k=(齒升量,加工材料為可鍛鑄鐵) 所以 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),取h=,g=,r=,r=4mm。槽形形狀及參數(shù)見圖。6分屑槽的設(shè)計(jì) 分屑槽的作用是減小切屑寬度,便于切屑容納在容屑槽里。當(dāng)切削韌性金屬時(shí),若沒有分屑槽,則圓孔拉刀的每個(gè)刀齒切下的金屬層是一個(gè)
15、圓筒,它會(huì)套在容屑槽中,是清除切屑十分困難,對(duì)拉削過(guò)程十分不利。故對(duì)切削寬度較大的拉刀,在切削齒的切削刃上都要做出交錯(cuò)分布的分屑槽,將切屑分成許多小段。圖4根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),取分屑槽數(shù)n=6,槽寬b=,槽深=,槽角為了保證拉削質(zhì)量,在最后一個(gè)精切齒生不加工分屑槽。7拉刀的校準(zhǔn)齒數(shù)表1 拉刀校準(zhǔn)部齒數(shù)拉 刀 類 型 校 準(zhǔn) 齒 齒 數(shù) 圓拉刀加工公差等級(jí)h7h9的孔 57加工公差等級(jí)h10h11級(jí)精度的孔 45加工公差等級(jí)h12h13級(jí)精度的孔 34 花鍵拉刀、 方拉刀、鍵槽拉刀及具有單面刀齒的拉刀 45校準(zhǔn)部的校準(zhǔn)齒無(wú)齒升量,只作校準(zhǔn)和修光作用,不做出分屑槽。為了便于制造,校準(zhǔn)齒的前角、后角與齒形
16、均可做成與精切齒相同。所加工圓孔精度等級(jí)為h7,所以根據(jù)上表選取校準(zhǔn)齒數(shù)為5,取校準(zhǔn)齒齒距p等于粗切齒齒距即p=。8切削齒齒數(shù)與直徑 切削齒齒數(shù)為 粗切齒的齒數(shù)根據(jù)它切去的余量與齒升量來(lái)決定,第一個(gè)粗切齒的直徑與前導(dǎo)部的直徑相同,即沒有齒升量。這是為了避免第一個(gè)切削齒因拉削余量不均勻或金屬內(nèi)含有雜質(zhì)而承受過(guò)大的偶然負(fù)荷。 由前面的計(jì)算得拉削余量,由前面的計(jì)算可知粗切齒齒升量為,過(guò)渡齒齒數(shù)5齒,精切齒齒數(shù)7齒,齒升量分別為0. 8f、0. 5f、0. 3f、0. 2f、 0. lf,精切齒齒升量選取。得 所以得 取粗切齒4齒。第一齒齒升量為0,第二齒齒升量取,后三齒齒升量為。切削部的長(zhǎng)度 9非工
17、作部分的設(shè)計(jì) (1)柄部 柄部的作用是供拉床夾頭夾住以傳遞動(dòng)力。其直徑至少應(yīng)比拉削前的孔徑小。 拉削前的孔徑d=,所以根據(jù)相關(guān)資料查得: ,c=3,。詳細(xì)見圖紙。 (2)頸部 連接柄部與其后各部分。其長(zhǎng)度應(yīng)能使拉刀第一刀齒未進(jìn)入工件孔之前,拉床夾頭可以?shī)A住柄部。拉刀的標(biāo)記就打在頸部。 頸部長(zhǎng)度 其中為過(guò)度錐長(zhǎng)度,取10mm。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),頸部直徑。 (3)過(guò)度錐 其作用是使拉刀容易進(jìn)入工件孔中,起對(duì)準(zhǔn)中心作用。 過(guò)度錐長(zhǎng)度,其直徑前端等于頸部直徑,后端等于前導(dǎo)部直徑。 (4)前導(dǎo)部 起導(dǎo)向和定心的作用,防止拉刀歪斜,并可檢查拉削前孔孔徑是否太小,以免拉刀第一刀齒負(fù)荷太大而損壞。其直徑應(yīng)等于拉
18、削前孔的最小直徑,長(zhǎng)度一般等于拉削孔長(zhǎng)度l。 所以 ,。 (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(shí),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,長(zhǎng)度等于(.5,但不小于20mm。 所以 , 。 (6)支托部 防止長(zhǎng)而重的拉刀自重下垂,影響加工質(zhì)量和損壞刀齒。 支托部長(zhǎng)度 ,。10拉刀強(qiáng)度與拉床拉力的校驗(yàn) 為了不拉斷拉刀和損壞拉床,在設(shè)計(jì)拉刀時(shí),必須進(jìn)行拉刀強(qiáng)度與拉床拉力的校驗(yàn)。 (1)拉削力的計(jì)算 普通拉削式圓孔拉刀的最大拉削力為其中為拉刀拉削刃單位長(zhǎng)度上的拉削力,查相關(guān)資料得=123n。 (2)拉刀強(qiáng)度校驗(yàn) 拉削是產(chǎn)生拉應(yīng)力應(yīng)小于材料許用應(yīng)力,即。 高速鋼(w
19、18cr4v)的=343392mpa。拉刀最小截面在拉刀在第一刀齒容屑槽處,d=。 帶入計(jì)算得 (3)拉床拉力校驗(yàn) 拉削時(shí)產(chǎn)生的最大拉削力應(yīng)小于拉床的實(shí)際拉力 l6110型拉床公稱拉力為100kn,所以符合條件。11圓孔拉刀齒序圓孔拉刀齒序表齒形齒號(hào)直徑基本尺寸直徑尺寸公差齒型齒號(hào)直徑基本尺寸直徑尺寸公差19210311412513614715816四、銑刀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì)被加工零件如圖2.所示,工件材料為:可鍛鑄鐵kth30006;硬度hbs120 ;強(qiáng)度b =300mpa;工件長(zhǎng)度l=30mm。 圖5銑刀是一種應(yīng)用很廣泛的多齒多刃回轉(zhuǎn)刀具。銑削加工時(shí),銑刀饒起軸線轉(zhuǎn)動(dòng),而工件
20、做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑削加工與刨削加工相比較,銑削時(shí)同時(shí)參加工作的切削刃總長(zhǎng)度較長(zhǎng),且無(wú)空行程,而使用的的切削也叫高,故加工生產(chǎn)效率也一般較高,表面的粗糙度也較小。銑刀的種類很多 圖6矩形花鍵通常采用銑切或滾切成形,再經(jīng)磨花鍵達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求。銑切加工一般采用專門設(shè)計(jì)的t形槽銑刀,這種銑刀適合大批量專業(yè)化生產(chǎn),但對(duì)中、小批量非專業(yè)化生產(chǎn)不太適合。為解決這個(gè)問(wèn)題,我們?cè)囉萌嫒秀姷都捌姷叮@得了滿意的結(jié)果。 (一) 齒形的設(shè)計(jì)計(jì)算1.前角為零時(shí),工件法剖面截形就是銑刀的齒形。2.前角大于零時(shí) 銑刀有了前角以后,其刀齒在徑向截面的齒形和前刀面上的齒形,就與工件法剖面的截形不同了。設(shè)f為銑刀外圓處的縱向前
21、角,當(dāng)f較大時(shí),銑刀徑向截面和前刀面上的齒形需進(jìn)行修正計(jì)算。 下圖所示的是工件齒形和銑刀齒形得關(guān)系,其中(b)為給定的工件齒形;(c)為銑刀徑向截面應(yīng)具有的齒形,即鏟刀應(yīng)具有的齒形;(d)為銑刀前刀面的齒形,即樣板應(yīng)具有的齒形。圖7(二)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇及計(jì)算設(shè)計(jì)步驟1.銑刀齒形高度h 設(shè)被切工件成形部分高度為hw,則成形銑刀齒形高度應(yīng)為: hhw(12)mm2.銑刀寬度b 設(shè)被切工件闊形寬度為bw,則銑刀寬度b可取為稍大于b。3.容屑槽底形式 鏟齒成形銑刀容屑槽底形式通常有兩種,即平地形式和中間有凸起或槽底傾斜的加強(qiáng)形式。在鏟削深度較小和刀齒強(qiáng)度足夠的情況下,應(yīng)采用平底形式。在銑削深度較大時(shí),
22、宜采用加強(qiáng)形式。4.銑刀的孔徑d 銑刀的孔徑d應(yīng)根據(jù)銑削寬度和工作條件選取,可以按剛度,強(qiáng)度條件計(jì)算,也可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)選取。5.銑刀的外徑do 對(duì)于平底形式的容屑槽,銑刀外徑可按下面公式計(jì)算:dod+2m2h式中:d銑刀孔徑 m壁厚,一般?。ǎヾ h全齒高 由于全齒高的計(jì)算又需依據(jù)外徑do,因此,用上式直接計(jì)算銑刀外徑是困難的,我國(guó)一些工廠采用下式估算銑刀外徑: do(2)d(26)根據(jù)上面公式的計(jì)算結(jié)果再取外徑的推薦值。6.銑刀的圓周齒數(shù)zk 鏟齒成形銑刀的圓周齒數(shù)zk可按下式計(jì)算 zkdo/s式中s為銑刀的圓周齒距,粗加工時(shí),可取s()h精加工時(shí),可取s=,式中h為容屑槽的高度。 但是在設(shè)
23、計(jì)成形銑刀時(shí),直接按公式計(jì)算圓周齒數(shù)是困難的,因?yàn)槭街衕尚未確定,而確定它時(shí),又要反過(guò)來(lái)依據(jù)銑刀的圓周齒數(shù)。因而在設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)按銑刀外圓直徑的大小預(yù)先選定圓周齒數(shù),在設(shè)計(jì)計(jì)算出銑刀的其他結(jié)構(gòu)參數(shù)后再反過(guò)來(lái)校驗(yàn)圓周齒數(shù)設(shè)計(jì)得是否合適。7.銑刀的后角及鏟削量k 設(shè)鏟齒成形銑刀的頂刃徑向后角為f,一般取f10o15o。相應(yīng)的鏟削量可按下式計(jì)算:ktgfdo/zk,式中do為銑刀外徑,zk為圓周齒數(shù)。求出鏟削量后,應(yīng)按附錄表40所列的鏟床凸輪的升距選取相近的k值。 初步選定徑向后角和計(jì)算出鏟削量以后,需驗(yàn)算刀齒側(cè)刃上一點(diǎn)x的主剖面后角ox,驗(yàn)算應(yīng)選x最小處的x點(diǎn),驗(yàn)算公式可按下面公式: tg
24、oxtgfsinx 應(yīng)使ox不小于23o。實(shí)際計(jì)算表明,當(dāng)x<15時(shí),常滿足這宜要求,可采用增大頂刃后角,斜置工件,斜鏟齒等方法增大側(cè)刃后角。 對(duì)于精度要求高的成形銑刀,其齒背除鏟齒外尚需進(jìn)行鏟磨。為使鏟磨時(shí)又砂輪空刀,齒背后部應(yīng)做出深鏟部分。選擇ii型深鏟形式,經(jīng)計(jì)算選k4,k2=8.容屑槽尺寸(1)容屑槽底半徑r 可按下式計(jì)算:r do-2(h+k)/2azh式中a為系數(shù),當(dāng)鏟齒凸輪空程角60時(shí),a6,當(dāng)90時(shí),a4。對(duì)于需要鏟磨齒背的成形銑刀,通常取90o計(jì)算出的r應(yīng)圓整刀。(2)容屑槽間角:一般取20o35o(3)容屑槽深度h:hhk+k2+r9.分屑槽尺寸 當(dāng)銑刀寬度b<
25、20時(shí),切削刃上不需要作分屑槽。10.刀齒、刀體強(qiáng)度和砂輪干涉的校驗(yàn) 由以上所述可以看出,在確定鏟齒成形銑刀的外徑do,齒數(shù)zk,鏟削量k,容屑槽深度h.等參數(shù)時(shí),常?;ハ酄可妫y以直接確定某一參數(shù)。因此,需采取試算的方法,首先假設(shè)幾個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù),再根據(jù)他們確定其他一些參數(shù)。這樣選定成形銑刀的各參數(shù)后,還需進(jìn)行校驗(yàn),檢驗(yàn)銑刀結(jié)構(gòu)是否緊湊,合理,刀體,刀齒強(qiáng)度是否足夠。(三)矩形花鍵銑刀的技術(shù)條件1. 光潔度(按gb103168)(1)刀齒前刀面,內(nèi)孔表面、端面及鏟磨銑刀的齒背表面不低于7(2)鏟齒銑刀的齒背面不低于6(3)其余部分不低于42. 尺寸公差:表2序號(hào)名稱符號(hào)公差1銑刀外徑doh16
26、2銑刀寬度bh123銑刀孔徑dh74銑刀鍵槽寬度b(dc7)5內(nèi)孔至鍵底距離t1h143. 形狀位置公差表3序號(hào)項(xiàng)目銑刀尺寸范圍公差1切削刃的徑向及端面跳動(dòng)do<100do1002刀體端面跳動(dòng)do<100do1003前面的徑向性(只許凹入)h1010<h2020<h30h>304. 齒形誤差表4銑刀齒形高度h透 光 度齒形的基本部分齒頂及圓角部分44121222>225.材料及熱處理銑刀材料一般用高速鋼,熱處理后硬度應(yīng)為hrc6366。在銑刀的工作部分,不得有脫碳層和軟點(diǎn)。(四)刀具的全部計(jì)算表5已知條件:欲加工矩形花鍵軸,其尺寸為:外徑da26a11,內(nèi)徑
27、df23f7,鍵數(shù)z6,鍵寬b6d10,鍵底圓角半徑r1,工件材料為可鍛鑄鐵kth30006。序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目符號(hào)確定方法或計(jì)算公式計(jì)算精度設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)1齒槽半角180/z302齒頂圓弧中心半角arcsinb/dfmin3齒頂寬babadfminsinba4初算齒廓高度hh(dadfmincos)/2(12)整數(shù)h45銑刀寬度bbba2htg整數(shù)b=106按銑刀寬度最后確定齒廓高度hh(b-ba)/2tgh7銑刀齒頂圓弧半徑rfrfdfmin/2rf8齒頂圓角半徑rororror19銑刀前角f精加工f0o粗加工f520of0o10容屑槽形式根據(jù)工件廓形確定取平底形11銑刀孔徑d可根據(jù)銑刀寬度按表53選取根據(jù)b10,查出d1612銑刀外徑do可按表54選取初選do7013銑刀圓周齒數(shù)zk可按表55初選初選zk1614銑刀的后角f一般選f8o15o驗(yàn)算側(cè)刃后角公式為tgotgfsin1o取f10oo可以滿足條件15鏟削量kk1k=dotgf/zkk1()kk=3k1416容屑槽圓角半徑rrdo2(hk)/2a·zkr取r217容屑槽深度hh=h(kk1)/2rh18容屑槽間角20o35o取20o19分屑槽尺寸按表58選取取兩個(gè)分屑槽t14,t28,前后齒錯(cuò)開20鍵槽尺寸按附錄表6選取2
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