課程設計說明書圓孔拉刀設計及矩形花鍵銑刀設計說明書

1、圓孔拉刀及矩形花鍵銑刀設計說明書目 錄前言 一、緒論2 二、刀具設計1.圓孔式拉刀的設計42.矩形花鍵銑刀的設計 11三、小結(jié) 16四、參考文獻 18前 言大學三年的學習即將結(jié)束，在我們即將進入大四,踏入社會之前，通過這次課程設計來檢查和考驗我們在這幾年中的所學，是一件非常有意義的事。對于我們自身來說，這次課程設計很巧妙地把一些實踐性的東西帶入我們的設計，并和我們平時所學的理論知識聯(lián)系在了一起。這為我們是在將來的工作或者是繼續(xù)學習的過程中打下一個良好的基礎。我的課程設計課題目是圓孔拉刀與矩形花鍵銑刀的設計。在設計過程當中,我通過查閱有關資料和運用所學的專業(yè)或有關知識，比如零件圖設計、金屬切削原

2、理、金屬切削刀具、以及所學軟件autocad的運用，設計了零件的工藝、編制了零件的加工程序等。我利用此次課程設計的機會對以往所有所學知識加以梳理檢驗，同時又可以在設計當中查找自己所學的不足從而加以彌補，使我對專業(yè)知識得到進一步的了解和系統(tǒng)掌握。由于本人水平有限,設計時間也比較倉促,在我們設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，再加上現(xiàn)有我們對知識掌握的程度，所以設計中我們的設計會有一些不盡如人意的地方, 為了提高今后設計設計的質(zhì)量，希望在審核的過程中得到各位指導老師的諒解與批評指正,不勝感激. 一、緒論1.刀具的發(fā)展隨著社會的發(fā)展,時代的進步,刀具在生產(chǎn)中的用途越來越廣.刀具的發(fā)展

3、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性.中國作為一個農(nóng)業(yè)大國,其在機械方面的發(fā)展空間相當大,而要生產(chǎn)不同種類的零件,不管其大小與復雜程度,都離不開刀具。目前，在金屬切削技術(shù)領域中，我國和先進的工業(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)對先進刀具的需要量將會有大幅度的增長，這將有力地促進金屬切削刀具的發(fā)展2.本課題研究的目的課程設計作為工科院校大學生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固學生大學所學知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗大學生綜合應用知識的能力、自學能力、獨立操作能力

4、和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是大學生參加工作前的一次實踐性鍛煉。 在這次課程設計任務中我的課程設計課題是圓孔拉刀,矩形花鍵銑刀的設計。在設計的這幾天當中,我深感課本上的東西很淺甚至都不能滿足我們做課程設計的需要，這就要求我們進圖書館上網(wǎng)來查閱有關資料并運用所學的專業(yè)或有關知識，比如金屬切削原理、金屬切削刀具、以及所學軟件autocad的運用。通過此次課程設計我可以完成對以往所有所學知識的梳理檢驗，同時有發(fā)現(xiàn)很多的不足和錯誤。使我對專業(yè)知識得到進一步的了解和系統(tǒng)掌握。二、刀具設計（一）圓孔拉刀的設計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。當拉刀

5、作拉削運動時，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。圓孔拉刀可設計為普通拉削方式、輪切式和綜合輪切式的結(jié)構(gòu)。此設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，其中非工作部分包括以下幾部分：2.1柄部 供拉床夾頭夾住以傳遞動力。其直徑應比拉削前的孔徑小。2.2頸部 連接柄部與其后各部分。2.3過渡錐 使拉刀容易進入工件孔中，起對準中心的作用。2.4前導

6、部 起導向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可檢查拉削前孔徑是否太小，以免拉刀第一齒負荷太大而損壞。其直徑應等于拉削前孔的最小直徑，長度一般等于拉削孔的長度，但不小于。2.5后導部 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，長度等于（0.50.7），但不小于。2.6支托部 防止長而重的拉刀自重下垂，影響加工質(zhì)量和損壞刀齒。 而工作部分由切削部和校準部組成。3.原始條件 圖1.被加工零件如圖1.所示，工件材料為：銅合金qsi3-1；硬度hbs220 ；強度b =550mpa。4.圓孔拉刀的參數(shù)選擇和設計計算 4.1選擇拉刀材料及熱處理強度

7、根據(jù)金屬切削原理及刀具內(nèi)容，選w6mo5cr4v2高速鋼按整體式制造拉刀。 拉刀熱處理硬度:刀齒及后導部 63-66hrc;前導部 60-66hrc;前柄 45-58hrc。 4.2確定拉削方式綜合式拉刀較短，生產(chǎn)率高，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確定拉削余量、計算余量拉削前預制孔為擴孔，查表4.1可知切削余量 =（0.00560+0.075）=0.8 采用擴孔鉆時，最小孔徑為=59的鉆頭。則實際拉削余量 =60.0359=1.03 4.4選取齒升量 按表4.4，取粗切齒的齒升量=0.05 4.5選擇刀齒幾何參數(shù)根據(jù)工件材料硬度220hbs

8、，查表4.2和4.3得：刀具前角=5，精切齒與校準齒倒棱前角=10刀具后角與刃帶：粗切齒=3 =0.1 細切齒=2 =0.3 校準齒=1 =0.5 4.6確定校準齒直徑(以角標表示校準齒的參數(shù))= 式中表示收縮量，取，則=60.030.01=60.04 4.7設計容屑槽 4.7.1計算齒距 按表4.8得粗切齒與過渡齒齒距：=（1.31.6）=（1.31.6）=8.2210.12，取=精切齒與校準齒齒距（以角標表示精切齒的參數(shù)）： =（0.60.8）=（5.67.8）， 取= 4.7.2選取容屑槽形狀 選取曲線齒背的槽形，按表4.9選基本槽形，粗切齒和過渡齒取槽深=， =，=，=；精切校準齒取基

9、本槽，=2.5， , 查表4.10得容屑系數(shù) =2.7，則 =1.13=1.13=3.71 顯然，容屑條件校驗合格 4.8檢驗同時工作齒數(shù) 照表4.8計算 =4，=1=5 ，滿足38的校驗條件。 4.9確定分屑槽參數(shù) 綜合式拉刀粗切齒與過渡齒用弧形分屑槽，精切齒用三角形分屑槽。 查表4.13，當=59時，弧形分屑槽數(shù)=14，砂輪半徑， 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4.12設計，當=時， 槽數(shù)=（26.931.4） 取=30 槽寬=，深，槽形角 ，取 前后刀齒的分屑槽應在圓周方向錯開半個槽距，交錯排列。校準齒及最后一個精切 齒不做分屑槽。

10、 4.10拉刀前柄部形狀及尺寸按表4.18，選用型-a無周向定位面的圓柱形前柄，取=，最小斷面處的直徑為=。 4.11校驗拉刀強度與拉床載荷 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，拉削厚度 查表4.22可知 查表4.21可知 根據(jù)查表4.24，得拉床為l6140型不良狀態(tài)的舊拉床，采用10%極壓乳化液，拉削后孔的收縮量為。 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力為 按表4.26，圓拉刀許用應力，顯然，拉刀強度校驗合格。 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：0.030，0.030，0.025，0.015，0.010，0

11、.005.共切除余量為 其中，后3齒齒升量小于，屬于精切齒，而前3齒為過渡齒。則粗切齒齒數(shù)為（第一個粗切齒齒升量為零，其直徑與前導部直徑相同）粗切齒與過渡齒，精切齒共切除余量，剛好切除無剩下余量。按表4.14，取校準齒7個，其直徑尺寸已在前面計算確定了。則拉刀總齒數(shù)為 下表1.中按齒號列出了各齒直徑尺寸及其公差（參照表4.33和表4.34） 表1.齒號齒型基本尺寸d/尺寸公差/1粗切齒59.0000.015259.100359.200459.300559.400659.500759.600859.700959.80010過渡齒59.8600-0.0101159.9201259.97013精切齒

12、60.0000-0.0091460.0201560.03016校準齒60.0400-0.0091760.0401860.0401960.0402060.0402160.0402260.040 4.13設計拉刀其他部分 按表4.20：取前導部的直徑與長度為 前柄端面至第一齒的距離查表4.18，取，又， 則取過渡錐長度直徑與長度為 即 取 后導部直徑與長度為 拉刀直徑較小，不設后柄部。 4.14計算和校驗拉刀總長 粗切齒和過渡齒長度 精切齒與校準齒長度 則拉刀總長 按表4.27，允許拉刀總長為，顯然，此拉刀短得多，故長度校驗合格。 4.15制定拉刀技術(shù)條件 按4.3節(jié)制定，主要內(nèi)容應列入拉刀工作圖

13、中，具體見裝配圖 4.16繪制拉刀工作圖 如下圖2. 圖2.（二）矩形花鍵銑刀的設計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。它和成形車刀一樣，其切削刃廓形是根據(jù)工件的成形表面形狀設計計算的。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，得到了廣泛應用。 2.原始條件 圖3. 被加工零件如圖3.所示，工件材料為：銅合金qsi3-1；硬度hbs220 ；強度b =550mpa；工件長度l=30mm。由上圖可知：外徑，內(nèi)徑，鍵數(shù)，鍵寬 。 3. 矩形花鍵銑刀的參數(shù)選擇和

14、設計計算 3.1選擇銑刀材料 成形銑刀材料一般用高速鋼，采用w6mo5cr4v2。并根據(jù)表7-1，選取刀具前角。 3.2確定銑刀寬度與齒形高度 銑刀寬度，為工件最大廓形寬度。 齒形高度，為工件最大廓形高度。 3.3確定容屑槽底形式 由于工件廓形是對稱的形狀,查表7-3,槽底應采用加強型。 3.4確定銑刀孔徑 齒槽半角， 齒頂圓弧中心半角， 齒頂寬， 按表7-4,則當銑刀齒頂寬度時,可取。 3.5確定銑刀外徑 按表7-5,當,時,可選銑刀外徑。 3.6選定銑刀齒數(shù) 按表7-6,當銑刀時,可選。 3.7確定銑刀的后角及鏟削量 銑刀側(cè)后角一般選，驗算側(cè)刃角公式為， 取，得可以滿足方程。 鏟削量為 ，

15、取。 3.8確定容屑槽角 取。3.9確定容屑槽底半徑 銑刀鏟磨，取,代入有關參數(shù) ，取。 3.10確定容屑槽底形狀和深度 根據(jù)表7-3，作距齒頂為，且平行于銑刀軸的直線,再距切削刃為,作切削刃的平移曲線,如圖中的點劃線所示,然后作一低于平移曲線的斜線,即為銑刀槽底,其具體尺寸如下圖4.所示： 圖4. 容屑槽深度 3.11分屑槽尺寸 由于銑刀寬度小于20，故切削刃上無需做分屑槽。 3.12,校驗刀齒和刀體強度 校驗刀齒強度: ，故刀齒強度可滿足。 校驗刀體強度: 為保證刀體強度,要求： 故刀體強度也可滿足要求。 3.13確定銑刀的技術(shù)條件 確定銑刀的齒形用樣板檢查,透光度不大于。 銑刀外徑公差為

16、,銑刀寬度公差為,銑刀孔徑公差為。 切削刃的徑向及端面圓跳動公差為,刀體端面圓跳動公差為,前刀面 的徑向圓跳動只許凹入且公差為。 4.矩形花鍵銑刀的技術(shù)條件 4.1 粗糙度 （1）刀齒前刀面、內(nèi)孔表面、端面及鏟磨銑刀的齒背表面不大于； （2）鏟齒成形銑刀的齒背面不大于； （3）其余部分不大于。 4.2 成形銑刀主要結(jié)構(gòu)尺寸公差，如下表4.所示 表4.序號名稱符號公差1銑刀外徑2銑刀寬度3銑刀孔徑4銑刀鍵槽寬度5內(nèi)孔至鍵底距離 4.3成形銑刀形狀位置公差，如下表5.所示 表5.序號項目銑刀尺寸范圍公差1切削刃的徑向及端面圓跳動do100do1000.030.042刀體端面圓跳動do100do10

17、00.020.033前刀面的徑向圓跳動（只許凹入）h1010h2020300.040.060.090.12 4.4 成形銑刀齒形誤差如下表6.所示 表6.銑刀齒形高度h透 光 度齒形的基本部分齒頂及圓角部分 0.030.050.070.080.060.090.120.15 4.5材料及熱處理銑刀材料一般用高速鋼，熱處理后硬度應為hrc6366。在銑刀的工作部分，不得有脫碳層和軟點。 5.刀具的全部計算 表7.已知條件：欲加工矩形花鍵軸，其尺寸為：外徑，內(nèi)徑，鍵數(shù)，鍵寬，工件材料為銅合金，硬度,強度，長度。序號計算項目符號確定方法或計算公式計算精度設計計算數(shù)據(jù)1銑刀前角表7-12銑刀寬度整數(shù)3齒

18、形高度整數(shù)4容屑槽形式表7-3加強型5齒槽半角6齒頂圓弧中心半角7齒頂寬8銑刀孔徑表7-49銑刀外徑表7-510銑刀齒數(shù)表7-611銑刀后角取，根據(jù)公式驗算,可滿足條件12鏟削量 13容屑槽間角取14容屑槽底半徑15容屑槽深度表7-3 ，16校驗刀齒強度滿足條件17校驗刀體強度滿足條件18銑刀齒頂圓弧半徑19鍵槽尺寸機械設計手冊20技術(shù)條件表7-10,7-11,7-12 三、小結(jié)通過本次金屬切削刀具課程設計我學到了：在設計過程當中,我通過查閱有關資料和運用所學的專業(yè)或有關知識，比如零件圖設計、金屬切削原理、金屬切削刀具、以及所學軟件autocad、pro/e的運用，設計了零件的工藝、編制了零件的加工程序等。我利用此次課程設計的機會對以往所有所學知識加以梳理檢驗，同時又可以在設計當中查找自己所學的不足從而加以彌補。使我對專業(yè)知識得到進一步的了解和系統(tǒng)掌握。而且：通過本次設