刀具課程設(shè)計說明書32副本

中北大學(xué)課程設(shè)計說明書PAGEPAGE23矩形花鍵拉刀、矩形花鍵銑刀的設(shè)計說明書目錄前言 20.總概 30.1刀具的發(fā)展 30.2本課題的研究目的 31.矩形花鍵拉刀的設(shè)計緒論 31.1概述 32.矩形花鍵拉刀的設(shè)計 52.1原始條件 52.2設(shè)計步驟 53.矩形花鍵銑刀的設(shè)計緒論 153.1概述 154.矩形花鍵銑刀的設(shè)計 154.1原始條件 154.2設(shè)計步驟 16總結(jié) 20致謝 21參考文獻 22前言大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們即將進入大四，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的運用，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，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(shè)計編寫時間也比較倉促,在我設(shè)計的過程中會遇到一些技術(shù)和專業(yè)知識及其它方面的問題，再加上我對知識掌握的程度，所以設(shè)計中我的設(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)老師的諒解與指正,不勝感激之至。0、總概0.1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(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。0.2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.進一步提高計算機操作的基本技能﹑AutoCAD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。1、矩形花鍵拉刀的設(shè)計緒論1.1概述拉刀是一種高生產(chǎn)率的刀具，可以用來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。拉刀的種類如圖（1）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。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,用以夾持拉刀和傳遞動力;頸部，起連接作用；過渡錐，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，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。2、矩形花鍵拉刀的設(shè)計2.1原始條件被加工零件如圖1.所示，工件材料為：45鋼；硬度HBS210；強度σb=600Mpa；工件長度L=65mm圖1拉床為L6120型良好狀態(tài)舊拉床，拉削時采用10%乳化液。拉削前采用鉆削加工預(yù)制孔。銷的花鍵代號及尺寸公差為花鍵孔尺寸外徑內(nèi)徑鍵寬倒角鍵數(shù)拉削長度工件材料45號鋼，硬度HBS210，強度σb=600Mpa2.2設(shè)計步驟2.2.1選用的高速鋼；2.2.2拉削余量的切除順序為：倒角——小徑——鍵側(cè)與大徑，拉刀切削齒的順序為：倒角齒——花鍵齒——圓形齒，實際采用分層拉銷漸成式。腳標(biāo)d，h，y表示倒角齒，花鍵齒和圓形齒；用c，g，j和x表示粗切，過渡，精切和校準(zhǔn)齒；用w和n表示工件預(yù)制孔和拉削孔。2.2.3根據(jù)工件材料：45鋼，HBS210，查表4-2可選擇：拉刀前角，取。精切齒與校準(zhǔn)齒倒棱前角。拉刀齒后角選擇查表4-3：粗切齒，精切齒，校準(zhǔn)齒，2.2.4倒角齒不設(shè)校準(zhǔn)齒。查表4-16知，花鍵齒的擴張量為，圓形齒的擴張量為5，則花鍵齒校準(zhǔn)齒和圓形齒校準(zhǔn)齒直徑為：2.2.5查表4-29知倒角值，由表4-28知棱面，為中間值倒角齒測量值：中間值：倒角與鍵側(cè)交點直徑：拉刀倒角齒最大直徑：2.2.6計算拉削余量查表4-1得：預(yù)制孔徑為55mm，實際拉削余量：倒角余量：花鍵余量：2.2.7倒角齒：花鍵齒：圓形齒：2.2.8(1）齒距計算：(2）選擇容屑槽：查表4-8采用曲線槽，粗切齒用深槽，，精切齒用基本槽。(3）校驗容屑條件：查表4-9取容屑系數(shù)，倒角齒升量最大時，應(yīng)校驗之，應(yīng)使?jié)M足因為h＝5，所以式滿足，校驗合格。(4）校驗同時工作齒數(shù)：因為，即，，滿足的校驗條件。圖二：容屑槽1圖三：容屑槽22.2.9花鍵齒鍵寬按下式計算（精確到0.001mm）：式中，為內(nèi)花鍵鍵槽寬最大極限尺寸；為拉削擴張量(查表4-16得=0.005mm)；為拉刀鍵齒寬制造公差帶寬，為保證鍵齒尺寸耐用度高，應(yīng)在制造條件允許范圍內(nèi)取小值，取＝0.010mm，則：拉刀鍵齒側(cè)面應(yīng)制出的修光刃f，其下應(yīng)磨出側(cè)隙角，工廠常在齒高為1.25mm及以下的刀齒上磨側(cè)隙。2.2.10除校準(zhǔn)齒和與其相鄰的一個精切齒外，拉刀切削齒均磨制成三角形分屑槽。由于在每個圓形齒上都存在著不工作刃段，圓形齒段不必磨分屑槽。圖四：分屑槽2.2.11查表4-17知選擇Ⅱ型-A無周向定位面的圓柱形前柄，公稱尺寸，卡爪底徑，其余見圖4-2。2.2.12通過計算分析，確定倒角齒拉削力最大，因而應(yīng)計算倒角齒拉削力。經(jīng)查表4-20，4-21，4-22可得：拉刀最小截面積在卡槽底頸處，則拉應(yīng)力為：，拉刀強度校驗合格。拉床拉力為2000.8KN=160KN,比大，拉床載荷校驗合格。2.2.13(1）倒角齒齒數(shù)：，取(2）花鍵齒齒數(shù)：初擬花鍵過渡齒與精切齒的齒升量為0.04、0.03、0.02、0.01、0.005mm,逐步遞減，共切除余量，花鍵粗切齒齒數(shù)：取60齒，多切去了的余量，應(yīng)減去0.0375mm的齒升量。因此，減去一個精切齒并將齒升量調(diào)整為0.04、0.03、0.015、0.0075mm，后2齒齒升量小于，為精切齒，前2齒則為過渡齒。(3）圓形齒齒數(shù)：初擬方案與花鍵齒相同，即擬訂切去余量，計算圓形粗切齒齒數(shù)為：取8齒，少切了的余量，需增加一個精切齒，其齒升量為0.0075mm，這樣，圓形齒段具有粗齒8個，過渡齒3個，精切齒3個。(4）校準(zhǔn)部切齒：倒角齒不設(shè)校準(zhǔn)齒,查表4-14得：花鍵校準(zhǔn)齒齒數(shù)：圓形校準(zhǔn)齒齒數(shù)：(5）各齒直徑：各齒直徑見下表：齒型齒號直徑基本尺寸齒升量直徑尺寸公差齒型齒號直徑基本尺寸齒升量直徑尺寸公差倒角齒粗切齒155.1300.065±0.025花鍵齒粗切齒2958.1950.06±0.015255.2603058.315355.3903158.435455.5203258.555555.6503358.675655.7803458.795755.9103558.915856.0403659.035956.1703759.1551056.3003859.2751156.4303959.3951256.5604059.5151356.6904159.6351456.8204259.7551556.9504359.8751657.0804459.9951757.2104560.1151857.3404660.2351957.4704760.3552057.6004860.475精切齒2157.6900.04±0.0154960.5952257.7705060.7152357.8505160.8352457.9305260.955花鍵齒粗切齒2557.7150.06±0.0155361.0752657.8385461.1952757.9555561.31528表1表1各齒直徑（1-56）5661.435各齒直徑齒型齒號直徑基本尺寸齒升量直徑尺寸公差齒型齒號直徑基本尺寸齒升量直徑尺寸公差花鍵齒粗切齒5761.5550.06±0.015花鍵齒過渡齒8564.9150.03±0.0155861.6758664.9755961.795精切齒8765.0550.0150-0.0156061.9158865.0856162.035校準(zhǔn)齒8965.10000-0.0186262.1559065.1006362.2759165.1006462.3959265.1006562.515圓孔齒粗切齒9355.0450.05±0.0156662.6359455.1456762.7559555.2456862.8759655.3456962.9959755.4457063.1159855.5457163.2359955.6457263.35510055.7457363.475過渡齒10155.8450.030-0.0107463.59510255.9257563.71510355.9857663.835精切齒10456.0000.00750-0.0097763.95510556.0157864.075校準(zhǔn)齒10656.03007964.19510756.0308064.31510856.0308164.43510956.0308264.55511056.0308364.67511156.0308464.79511256.030表2各齒直徑（57-112）2.2.14經(jīng)查圖4-2可知：倒角齒段長度：花鍵齒段長度：圓形齒段長度：拉刀齒部長度：2.2.15經(jīng)查表4-17，4-19，4-23并計算可得：前柄：預(yù)部：過渡錐：前導(dǎo)部：前柄伸入夾頭長度：前柄端部至第一刀齒的距離：后導(dǎo)部：后柄：2.2.16經(jīng)查表4-26，可知允許拉刀總長為1600mm,故拉刀長度校驗合格；2.2.17拉刀技術(shù)條件：(1）拉刀材料：W18Cr4V；(2）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；(3）拉刀表面不得有裂紋，碰傷，銹跡等影響使用性能的缺陷；(4）拉刀切削刃應(yīng)鋒利，不得有毛刺，崩刃和磨削燒傷；(5）拉刀容屑槽的連接應(yīng)圓滑，不允許有臺階，一般應(yīng)磨光槽底；(6)拉刀其余刀齒對G-H基準(zhǔn)的徑向圓跳動公差0.04mm；(7)拉刀各部份的徑向圓跳動應(yīng)在同一個方向；(8)花鍵齒等分累積誤差0.015mm；(9)花鍵齒側(cè)面沿縱向?qū)禛-H基準(zhǔn)軸線的平行度公差0.012。2.2.183.矩形花鍵銑刀的設(shè)計緒論3.1概述銑刀是一種應(yīng)用很廣泛的多齒多刃回轉(zhuǎn)刀具。銑削加工時，銑刀饒起軸線轉(zhuǎn)動，而工件做進給運動。銑削加工與刨削加工相比較，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)計圖紙要求。銑切加工一般采用專門設(shè)計的T形槽銑刀，這種銑刀適合大批量專業(yè)化生產(chǎn)，但對中、小批量非專業(yè)化生產(chǎn)不太適合。為解決這個問題，我們試用三面刃銑刀及片銑刀，獲得了滿意的結(jié)果。4.矩形花鍵銑刀的設(shè)計4.1原始條件欲加工矩形花鍵軸,被加工零件如圖2.所示，工件材料為：45鋼；硬度HBS210；強度σb=600Mpa；工件長度L=65mm圖5矩形花鍵軸4.2設(shè)計步驟4.2.1銑刀材料一般用高速鋼（W18Cr4V），熱處理后硬度應(yīng)為HRC63-66，在銑刀的工作部分不得有脫碳和軟點。4.2.24.2.34.2.4，取12。4.2.54.2.6，取B=15。4.2.7齒頂圓半徑取,其中為鍵底圓角半徑。4.2.8由于所加工的工件需要精加工，故取。4.2.9根據(jù)銑削寬度確定根據(jù)B=15，強度σb=600Mpa，重切削查表3-4得d=27mm。4.2.10銑刀外徑由d=27mm及h=6mm查表3-5得。4.2.11為了測量方便，齒數(shù)盡量采用偶數(shù)，查表3-6得。4.2.12銑刀后角一般取然后根據(jù)驗算公式進行演算，取，驗算，滿足條件不小于，故滿足要求。4.2.13鏟齒量及地確定當(dāng)選用I型鏟齒形式時，可按下式計算：4.（1）容屑槽形式由工件的廓型確定為平底型；（2）容屑槽的圓角半徑其半徑可按式：計算，其中A為系數(shù)，一般鏟磨齒背的成型銑刀，或齒廓高度h較大的成形銑刀，可??；不鏟磨齒背的或h較小的，可取A=6,由于本刀采用Ⅰ型鏟背形式，故取A=4。計算出的r應(yīng)圓整為0.5mm的整數(shù)倍。（3）容屑槽的深度H對于有平底形容屑槽的齒背需鏟磨的成形銑刀用下面的公式計算：（4）容屑槽間角一般，當(dāng)銑刀圓周齒數(shù)少時可取大值，取。4.當(dāng)銑刀寬度B<20mm時，切削刃上不需做分屑槽。4.由，查附錄表1得刀具內(nèi)孔和鍵的尺寸如下：鍵寬，，偏差為：上：0，下：-0.20；，偏差為：上：0.20，下：0；，具體形狀見圖3。圖6鍵槽示意圖4.2.17（1）對于平底槽形的成形銑刀,可按如下公式校驗銑刀刀齒齒根寬度：式中,為凸輪的回程角,一般取=。故C=10.4,即>0.8，滿足條件。（2）對平底容屑槽銑刀,校驗刀體強度可按下式計算:故滿足條件。4.公差要求見表11銑刀外徑2銑刀寬度3銑刀孔徑4銑刀鍵槽寬度5內(nèi)孔至鍵底距離表3公差要求形位公差見表21切削刃的徑向及端面跳動0.032刀體端面跳動0.023前面的徑向性（只允許凹入）0.06表4形位公差4.（1）材料W18Cr4V；（2）硬度HRC63～66；（3）偏差（只允許凹入）小于等于0.06；（4）齒形的基本部分透光度允許值為0.05，齒頂及圓角部分透光度允許值為0.09。4.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)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。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們即將進入大四,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的所學(xué)的知識，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)。通過這一學(xué)期的學(xué)習(xí)和對