矩形花鍵拉刀的設(shè)計(jì).

1、矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄1前言 12緒論 12.1刀具的發(fā)展 22.2本課題研究的目的 23刀具設(shè)計(jì) 33.1矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì) 33.2刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)及各部分功用 33.3拉刀幾何參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì) 53.4花鍵齒部分的計(jì)算 73.5圓孔齒部分的計(jì)算 93.6其他部分的計(jì)算 103.7拉削力計(jì)算及校驗(yàn) 123.8對(duì)技術(shù)條件的說(shuō)明 133.9對(duì)刀具的安裝、使用的要求 144小結(jié) 155致謝 166參考文獻(xiàn)1720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

2、，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。刀具課 程設(shè)計(jì)是在學(xué)完刀具課以后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn) 練。通過(guò)設(shè)計(jì)，運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的理論知識(shí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等 實(shí)踐知識(shí)，達(dá)到鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)的目的。同時(shí)學(xué)習(xí)查閱有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo) 準(zhǔn)和資料，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和提高設(shè)計(jì)能力的目的。本次課程設(shè)計(jì)完成了矩形花鍵拉刀刀 具的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作，說(shuō)明書(shū)包括刀具類(lèi)型材料的選擇，刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何參數(shù)的選擇， 刀具的全部計(jì)算，對(duì)刀具的技術(shù)使用要求，安裝使用要求，鞏固深化了課堂理論教學(xué)內(nèi)容， 運(yùn)用各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我們

3、獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，金屬切削刀具也由那些古老的手動(dòng)設(shè)備被自動(dòng) 化設(shè)備代替并逐漸向高速、高精度方向發(fā)展。為了滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，金屬切削工具的種類(lèi)越 來(lái)越豐富以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、觀察分析能力、工程實(shí)踐能力及綜合能力為出發(fā) 點(diǎn)，我設(shè)計(jì)選擇的題目是：矩形花鍵拉刀。拉刀上有很多齒，后一個(gè)刀齒（或后一組刀齒） 的齒高要高于（或齒寬寬于）前一個(gè)刀齒，所以當(dāng)拉刀作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)（對(duì)某些拉刀來(lái)說(shuō)則為 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)），便能依次地從工件上切下很薄的金屬層。故加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。拉刀壽 命長(zhǎng)，較麻煩，價(jià)格較高，一般是專(zhuān)用工具，因而多用于大量批量生產(chǎn)的精加工。2緒論 2.1刀具的

4、發(fā)展隨著社會(huì)的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，刀具在生產(chǎn)中的用途越來(lái)越廣刀具的發(fā)展在一定程度上決定著生產(chǎn)率，中國(guó)加入 WTO后，各行各業(yè)面臨的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，一個(gè)企業(yè)要有競(jìng)爭(zhēng) 力，其生產(chǎn)工具必須具有一定的先進(jìn)性 中國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，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(lèi)的零件，不管其大小與復(fù)雜程度，都離不開(kāi)刀具目前，在金屬切削技術(shù)領(lǐng)域中，我國(guó)和先進(jìn)的工業(yè)國(guó)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(kāi)展，各行各業(yè)對(duì)先進(jìn)刀具的需要量將會(huì)有大幅度的增 長(zhǎng)，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(jì)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)所學(xué)

5、知識(shí)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(shí)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(guò)本課題設(shè)計(jì)可以達(dá)到以下目的：（1）綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，能獨(dú)立分析和擬訂某個(gè)刀具合理的工藝路線(xiàn)，具 備設(shè)計(jì)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(jì)的基本原理和方法，掌握一些專(zhuān)用 刀具設(shè)計(jì)方法，完成刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高刀具設(shè)計(jì)能力。（3）熟悉和學(xué)會(huì)使用各種手冊(cè)，能善于使用網(wǎng)絡(luò)搜尋一些設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)

6、與自動(dòng)編程）、仿真模擬軟件的應(yīng)用。3刀具設(shè)計(jì) 3.1矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)3.1.1被加工零件如圖（1）所示（圖1）3.1.2工件材料為：硬鋁LY12;硬度 HBS115;強(qiáng)度（T b =490Mpa；工件長(zhǎng)度 L=40mm3.2刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)及各部分功用3.2.1拉刀的結(jié)構(gòu)1.柄邯4,前導(dǎo)艇一7切削制8.圖（2）表1代號(hào)名稱(chēng)功用1柄部夾持拉刀，傳遞動(dòng)力2頸部連接柄部和后面各部，其直徑與柄部相同或略小，拉刀材料及規(guī)格等標(biāo)記一般打在頸部。3過(guò)度錐頸部到前導(dǎo)部的過(guò)渡部分，使拉刀容易進(jìn)入工件孔中。4前導(dǎo)部起引導(dǎo)拉刀切削部進(jìn)入工件的作用，5切削部擔(dān)負(fù)切削工作，包括粗切齒、過(guò)渡齒及精切齒。6校準(zhǔn)部起刮光、校準(zhǔn)作

7、用，提高工件表面光潔度及精度，并作為 切削部的后備部。7后導(dǎo)部保持拉刀與工件的最后相對(duì)位置，防止在拉刀即將離開(kāi)工 件時(shí)因工件下垂而損壞工件已加工表面及刀齒。8尾部支持拉刀使之不下垂，多用于較大較長(zhǎng)的拉刀，也用于安 裝壓力環(huán)。322切削方式采用分層拉削方式中的同廓式拉削方式3.2.3拉削余量對(duì)于花鍵孔A=De-Do3.2.4拉刀刀齒結(jié)構(gòu)：表（2）名稱(chēng)功用前刀面切削流出的表面后刀面最終形成已加工表面的面副后刀面刀齒上和已加工表面相對(duì)的表面、分屑槽兩側(cè)面刃帶也稱(chēng)第一后刀面，是主切削刃和后刀面之間的后角為零的窄面， 它有穩(wěn)定的拉削過(guò)程，防止拉刀擺尾的作用主切削刃是前后刀面的交線(xiàn)副切削刃是前刀面和副后刀

8、面的交線(xiàn)，分屑槽中也有兩條副切削刃過(guò)渡刃可以是直線(xiàn)或圓弧，它有助于減緩刀尖的磨損刀尖主副切削刃的相交點(diǎn)容屑槽其形狀必須有利于切屑卷曲，并能寬敞地容納切屑分屑槽減小切削寬度，降低切削卷曲阻力，便于切削容納在容屑槽內(nèi)，從而改善拉削狀況棱刀齒后刀面與齒背的交線(xiàn)止才匕 齒冃容屑槽中靠近后刀面的部分3.3拉刀幾何參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)331拉刀材料W18Cr4v3.3.2齒升量af-城取過(guò)St齒和精切比齒數(shù)為*乩齒II按0上OfQ6環(huán)O劃1俱05曲 逐齒j減但不得小I0.005 imio JE中分懇式仮升廉見(jiàn)衷4.4出久輪切式倩升fit憶農(nóng)4 6、 4仏聚44分廉式拉刀粗切留齒升 (mm).二G、敢qlSS宇

9、、也11呵怙旳勲丹ooic-m血 4.01Q(M 120.個(gè)C*：c.ro-Dtfe三解Si解UtUJiDsm豐oa-j.ojMMC.U-O06HOMO0.0M0J&tK-t &OM-O.!Cl 0 05-01OflMcdaOMJI Q.OM.tM0 W-0.11(MK 卯”(LQb*Q3口 朋 J IS D AB J 衛(wèi) 0,13413也050b皿T(ECXM60,42-O.(HO.ffiDJOA-O.t5OHMSO.(DO.0EO.CBO.a 0 064Q0M.3Dii.CC.M臨叫血1平郵J】OJB-OAH.Q3-0.U15查表5-1(書(shū))得二一“二二3.3.3齒距P粗切齒 p =(1.

10、251.5)：1過(guò)渡齒p過(guò)二p粗精切齒，當(dāng)p乞10mm時(shí)，p精二p校準(zhǔn)齒p校(0.60.8) p故:p粗=7.7 9.2取卩粗=8mm；p 過(guò)=8mm;p精 =8mm;p校二4.8 6.4 取 p校二 5mm;3.3.4同時(shí)工作齒數(shù)Ze乙二丄 1（略去小數(shù)）pZe =晉 1 = 63.3.5拉削余量切除順序根據(jù)表4-27 （手冊(cè)）加工順序?yàn)椋旱菇?，花鍵，圓孔3.3.6倒角齒測(cè)量值M書(shū)上公式B1 = B 2 fsin 1倒角值卄30：x = 90- 八 rd cos !M 二 dmax CS x （表 4-42）2B6 2 1 =8sin -0.30761 =17.92x=90 -30 -17.

11、92=42.079M=9.63.3.7倒角與鍵側(cè)交點(diǎn)的直徑dBtan BBsin 日d sin（r1） - Bcos -dB Bsin Btan B =0.2127b=12dp 二 28.83 mm3.3.8最后一個(gè)倒角齒直徑d2d2 二 dp (0.1 0.3)d2 =28.93 29.13 取 d2 = 29mm3.3.9倒角齒切削余量A倒A倒-d2 - DOminA - 29 - 26 = 3mm3.3.10倒角齒齒數(shù)Z倒Z -取整數(shù)Z倒二303.3.11倒角齒部分的長(zhǎng)度I倒1 倒二 P Z 倒 18I 倒二2583.4花鍵齒部分的計(jì)算3.4.1第一個(gè)花鍵齒直徑D花D花 乜 -。1D 花

12、 1 = 29 -0.1 = 28.93.4.2花健校準(zhǔn)齒直徑D花校D 花校De max _D 花校32.098mm3.4.3花鍵拉削余量A花Ate = D花校一 D花人花=32.098 28.9 = 3.198mm3.4.4花鍵切削齒齒數(shù)Z花切Z花切二著(35)Z花切=353.4.5花鍵切削部分長(zhǎng)度I花切I花切=p Z花切3.4.6花鍵校準(zhǔn)齒齒數(shù)Z花校;查表5-4 :取Z花校=63.4.7花鍵校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度I花校1花校P校 Z花校I花校=5 6 = 30mm3.4.8花鍵齒部分總長(zhǎng)I花1花=I花校.I花切12I花二 322mm3.4.9花鍵齒廓形尺寸；齒寬度b ;棱面寬f ;副偏角-/ ；由表

13、4-28得：b = Bmax、f =0.8 1 mm忙 Y =1。1 30b= 6.03取 f =1mm取瓷丫 = 1 ”3.5圓孔齒部分的計(jì)算3.5.1圓孔校準(zhǔn)齒直徑D圓校D 圓校=26.021mm3.5.2圓孔拉削余量、=0.005dm 0.075 1、=0.763.5.3圓形切削齒齒數(shù)Z圓6Z圓(3 5)23fZ 圓=103.5.4圓形齒部分長(zhǎng)度1圓切1圓切=p z圓1圓切二80mm3.5.5圓形校準(zhǔn)齒齒數(shù) Z圓校查表5-4Z圓校63.5.6圓形校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度1圓校1圓校二p校 Z圓校1圓校=30mm3.5.7圓形齒部分總長(zhǎng)1圓l圓=l圓切l(wèi)圓校1圓二 110mm3.6其他部分的計(jì)算3.6

14、.1容屑槽尺寸h r g R查表428 （手冊(cè)）取基本槽h 二 2.5mmg =3mmr 二 1.3mmR=5mm3.6.2校準(zhǔn)齒容屑槽尺寸h校r校g校由表4 28h校二 2mmr校=1mmg校二 3mmR校 = 5mm3.6.3分屑槽查表4-13b=6mm,s=2.0mm類(lèi)型 I )H=0.5B=1.0mm3.6.4前導(dǎo)部尺寸d3I3d3 = d -、I3 =1d3 = 26 -0.6 = 25.4mm丨3 二 40mm3.6.5后導(dǎo)部尺寸d4I4d4 二 dml4 =(0.5 0.7)1d4 = 26mml4 = 20 28mm取 l4 二 28mm3.6.6切削角度及刃帶寬。： 0ba查

15、表5-3查表4-2得：o -16粗削齒刃帶b0.1精切齒=1 30 b, =0.1校準(zhǔn)齒o=1 b.A = 0.5367過(guò)度錐長(zhǎng)度13I； = 10 20mml3 =15mm3.6.7柄部尺寸didiLiL2 L3 c查表419di.0.020_0.053mm0d1 =19 書(shū).210mmLi = 25mmL2 = 32mmL3 = 90mm3.6.8頸部長(zhǎng)度l2B,A 見(jiàn)表 4 30C=4mml2 = m B A -1；m = 10 20取 m=15mm床壁厚度B=60mm發(fā)蘭盤(pán)A=30mml2 =15 60 30 -15 =90mm3.6.9由柄部前端到第一個(gè)切削齒的距離l rl； =la

16、 L3 l2lr =40 90 9220mm3.6.10拉刀總長(zhǎng)LL =L；L倒L花L圓L后導(dǎo)部L =220 258 322 110 28 =938mm3.7拉削力計(jì)算及校驗(yàn)3.7.1最大拉削力Fmax 二 Fz 汽學(xué) Ze2查表4-22Fz =160Ze =5dm = 26.021mmFmax =32N3.7.2拉削強(qiáng)度校驗(yàn)、:二良 I,- |Amin直徑最小的截面為柄部由表 425查得 lc .1= 490 工；: 2 2Amind i = 283.385mm4；-114.28MPa；： I 合格3.8對(duì)技術(shù)條件的說(shuō)明3.8.1拉刀各部分的表面光潔度表(3)部位Ra刃帶0.4前后刀面；前后

17、導(dǎo)部；各種化鍵拉刀齒形表面0.8柄部；過(guò)渡錐；矩形花鍵拉刀表面?zhèn)认睹?.6容屑溝底及齒背，頸部3.2花鍵刀齒底徑12.5(1)拉刀各部分尺寸偏差（2）拉刀外圓直徑在全長(zhǎng)上的最大徑向跳動(dòng)量之差（3） 切削齒外圓直徑偏差：0.020（4）精切齒外圓直徑偏差按-0.01mm（5）校準(zhǔn)齒外圓直徑偏差（包括與校準(zhǔn)齒直徑相同的精切齒），查得 -0.009mm（6）矩形花鍵拉刀其他尺寸偏差 鍵寬偏差：根據(jù)工件鍵寬的精度確定，可再-0.01-0.02之間 花鍵齒圓周相鄰齒距誤差，應(yīng)小于拉刀鍵寬偏差，但不得大于0.02mm 花鍵齒圓周不等分累積誤差 花鍵齒的底徑偏差按d11或只準(zhǔn)負(fù)偏差 花鍵齒兩側(cè)面的不平行度，

18、螺旋度及鍵齒對(duì)拉刀軸線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)度在鍵寬公差范圍內(nèi);倒角齒對(duì)拉刀軸線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)度不大于 0.05mm 拉刀倒角齒計(jì)算值 M的偏差：一0.02mm3.8.2鍵槽拉刀的尺寸偏差齒齒高偏差（mrj）表（4）齒升量齒高偏差相鄰齒高偏差0.05 0.08 0.0250.025 精切齒及校準(zhǔn)齒齒高偏差取0.015mm 刀體側(cè)面和底面不直度偏差：鍵寬為 312mm寸為0.06/100 鍵寬偏差取為工件槽寬公差的1/3，但不大于0.02mm符號(hào)取（） 鍵齒對(duì)刀體中心線(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)度在拉刀鍵寬公差范圍內(nèi) 鍵齒對(duì)刀體中心不對(duì)稱(chēng)的在鍵寬公差以?xún)?nèi)3.8.3拉到其他部分長(zhǎng)度偏差 拉刀總長(zhǎng)偏差：當(dāng)L1000mm寸取土 2mm 切削部

19、分長(zhǎng)度偏差取土 2mm 校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度偏差取土 1mm 柄部長(zhǎng)度取偏差取土 1mm 前導(dǎo)部，后導(dǎo)部長(zhǎng)度偏差取土 1mm 容屑槽深偏差：當(dāng)h4mn時(shí)寸，取土 0.3mm3.9對(duì)刀具的安裝、使用的要求矩形花鍵的定位配合方式主要有大徑定心、小徑定心兩種方式，采用大徑定心配合方式，內(nèi) 花鍵大徑通常在淬火處理前加工完成，在淬火后無(wú)法對(duì)內(nèi)花鍵大徑進(jìn)行修整，由于熱處理變 形，造成內(nèi)花鍵孔精度難以保證，容易導(dǎo)致在裝配過(guò)程中內(nèi)、外花鍵出現(xiàn)較大的配合間隙， 而小徑定心方式，具有加工工藝性好、穩(wěn)定性高，加工精度易于保證的特點(diǎn)，并能采用熱處 理后進(jìn)行磨削的工藝方案，使得花鍵獲得較高的加工精度，不但可以克服大徑定心熱處理

20、造 成的矩形內(nèi)花鍵大徑嚴(yán)重變形影響而無(wú)法 修整的缺陷，且可以使設(shè)計(jì)精度等級(jí)進(jìn)一步，有 利于提高以花鍵作為基準(zhǔn)孔的漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪配合的精度，確保變速箱的穩(wěn)定運(yùn)行。4小結(jié)課程設(shè)計(jì)作為工科院校大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固大學(xué)生大學(xué)所學(xué)知識(shí)的重要環(huán) 節(jié)，而且也是在檢驗(yàn)畢業(yè)生綜合應(yīng)用知識(shí)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。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(huì)之前，通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)檢查 和考驗(yàn)我們?cè)谶@幾年的所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)對(duì)于我們自身來(lái)說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)很貼切地把一些 實(shí)踐性的東西引入我們的設(shè)計(jì)中和平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)相關(guān)聯(lián)。為我們無(wú)論是在將來(lái)的工作 或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過(guò)程中打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這一學(xué)期的學(xué)習(xí)和對(duì)有關(guān)資料的查閱，我運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和從與專(zhuān)業(yè)相關(guān)聯(lián)的 課程為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了刀具零件的工藝、編制了刀具零件的加工程序，并復(fù)習(xí)了所學(xué)軟件 AUTOCADPRO/E的運(yùn)用，同時(shí)學(xué)習(xí)了其他一