圓孔拉刀矩形花鍵銑刀的設(shè)計說明書

1、,矩形花鍵銑刀的設(shè)計說明書目錄前言11. 緒論11.1 刀具的發(fā)展11.2 本課題的研究目的32. 圓孔拉刀的設(shè)計41 .原始條件和設(shè)計要求52 .設(shè)計步驟52.1 選擇拉刀材料52.2 拉削方式52.3 拉削余量52.4 幾何參數(shù)62.5 齒升量62.6 確定齒距62.7 確定同時工作齒數(shù)62.8 容屑槽形狀62.9 確定容屑系數(shù)62.10 確定容屑槽尺寸72.11 拉刀的分屑槽形狀及尺寸72.12 確定拉刀的齒數(shù)和每齒直徑72.13 柄部結(jié)構(gòu)形式及尺寸82.14 頸部直徑與長度92.15 過渡錐長度92.16 前導(dǎo)部直徑長度92.17 后導(dǎo)部直徑長度92.18 柄部前端到第一齒長度102.

2、19 計算最大切削力102.20 拉床拉力校驗10182.21 拉刀強(qiáng)度校驗102.22 計算校驗拉刀112.23 確定拉刀技術(shù)要求112.24 繪制拉刀工作圖13三矩形花鍵銑刀的設(shè)計3.1 原始數(shù)據(jù)3.2 設(shè)計步驟3.21 齒槽半角3.22 齒頂圓弧中心半角3.23 齒頂寬3.24 初算齒廓高度3.25 銑刀寬度3.26 按銑刀寬度最后確定齒廓高度3.27 銑刀齒頂圓弧半徑3.28 齒頂圓角半徑3.29 銑刀前角3.30 容屑槽形式3.31 銑刀孔徑3.32 銑刀外徑3.33 銑刀圓周齒數(shù)3.34 銑刀的后角3.35 鏟削量3.36 容屑槽圓角半徑3.37 容屑槽深度3.38 容屑槽間角3.

3、39 分屑槽尺寸3.40 鍵槽尺寸3.41 空刀導(dǎo)角尺寸3.42 技術(shù)條件前言大學(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的基礎(chǔ)。我的課程設(shè)計課題是圓孔拉刀,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)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AUTOCADPRO/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

4、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，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.一緒論1.1 刀具的發(fā)展隨著社會的發(fā)展,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WTOB,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

5、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1.2 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)所學(xué)知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗大學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力、自學(xué)能力、獨立操作能力和培養(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

6、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）、仿真模擬軟件的應(yīng)用。二.圓孔拉刀的設(shè)計1.原始條件和設(shè)計要求工件直徑DR55H70.030mm,工件拉削孔長度L=40mm,拉削表面粗糙度不得大于Ra1.6Nm,孔內(nèi)無空刀槽，工件拉削孔部截面圖如下3.25d106鍵均布0.012 A110526123工件材料：30號鋼 硬度：HBS180弓邰尹b=500MPa圖2.拉床型號：L6120型采用10煙壓乳化液2.設(shè)計步驟工作狀況：良好的拉床2.1 選擇拉刀材料拉刀材料常用W6Mo5Cr4V窗

7、速工具鋼整體制造,一般不焊接柄部.由于拉刀制造精度高,技術(shù)要求嚴(yán)，在刀具成本中加工費用占的比重比較大，為了延長拉刀壽命，所以生產(chǎn)上也用W25MoCr4VCo8和W6Mo5Cr4V2陽硬度和耐磨性均較高的高性能高速鋼制造.但一般常用W6Mo5Cr4V敬該拉刀材料選擇W6Mo5Cr4V2.2.2 拉削方式采用綜合式的拉削方式，即在同一只拉刀上采用了兩種拉削方式的組合.它的粗精切削齒都不分組，粗切削齒上開圓弧形分削槽，槽寬略小于刃寬，前后刀齒上分削槽交錯排列，故粗切削齒上齒升量較大，拉削表面質(zhì)量高，拉刀制造容易，適用于拉削余量較多的圓孔，是目前常用的一種拉削方式。2.3 拉削余量假設(shè)該圓拉刀用來鉆孔

8、，則其拉削余量可用如下公式查表4-1:計算余量A=0.005Dm+(0.10.2)xLL=0.005父55.030+0.15父同=1.22mm按GB143878錐柄麻花鉆第1系列取54實際余量A=d0x-dwmi55.040-54=1.040mmoxwHimdox=dmmax、.、：=0.052.4 幾何參數(shù)拉刀的幾何參數(shù)主要指刀齒上的前角,后角和后刀面上的刃帶寬，為制造方便，具校準(zhǔn)齒上的前角通常與切削齒相同。查表有：切削齒：前角=1618后角=2W校準(zhǔn)齒：前角=1618=后角=1：乎刃帶寬：粗切齒E0.1精切齒：0.05-0.2校準(zhǔn)齒：0.30.52.5 齒升量af查表4-4粗切齒：af=0

9、.03mmac=2af=0.06mm.2.6 確定齒距查表4-7有粗切齒齒距：P=(1.251.5)JL=7.909.49取P=9mm精切齒齒距，校準(zhǔn)齒齒距：Pj=Px=(0.60.8)p=(0.60.8)P=4.87.2取P=6.32.7 確定同時工作齒數(shù)由計算式：最少同時工作齒數(shù)Z=L/P取Z=4emineimin最多同時工作齒數(shù)7=L/P+1取7=5Zemaxemax且滿足3MzeM82.8容屑槽形狀為減少加工容屑槽的成形車刀和樣板的種類，應(yīng)盡量將容屑槽的形狀和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，系列化。目前常用的容屑槽形狀有直線齒背型，曲線齒背型和直線齒背雙圓弧型三種.選用曲線齒背型。2.9確定容削系數(shù)K容屑

10、系數(shù)K根據(jù)ac=0.06查表4-10取K=3.02. 10確定容屑槽尺寸為保證拉刀有足夠的容削空間查表4-8粗切齒和過渡齒取深槽，h=4mm,g=3mm,r=2mm,R=7mm;精切齒和校準(zhǔn)齒取基本槽，h=2mmg=2mm,r=1mm,R=4mm2.11拉刀的分屑槽形狀及其尺寸常用分屑槽的形狀有圓弧形和角度形兩種。圓弧形分屑槽主要用于輪切式拉刀的切削齒和組合式拉刀的粗切齒和過度齒上；三角形分屑槽用于同廓式拉刀的切削齒和組合式拉刀的精切齒上。故：粗切齒與過渡齒采用弧形分屑槽，精切齒(最后一個精切齒除外)采用三角形分屑槽?；⌒尾郯幢?-12設(shè)計domin=54mm,槽數(shù)為二1490槽見a=d0mi

11、nsin(0.3、0.7)=6mmnk90,切削見度aw=2d0minsina=6.09mmnk三角形槽按表4-11設(shè)計，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11.d0=55mm,槽數(shù)n=()向。=28076槽寬b=1-1.2mm,深h，=0.5mm,槽形角之90。2.12確定拉刀齒數(shù)和每齒直徑尺寸過度齒齒數(shù)Zg=35,精切齒齒數(shù)Zj=37,校準(zhǔn)齒齒數(shù)Zx=57取過渡齒與精切齒齒升量遞減為：0.025、0.020、0.015、0.015、0.01、0.01mm1切除余重為+Aj,其中，前2齒齒升重大于af,可屬過渡齒；后4齒齒升重較小,屬精切齒。Ag+Aj=2X(0.025+0.

12、020+0.015+0.015+0.010+0.010)=0.19mm粗切齒齒數(shù)4J-W1=152af粗切齒、過渡齒、精切齒共切除余量:(151)X2X0.03+0.19mm=1.030mm剩下(1.040-1.030)mm=0.010mm的余量未切除，需增設(shè)一個精切齒切到要求的尺寸。按表4-14,取校準(zhǔn)齒7個，則拉刀總齒數(shù)為：zc-zgZjzx=15+2+5+7=29按齒號列出了各齒直徑尺寸及其公差見表一:(表一)正旦IAI勺直徑基本尺寸D(mm)直徑尺寸公差(mm)正旦IAI勺直徑基本尺寸D(mm)直徑尺寸公差(mm)154.0001454.7800.015254.0601554.8403

13、54.1201654.8900.01454.180士0.0151754.930554.2401854.960654.3001954.990-0.01754.3602055.010854.4202155.030954.4802255.0351054.5402355.0351154.6002455.0351254.6602555.0351354.7202655.0350_0.0072755.0352855.0352955.0352.13柄部結(jié)構(gòu)形式及尺寸拉刀圓柱形前柄的結(jié)構(gòu)形式可分為I型和II型，I型用于柄部直徑小于18mmi勺拉刀,II型用于柄部直徑大于18mmi勺拉刀。I型和II型又可分為無周

14、向定位面和有周向定位面。當(dāng)拉刀用于實現(xiàn)工作行程和返回行程的自動循環(huán)時，需要有后柄結(jié)構(gòu)，后柄放置在拉刀后導(dǎo)部的后邊，后柄的結(jié)構(gòu)形式有I型和II型兩種，I型為整體式，II型為裝配式，一般在后柄直徑較大時采用。故該拉刀選擇II型A-無周向定位面的圓柱形前柄型式.查表4-17知：前柄L3=11=120D=弓=璃0f&00264D=d2=G38h1212501=251=32c=52.14頸部直徑d2與長度12頸部直徑可取與前柄直徑相同值，也可略小于前柄直徑.頸部長度要保證拉刀第一個刀齒尚未進(jìn)入工件之前，拉刀前柄能被拉床的夾頭夾住.因此可得拉刀頸部長度計算公式頸部長度：12_mBsA-l3=110mm2S

15、3對于L6120型號的拉床，其尺寸如下：式中：12-頸部長度m=1320取m=15Bs-拉床床壁厚度75mmA-法蘭盤厚度35mmI3過渡錐長度10,15或20mm這里選13=15mm頸部直徑；d2=d1-。二、。一；取d2=d1-=、：,、mm2.18過度錐長度1313=15mm332.19前導(dǎo)部直徑d4,長度14d4 =dwmin_0.030_0.06014=1或14240取14=40mm2.20 后導(dǎo)部直徑d7,長度1717=(0.50.7)1或17之20取17=20mmd7=dmmin= ：155f 7-0.030-0.0602.21 柄部前端到第一齒長度L1拉刀前柄端面至第1刀齒的距

16、離_._._L1=11mBsA14=120+15+75+35+40=285mm11前柄伸入夾頭的長度11=11(5-10)或11=卜取11=120mm2.22 計算最大切削力Fcmaxcmax按表4-20、表4-21和表4-22計算最大拉削力。根據(jù)綜合式拉削特點，切削厚度a0=2af一q55二二Fmax二FzaWZemaxk0k1k2k3k410=23351.271.150.9110-132.23KN2式中：Fz-切削刃單位長度上的切削力查表 4-22 有 Fz=233N2.23 拉床拉力校驗計算出的拉削力Fmax應(yīng)小于拉床的實際拉力,FmaxF,對于良好狀態(tài)的舊拉床,F允=0.8Fr,其中L

17、6120型拉床的公稱拉力Fr=200KN故FmaxE0.8Fr=0.8X200=160KN,所以拉床拉力足夠.2.24 拉刀強(qiáng)度校驗為防止拉刀拉斷，拉削時產(chǎn)生的拉應(yīng)力應(yīng)小于拉刀材料的許用應(yīng)力，即-1=Fmax/Amin一L式中：Amin-拉刀上的危險截面積，一般在柄部或頸部.k-拉刀材料的許用應(yīng)力，高速鋼的b】=0.35GPaAmin =2二 d22-23.14 382=1134.1 mm2-=Fmax/Amin=132.23/1134.1=0.116GPa60最大總長度28d。30d028d026d025d024d0精密圓拉刀一般不超過20d02.27 確定拉刀技術(shù)要求（GB3813-83）

18、拉刀熱處理用W6Mo5Cr4V2速工具鋼制造的拉刀熱處理硬度刀齒和后導(dǎo)部63-66HRC前導(dǎo)部60、66HRC柄部45、58HRC允許進(jìn)行表面強(qiáng)化處理拉刀表面粗糙度（表三）拉刀表面表面粗糙度拉刀表面表面粗糙度刀齒圓柱刃帶表面精切齒前圜校準(zhǔn)齒前回粗切齒前圜刀齒后面Rz1.6NmRz1.6NmRz1.611mRz3.2PmRz3.2Nm前導(dǎo)部外圓柱表面后導(dǎo)部外圓柱表面中心孔工作錐面柄部外圓柱表面RaO.63NmRaO.63NmRz33mRa1.25Rm拉刀粗切齒外圓直徑的極限偏差（見表四）拉刀粗切齒外圓直徑的極限偏差四升里外圓直徑極限偏差相鄰內(nèi)兇升里差0.03-0.05+0.0150.007圓拉刀

19、精切齒與外圓校準(zhǔn)齒外圓直徑的極限偏差（見表五）圓拉刀精切齒與外圓校準(zhǔn)齒外圓直徑的極限偏差被加工孔的直徑偏差校準(zhǔn)齒與其尺寸相同的精切齒的外圓直徑的極限偏差其余精切齒的外圓直徑的極限偏差:0.018020.0050-0.010.018-0.027020.0070.0270.036020090.0360.046020.0120.0460-0.015拉刀外圓表面對拉刀基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動公差（見表六）表六拉刀外圓表面對拉刀基準(zhǔn)軸線的徑向圓跳動公差對拉刀基準(zhǔn)軸線的徑向跳動公差拉刀柄部與卡爪接觸的錐面對拉力基準(zhǔn)軸線的斜向圓跳動公差拉刀各部分的徑向圓跳動應(yīng)在同校準(zhǔn)齒和校準(zhǔn)齒相同直徑的精切齒及后導(dǎo)部其余部分一

20、個方向拉刀全長與其基本直徑的比值徑向圓跳動公差0.1不得超過表五中所規(guī)定的外圓直徑公差值:151525250.030.040.06拉刀前導(dǎo)部與后導(dǎo)部外圓直徑公差（按f7）拉刀全長尺寸的極限偏差（見表七）表七拉刀全長尺寸的極限偏差拉刀全長尺寸長度尺寸允許的極限偏差1000-3士5拉刀表面拉刀表面不得有裂紋，碰傷，銹跡等影響使用性能的缺陷拉刀切削刃拉刀切削刃應(yīng)鋒利，不得有毛刺，崩刃和磨削燒傷.拉刀容屑槽拉刀容屑槽的連接應(yīng)圓滑，不許有臺階.2.28 繪制拉刀工作圖三.矩形花鍵銃刀的設(shè)3.1 .原始條件欲加工矩形花鍵軸,其尺寸為：外徑Da=S5ull=G25300mm，內(nèi)徑Df=621f7=(&21制

21、20mm,鍵數(shù)Z=6,鍵寬b=5d1095.0；8mm，假設(shè)鍵底圓半徑r=1,工件材料為:30號鋼硬度:HBS180強(qiáng)度仃b=500MPa231. 61x451x45400.05M12.設(shè)計步驟3.21齒槽半角中5d106鍵均布圖2.-0.012 A=180/Z=180/6=303.22 齒頂圓弧中心半角=arcsin(b/Dfmin)=30，arcsin(6/20.959)=13.363.23 齒頂寬Ba=Dfmin加-二20.959加亂36=4.84mm3.24 初算齒廓高度h=(Da-DfminXcos)/2+(1-2)=(25-20.959父cos13.36。)/2+(1-2)=3.3

22、-4.3取h=4mm3.25 銃刀寬度B=d+2hsin=4.84+2m4=sin30=9.45取B=10mmBacos:cos303.26 按銃刀寬度最后確定齒廓高度,BBa10-4.84h=-=4.46mm2sin:2sin30cos:cos303.27 銃刀齒頂圓弧半徑Dfmin20.959R=10.47f223.28 齒頂圓角半徑r=r=13.29 銃刀前角精加工時：=0f粗加工時：=5、20f故取尸f=03.30 容屑槽形式矩形花鍵銃刀容屑槽底形式通常有兩種，即平底式和中間有凸起或槽底傾斜的加強(qiáng)形式在銃削深度較小和刀齒強(qiáng)度足夠的情況下，應(yīng)采用平底式；在銃削深度較大時，宜采用加強(qiáng)形式，

23、其槽底形狀都是根據(jù)工件廓形確定的.故該容屑槽選擇采用平底式.3.31 銃刀孔徑銃刀的孔徑d應(yīng)根據(jù)銃削寬度和工作條件選取，也可以按剛度，強(qiáng)度條件計算，還可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗選取.因此，該銃刀根據(jù)其切削寬度B=10查表3-4選取，可得d=22mm.3.32 銃刀外徑對于平底形式的容屑槽，銃刀外徑可按如下公式估算：d0=(22.2)+2.2。+(26)=65mm3.33 銃刀圓周齒數(shù)在設(shè)計時，一般可根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗按銃刀外圓直徑的大小來預(yù)選定圓周齒數(shù)，且一般盡量采用偶數(shù).因此，查表可知zk=10.3.34 銃刀的后角設(shè)矩形花鍵銃刀的頂刃徑向后角為5,取otf=10ac.驗算側(cè)刃后角公式為：tg二.0=tgfs

24、in：故口0=5可以滿足要求3.35 鏟削量二d65K=-tgafK1=(1.31.5)KK=tg10=4.0Zk10K1=1.4=6.03.36容屑槽圓角半徑二d0-2hK二165-2r=1.88取r=22Azk2410式中:A為系數(shù)，當(dāng)鏟齒凸輪空程角=60時A=6;當(dāng)=90時A=4而對于需鏟磨齒背的成形銃刀，通常取=90:3.37容屑槽深度對于有平底容屑槽，齒背需鏟磨的成形車刀H=hKK1r=4.464-62=11.46223.38 容屑槽問角一般取0=20o35o,這里取=30o3.39 分屑槽尺寸因為該銃刀寬度小于20,故切削刃上不需做分屑槽.3.40 空刀導(dǎo)角尺寸查表知C=1.53.41 技術(shù)條件見銃刀工作圖3.42 繪制工作圖總結(jié)課程設(shè)計作為工科院校大學(xué)生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固大學(xué)生大學(xué)所學(xué)知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗畢業(yè)生綜合應(yīng)