刀具課程設計---矩形花鍵拉刀及矩形花鍵銑刀

1、<p>　　題目: 矩形花鍵拉刀及矩形花鍵銑刀</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1. 前言</b></p><p>　　1.1矩形花鍵拉刀設計— — — — — — — — — — — —— — — — — 3 </p><p>　　1.2.矩形花鍵銑

2、刀設計— — — — — — — — — — — —— — — — — 4</p><p>　　2. 矩形花鍵拉刀設計</p><p>　　2.10選擇刀具材料及熱處理硬度— — — — — — — — — — — —— — 4</p><p>　　2.11擬訂拉削余量切除順序和拉削方式 — — — — — — — — — — — —4</p>&l

3、t;p>　　2.12選擇切削齒幾何參數(shù) — — — — — — — — — — — —— — — —5</p><p>　　2.13確定校準齒直徑，倒角齒不設校準齒 — — — — — — — — — — —5 </p><p>　　2.14計算倒角齒參數(shù) — — — — — — — — — — — —— — — — — 5</p><p>　　2.15 計

4、算拉削余量 — — — — — — — — — — — —— — — — — 6</p><p>　　2.16選擇齒升量 — — — — — — — — — — — —— — — — — — 6</p><p>　　2.17設計容屑槽 — — — — — — — — — — — —— — — — — — 6</p><p>　　2.18花鍵齒截形設計 — —

5、 — — — — — — — — — —— — — — —7</p><p>　　2.19確定分屑槽參數(shù) — — — — — — — — — — — —— — — — —8 </p><p>　　2.20選擇拉刀前柄 — — — — — — — — — — — —— — — — — 8</p><p>　　2.21校驗拉刀強度和拉床載荷 — — — — —

6、— — — — — — — — — 8 </p><p>　　2.22 確定拉刀齒數(shù)及每齒直徑 — — — — — — — — — — — — — —8</p><p>　　2.23 拉刀齒部長度 — — — — — — — — — — — —— — — — — 9</p><p>　　2.24 設計拉刀其他部分 — — — — — — — — — — —

7、— — — — — 10</p><p>　　2.25 拉刀總長及其校驗 — — — — — — — — — — — — — — — 11</p><p>　　2.26 制定技術條件 — — —— — — — — — — — — — — — — — — — 11</p><p>　　3. 矩形花鍵銑刀設計</p><p>　　3

8、.1花鍵軸尺寸 — — — — — — — — — — — — — — — —11</p><p>　　3.2拉削長度 — — — — — — — — — — — — — —11</p><p>　　3.3工件材料 — — — — — — — — — — — — — — — — —11</p><p>　　3.4設計步驟及尺寸計算— — — — — — — — —

9、— — — — — — — — —11</p><p>　　3.5結合成形銑刀補充計算的數(shù)據(jù)及說明— — — — — — — — — — — — — — 13</p><p>　　4.總結—— — —— — —— — — — — — — — — — — — — — — — — —15</p><p>　　5.參考文獻— — — — — —— — — — — — —

10、— — — — — — —16</p><p>　　6．附表— — — — — — — — — — — — — — — — — — —— —17</p><p>　　矩形花鍵拉刀及矩形花鍵銑刀設計</p><p><b>　　1. 前言</b></p><p>　　大學三年的學習即將結束，在大一大二兩年的基礎學習和大三

11、這學年的專業(yè)基礎課學習之后我們已經(jīng)開始運用自己掌握的知識和技能來做設計，它能夠提高我們運用知識的能力和獨立思考以及應用軟件使理論和實踐相結合的能力，大家可以把自己的想法融入設計，在設計中又尋找差距的過程中來不斷提高自己，為早日扎實掌握技術，靈活運用知識步入社會為工作打好一定的基礎我們做設計是必要的，這讓我感到很欣慰并充滿力量，但是確實通過課程設計檢驗了我們在這幾年中的所學，，發(fā)現(xiàn)我們所掌握的所運用的程度還遠遠不夠。</p>

12、<p>　　我的課程設計課題目是矩形花鍵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，同時也在設計當中發(fā)現(xiàn)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。</p><p

13、>　　由于水平有限,設計編寫時間也比較倉促,在我的設計中會出現(xiàn)一些技術和專業(yè)知識等方面的問題，因此會有一些不盡如人意的地方, 為了早日提高自己，希望在考核和答辯的過程中得到各位指導老師的諒解與批評指正,我將認真學習改正，謝謝老師。</p><p>　　1.1矩形花鍵拉刀設計 </p><p>　　被加工零件如圖1.所示，工件材料為： 45鋼；硬度HBS180 ；強度σb =610Mp

14、a；工件長度L=30mm。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制孔。</p><p>　　1.2.矩形花鍵銑刀設計</p><p>　　被加工零件如圖2.所示，工件材料為：45鋼；硬度HBS180 ；強度σb = 610Mpa；工件長度L=30mm。</p><p>　　2. 矩形花鍵拉刀設計</p><

15、p>　　【原始條件和設計要求】</p><p>　　要求設計一把矩形內花鍵拉刀。拉削的內花鍵代號及尺寸公差為8﹡ ，倒角高度0.5mm，頂角圓弧半徑r 0.4mm。內花鍵鍵槽對基準軸線的位置度公差0.015mm</p><p>　　2.10選擇刀具材料及熱處理硬度</p><p>　　拉刀材料選用W18Cr4V高速鋼。熱處理硬度見設計圖中技術要求。</p

16、><p>　　2.11擬訂拉削余量切除順序和拉削方式</p><p>　　拉削余量的切除順序為：倒角—鍵側與大徑—小徑，拉刀切削切齒的順序是：倒角齒—花鍵齒—圓形齒，實際采用分層拉削漸成式。</p><p>　　在本說明書中，用腳標d、h和y表示倒角齒、花鍵齒、圓形齒；用腳標c、g、j和x表示粗切、過渡、精切和校準齒；用腳標w和m表示工件預制孔和拉削孔。</p&g

17、t;<p>　　2.12選擇切削齒幾何參數(shù)</p><p>　　查拉刀齒前角、后角可得：取拉刀前角，精切齒與校準齒倒棱前角。</p><p>　　取粗切齒，精切齒 ，校準齒 </p><p>　　2.13確定校準齒直徑，倒角齒不設校準齒</p><p>　　查表4-16，花鍵齒、圓形齒的擴張量均為，則花鍵齒校準齒和圓形齒校準齒的

18、直徑為：</p><p>　　2.14計算倒角齒參數(shù)</p><p>　　查表4-29，因為為8齒，所以倒角工藝角度為。</p><p>　　2.15 計算拉削余量 </p><p>　　按表4-1計算圓形拉削余量為1mm ，預制孔徑為41mm，</p><p><b>　　實際拉削余量為：</b>

19、;</p><p><b>　　倒角余量 </b></p><p><b>　　花鍵余量 </b></p><p>　　2.16選擇齒升量：按表4-4選擇為</p><p><b>　　倒角齒：</b></p><p><b>　　花鍵齒：&l

20、t;/b></p><p><b>　　圓形齒：</b></p><p><b>　　2.17設計容屑槽</b></p><p>　　1）齒距計算：按表4-7， </p><p>　　2）選擇容屑槽：采用曲線槽，粗切齒用深槽，h＝3mm，精切齒用基本槽。</p><p>

21、;　　3）校驗容屑條件：查表4-9得，容屑系數(shù)k＝3，倒角齒開量最大時，應校驗之，應使?jié)M足</p><p>　　因h＝3，所以式滿足，校驗合格。</p><p>　　4）校驗同時工作齒數(shù) 因為，即，，滿足的校驗條件。</p><p>　　2.18花鍵齒截形設計 </p><p>　　花鍵齒鍵寬按下式計算，精確到0.001mm。<

22、/p><p>　　式中，為內花鍵鍵槽寬最大極限尺寸；為拉削擴張量(=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，應在制造條件允許范圍內取小值，?。?.010mm，則：</p><p>　　拉刀鍵齒側面應制出的修光刃f，其下應磨出側隙角。</p><p>　　2.19確定分屑槽參數(shù) </p><p>　　除校準齒和與

23、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。</p><p>　　2.20選擇拉刀前柄 </p><p>　　按表4-17選擇無周向定位面的圓柱形前柄，公稱尺寸，卡爪底徑，其余見圖。</p><p>　　2.21校驗拉刀強度和拉床載荷 </p><p>　　通過計算分

24、析，確定倒角齒拉削力最大，因而應計算拉刀倒角齒拉削力：</p><p>　　拉刀最小截面積在卡槽底頸處，則拉應力為：</p><p>　?。ū?-25），拉刀強度校驗合格。</p><p>　　拉床拉力為2000.8KN=160KN,比大，拉床載荷校驗合格。</p><p>　　2.22 確定拉刀齒數(shù)及每齒直徑</p><

25、p>　　1）倒角齒齒數(shù)： 取</p><p><b>　　2）花鍵齒齒數(shù)： </b></p><p>　　初擬花鍵過渡齒與精切齒的齒升量為0.05、0.05、0.05、0.05、0.05,逐步遞減，共切除余量，花鍵粗切齒齒數(shù)：</p><p>　　取26齒，少切去了的余量，應增加一個精切齒，其齒升量為0.005mm的齒升量，過度齒2

26、個，精切齒4個。</p><p>　　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)</p><p><b>　　為：</b></p><p>　　取齒，少切了0.01的余量，需增加一個精切齒，其齒升量為0.005mm，這樣，圓形齒段具有粗齒8個，過渡齒3個，精切齒3個</p><p>　

27、　4）校準部切齒 倒角齒不設校準齒，圓形齒和花鍵齒校準齒齒數(shù)，查表得：</p><p><b>　　花鍵校準齒齒數(shù)：</b></p><p><b>　　圓形校準齒齒數(shù)：</b></p><p>　　這樣拉刀總齒數(shù)為：23+34+8+4+5=78，具體齒序見表1。</p><p>　　2.2

28、3 拉刀齒部長度</p><p>　　倒角齒段長度： </p><p><b>　　花鍵齒段長度：</b></p><p><b>　　圓形齒段長度：</b></p><p>　　拉刀齒部長度： </p><p>　　2.24 設計拉刀其他部分 </p

29、><p>　　按表4-17 4-19 4-23計算：</p><p>　　前柄： </p><p><b>　　頸部： </b></p><p>　　過渡錐： </p><p><b>　　前導部： </b></p>&

30、lt;p>　　前柄伸入夾頭長度： </p><p>　　前柄端部至第一刀齒的距離：</p><p>　　后導部： </p><p>　　后柄： 可不設置</p><p>　　2.25 拉刀總長及其校驗</p><p>　　根據(jù)表4-26知，允許拉刀總長為31,拉刀長度校驗合格。</p>

31、<p>　　2.26 制定技術條件（見拉刀工作圖）</p><p>　　2.27 繪制拉刀工作圖（見附圖1）</p><p>　　3. 矩形花鍵銑刀設計</p><p><b>　　3.1花鍵軸尺寸</b></p><p>　　外徑 </p><p>　

32、　內徑 </p><p>　　鍵數(shù) Z＝8 </p><p>　　鍵寬 </p><p>　　鍵底圓角半徑 r＝1</p><p>　　3.2拉削長度 L=30mm</p><p>　　3.3工件

33、材料 45#鋼 硬度 HBS180 強度σb =610Mpa</p><p><b>　　3.4 設計步驟</b></p><p>　　3.5結合成形銑刀補充計算的數(shù)據(jù)及說明</p><p>　　3. 5.1銑刀的齒數(shù) </p><p>　　在保證刀齒強度和足夠的重磨次數(shù)的條件下，應盡力

34、取齒數(shù)多些，以便增加銑削的平穩(wěn)性。 其中t為銑刀的圓周齒距，在精加工時可取</p><p>　　H=h+K+r 其中H為容屑槽高度；K為刀齒鏟削量；r為容屑槽底半徑，一般為1~3mm由于齒數(shù)未確定時后兩參數(shù)都無法確定，因此初步估算：</p><p>　　H=h+0.06+（1~3）mm=11.3mm</p><p>　　代入t=1.811.3=20.

35、34mm；</p><p>　　再代入數(shù)據(jù)，得=8.49,所以取9；</p><p>　　3.5.2銑刀的后角及鏟削量 </p><p>　　給出進給方向的后角，一般可以取</p><p>　　初選=后，需驗算銑刀切削刃上某點的主剖面后角</p><p>　　tg=tgsintgsin=tgsin</p>

36、<p>　　求得=，驗算在合格范圍內。對于精度要求高的成形銑刀，其齒背除鏟齒外尚需進行鏟磨，。</p><p>　　3.5.3容屑槽尺寸 </p><p><b>　　1）容屑槽底半徑 </b></p><p>　　式中：A為系數(shù)，可取6。</p><p><b>　　2）容屑槽角 </b

37、></p><p>　　值應按照加工容屑槽所用的角度銑刀的系列選取，一般取為、、等，本設計取。</p><p>　　3.5.4銑刀刀齒與刀體強度的校驗</p><p><b>　　1）校驗刀齒強度 </b></p><p>　　對于平底式容屑槽銑刀，按下式計算齒根寬度；</p><p>　　

38、經(jīng)過計算知，因此滿足要求。</p><p><b>　　2）校驗刀體強度</b></p><p>　　為保證刀體強度，要求。根據(jù)，可知：</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　3.5.5校驗鏟磨齒形時砂輪是否和下一個刀齒發(fā)生干涉，畫圖按此方法畫，因此在此不再贅述與校驗

39、。</p><p>　　3.5.6銑刀鍵槽的選擇</p><p>　　參考設計手冊附錄，取鍵系數(shù)見上表</p><p>　　3.5.7技術條件（此為成形銑刀技術條件，僅作參考）</p><p><b>　　1）表面粗糙度</b></p><p>　　刀齒前面、內孔表面、端面及鏟磨銑刀的齒背表面——

40、不大于</p><p>　　鏟齒銑刀的齒背面——不大于</p><p><b>　　其余部分——不大于</b></p><p><b>　　2）尺寸公差</b></p><p>　　銑刀主要結構的尺寸公差見下表及銑刀工作圖。</p><p>　　3)形狀位置公差銑刀的形狀位置

41、公差</p><p>　　根據(jù)前面所算數(shù)據(jù)，查表3-9，知：</p><p>　　切削刃的徑向和端面跳動公差為0.03mm；</p><p>　　刀體端面跳動公差為0.02mm；</p><p>　　零度前角銑刀前刀面的徑向性公差為0.06mm。</p><p><b>　　4）齒形公差</b>&

42、lt;/p><p>　　因為齒形高度在4~12，所以透光度：齒形的基本部分為0.05mm；齒頂及圓周部分為0.09mm</p><p><b>　　5）材料及熱處理</b></p><p>　　銑刀采用高速鋼，熱處理后的硬度為。在銑刀的工作部分，不得有脫碳層和軟點。</p><p><b>　　4.總結：</

43、b></p><p>　　金屬切削刀具課程設計是我們在學完 《金屬切削原理及刀具》等有關課程的基礎上進行的重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，其目的是使學生鞏固和深化課堂理論教學內容，鍛煉和培養(yǎng)學生綜合運用所學知識和理論的能力，是對學生進行獨立分析，解決問題能力的強化訓練。通過本次課程設計，我學到了：課程設計作為工科院校大學生的必修環(huán)節(jié)，不僅是鞏固大學生大學所學知識的重要環(huán)節(jié)，而且也是在檢驗畢業(yè)生綜合應用知識的能力、自學

44、能力、獨立操作能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力，是大學生參加工作前的一次實踐性鍛煉。</p><p>　　在這次課程設計中，通過對有關知識的梳理，對各手冊的查閱，并在復習并運用所學軟件AUTOCAD的運用后我的設計水平有所增加，而且它對能力的提高也很有幫助。具體有以下幾點收獲：</p><p>　　掌握了金屬切削刀具的設計和計算方法；</p><p>　　學會運用各種設計資料，手

45、冊和國家標準；</p><p>　　學會繪制符合標準要求的刀具工作圖，能標出必要的技術條件。</p><p>　　這次設計圓滿結束了，以后面對的是工作和學習中更多的學習和需要解決的問題，我會在這次設計經(jīng)歷的鼓舞下更有信心地走下去，不斷努力做得更好！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]

46、劉華明編. 金屬切削刀具設計簡明手冊. 機械工業(yè)出版社，2005.7</p><p>　　[2]東華大學編 .畫法幾何及工程制圖 .上海科學技術出版社，2003.3</p><p>　　[3]樂兌謙編. 金屬切削刀具（第2版） .機械工業(yè)出版社. 2001.6</p><p>　　[4]龐學慧，武文革編. 互換性與