刀具課程設(shè)計(jì)---圓孔拉刀及矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　題 目： 圓孔拉

2、刀及 </p><p>　　矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì) </p><p>　　教師： 職稱: </p><p>　　教師： 職稱: </p><p><b>　　2007年7月4日</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b>

3、;</p><p>　　2006/2007 學(xué)年第 2 學(xué)期</p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><

4、p>　　學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： 圓孔拉刀及 </p><p>　　矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì) </p><p>　　起 迄 日 期： 6月18日～6月23日 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)

5、： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　系 主 任： </p><p>　　下達(dá)任務(wù)書日期: 2007年6月15日</p><p>　　課 程 設(shè)

6、 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　前言 &

7、lt;/p><p>　　將近一學(xué)期的金屬切削原理及刀具的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)，我們了解了各種刀具的材料，使用范圍，使用方法及其性能；并且能夠自己動(dòng)手設(shè)計(jì)并能根據(jù)設(shè)計(jì)條件及加工條件查用資料、工作手冊(cè)及公式具備計(jì)算設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單刀具的能力 。</p><p>　　一.圓孔拉刀設(shè)計(jì) </p><p>　　拉刀的種類很多，其中圓孔

8、拉刀是使用很廣泛的一種，圓孔拉刀由工作部分與非工作部分組成。圓孔拉刀在加工工件時(shí)，因拉削方式不同每個(gè)刀齒的切屑層形狀，切削順序和切削位置也不同，而且它與切削力的大小，刀齒的負(fù)荷，加工質(zhì)量，拉刀耐用度拉削長(zhǎng)度等都有密切的關(guān)系，因此要根據(jù)需要設(shè)計(jì)拉刀。</p><p>　?。?）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（或前一組刀齒），所以當(dāng)拉刀作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，便能依次的從工件上切

9、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)，并且拉床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</p><p>　　拉削有如下特點(diǎn) ： </p><p>　　1.1拉削時(shí)只有主運(yùn)動(dòng)，拉床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便。</p><p>　　1.2拉削速度較低，一般為，拉削平穩(wěn)，且切削厚

10、度很薄，因此拉刀精度可達(dá)到，表面粗糙度達(dá)。</p><p>　　1.3同時(shí)工作的刀齒多，切削刃長(zhǎng)，一次行程完成粗、精加工，生產(chǎn)效率高。</p><p>　　1.4每一刀齒在工作過程中只切削一次，刀齒磨損慢，刀具耐用度高，壽命長(zhǎng)。</p><p>　　1.5加工范圍廣，可拉削各種形狀的通孔和外表面，但拉刀設(shè)計(jì)、制造復(fù)雜，價(jià)格昂貴，較適于大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。</p&

11、gt;<p>　　2圓孔拉刀有以下幾種拉削方式</p><p>　　2.1普通拉削方式 </p><p>　　這種拉削方式是將拉削余量一層一層地順序切下，切削寬度較大，切削厚度較小，刀齒多，拉刀長(zhǎng)，生產(chǎn)率不高，也不適用于拉削有硬皮的工件。這種方式又可粉為：同廓拉削方式與漸成拉削方式。 </p><p><b>　　輪切拉削方式 </b&

12、gt;</p><p>　　按此種方式設(shè)計(jì)的拉刀，有幾組齒，每組中包含兩或三個(gè)刀齒。同一組的刀齒直徑相同，他們共同切除拉削余量中的一層金屬。每個(gè)刀齒的切削位置是相互錯(cuò)開的各切除一層金屬中的一部分，</p><p><b>　　綜合拉削方式</b></p><p>　　按此種方式設(shè)計(jì)的拉刀，每個(gè)齒都有齒升量。在粗切齒與過渡齒上做出交錯(cuò)的弧形凹槽，

13、這些齒按輪切方式工作。而第2，3，4各齒的切削厚度為第1齒的二倍。精切齒按同廓方式工作。</p><p>　　二.花鍵銑刀設(shè)計(jì) </p><p>　　成型車刀又稱樣板刀，它是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用刀具，它的切削刃形狀實(shí)根據(jù)工件的廓行設(shè)計(jì)的。成型車刀主要用于大量生產(chǎn)，在半自動(dòng)或自動(dòng)車床上加工內(nèi)、外回轉(zhuǎn)體的成形表面。當(dāng)生產(chǎn)批量較小時(shí)，也可在普通車床上加工成形表面。采用成型車刀可保證穩(wěn)定

14、的加工質(zhì)量（加工精度可達(dá)IT9～10級(jí)，表面粗糙度Ra 可達(dá)2.5～10）；生產(chǎn)效率高（因?yàn)橹唤?jīng)過一個(gè)切削過程就可切出所需要的成行表面）；刀具的可重磨次數(shù)多，使用期限長(zhǎng)。但成形車刀的設(shè)計(jì)、計(jì)算和制造比較麻煩，制造成本也較高，一般是在成批、大量產(chǎn)中使用。目前多在紡織機(jī)械廠、汽車廠、拖拉機(jī)廠、軸承廠等工廠中使用。</p><p>　　成形車刀的種類很多，也有不同的分類方法。若按刀具本身的結(jié)構(gòu)和形狀分，有平體、棱體、和

15、圓體三種；若按進(jìn)給方向分，則有沿工件徑向進(jìn)給的和切向給的兩種。圓體成行車刀與平體成行車刀和棱體成形車刀相比，它的可重磨次數(shù)多。它可用來加工內(nèi)、外成形表面的工件，制造也比較方便，因而用的較多。工件如圖1所示，所以本設(shè)計(jì)方案就采用圓體成形車刀。</p><p>　　我設(shè)計(jì)的成形車刀和矩形花鍵拉刀為最簡(jiǎn)單的刀具。其中拉刀為單獨(dú)拉花鍵的矩形花鍵拉刀，以設(shè)計(jì)要求中給出的圓孔部分為預(yù)制孔，只拉花鍵，拉刀上只有花鍵齒。<

16、/p><p><b>　　具體設(shè)計(jì)過程</b></p><p>　　一.圓孔拉刀設(shè)計(jì)過程</p><p><b>　　（1）選擇刀具類型</b></p><p>　　對(duì)每種工件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和工藝裝備設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮選用合適的刀具類型。事實(shí)上，對(duì)同一個(gè)工件，常可用多種不同的刀具加工出來。</p>

17、;<p>　　采用的刀具類型不同將對(duì)加工生產(chǎn)率和精度有重要影響。總結(jié)更多的高生產(chǎn)率刀具可以看出，增加刀具同時(shí)參加切削的刀刃長(zhǎng)度能有效的提高其生產(chǎn)效率。</p><p>　?。?）正確選擇刀具材料</p><p>　　刀具材料選擇得是否恰當(dāng)對(duì)刀具的生產(chǎn)率有重要的影響。因?yàn)橛操|(zhì)合金比高速鋼及其他工具鋼生產(chǎn)率高得多，因此，在能采用硬質(zhì)合金、的情況下應(yīng)盡力采用。但由于目前硬質(zhì)合金的性

18、能還有許多缺陷，如脆性大，極難加工等，使他在許多刀具上應(yīng)用還很困難，因而，目前許多復(fù)雜刀具還主要應(yīng)用高速鋼制造。</p><p>　　根據(jù)《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表29，選擇高速工具鋼，其應(yīng)用范圍用于各種刀具，特別是形狀較復(fù)雜的刀具。但是本人的設(shè)計(jì)任務(wù)書要求被加工的材料為灰鑄鐵，因此計(jì)算和查表時(shí)的注意。拉刀的機(jī)構(gòu)如下：</p><p>　　以下為圓孔拉刀設(shè)計(jì)計(jì)算過程。其中“計(jì)算公式或查表欄”

19、中未添公式的均為查表所得數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)</b></p><p>　　說明：其中計(jì)算中的各種符號(hào)所表示的意義如下圖所示</p><p><b>　　容屑槽 </b></p><p>　　根據(jù)表，直線齒背容屑槽尺寸：基本型</p><p>&

20、lt;b>　　圖1</b></p><p><b>　?。?）分屑槽</b></p><p><b>　　取I型 </b></p><p>　　分屑的作用：使切屑易于變形，易于卷屑。</p><p>　　分屑槽位置：應(yīng)前后齒錯(cuò)開。</p><p><b

21、>　　圖2 </b></p><p><b>　?。?）柄部</b></p><p>　　根據(jù)表4-17查得圓柱形前柄部尺寸為：</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　?。?）根據(jù)表4-18圓柱形后柄：</p><p><b&g

22、t;　　圖4</b></p><p>　　前導(dǎo)部主要起導(dǎo)向和定心作用，故應(yīng)和予制孔形狀相同。</p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　?。?）前導(dǎo)部：</b></p><p><b>　　圖6</b></p><p&g

23、t;<b>　?。?）后導(dǎo)部：</b></p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　2.2 矩形花鍵銑刀的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　銑刀是一種應(yīng)用廣泛的多齒多刃回轉(zhuǎn)刀具。銑削加工時(shí)，銑刀繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，而工件則作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。銑削是同時(shí)參加工作的切削刃總長(zhǎng)較長(zhǎng)，且無空行程，而使用的切削速度也較高，固加工生產(chǎn)

24、率一般較高，表面粗糙度值較小。銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的?？傊?，根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。</p><p>　　常用的銑刀種類如下：</p><p><b>　　1）盤銑刀  </b>

25、</p><p>　　一般采用在盤狀刀體上機(jī)夾刀片或刀頭組成，常用于端銑較大的平面。</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　2）端銑刀  </b></p><p>　　端銑刀是數(shù)控銑加工中最常用的一種銑刀，廣泛用于加工平面類零件，端銑刀除用其端刃銑削外，也常

26、用其側(cè)刃銑削，有時(shí)端刃、側(cè)刃同時(shí)進(jìn)行銑削，端銑刀也可稱為圓柱銑刀。</p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　3）成型銑刀  </b></p><p>　　成型銑刀一般都是為特定的工件或加工內(nèi)容專門設(shè)計(jì)制造的，適用于加工平面類零件的特定形狀（如角度面、凹槽面等），也適用于特形孔或臺(tái)。圖

27、4-4示出的是幾種常用的成型銑刀。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　4）球頭銑刀</b></p><p>　　適用于加工空間曲面零件，有時(shí)也用于平面類零件較大的轉(zhuǎn)接凹圓弧的補(bǔ)加工。</p><p><b>　　圖4</b></p>

28、;<p><b>　　5）鼓形銑刀</b></p><p>　　主要用于對(duì)變斜角類零件的變斜角面的近似加工。</p><p>　　被加工零件如圖2.所示，工件材料為：30鋼；硬度HBS180 ；強(qiáng)度σb = 500Mpa；工件長(zhǎng)度L=40mm。</p><p>　　矩形花鍵加工屬于精加工，所以前角 rf=0度</p>

29、<p>　　矩形花鍵銑刀齒形設(shè)計(jì)</p><p>　　在rf=0度的情況下，工件法剖面截形就是銑刀的齒形 h=hw+(1~2)=3.5</p><p>　　銑刀的孔徑d、d0 經(jīng)查表d=22、d0=65</p><p><b>　　圓周齒數(shù)Zk=12</b></p><p>　　后角選擇

30、 αf=10~15度 取10度</p><p>　　鏟削量k k=6 k1=1.3k=9</p><p>　　銑刀齒頂圓弧半徑 Rf=Dfmin/2=10.48</p><p>　　齒頂圓角半徑 r0=1mm</p><p>　　容削槽圓角半徑 r=1</p

31、><p>　　容削槽深度 H=h+(k+k1)/2+r=11mm</p><p>　　容削槽間角 θ=20~35度 取25度</p><p>　　分削槽尺寸 因B<20 所以可以不設(shè)計(jì)分削槽</p><p>　　鍵槽尺寸 按附錄查的鍵

32、寬b=6 t=24.1</p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)中，我查閱了很多相關(guān)資料，使我有了清晰的設(shè)計(jì)思路。矩形花鍵拉刀的設(shè)計(jì)基本上滿足了題給要求。矩形花鍵銑刀的設(shè)計(jì)也基本上滿足了題目相應(yīng)的要求。這兩個(gè)刀具在某些數(shù)據(jù)的選擇上和所查資料上的數(shù)據(jù)稍微有點(diǎn)偏差，但都在誤差允許范圍內(nèi)。此次的設(shè)計(jì)也有許多不足之處，在矩形花鍵拉刀中，矩

33、齒形和圓孔間的過渡不是很平穩(wěn)，這就使刀具的耐用度有所降低。在以后的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)中我會(huì)更加注意這些問題。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 許先緒主編.《非標(biāo)準(zhǔn)刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1992</p><p>　　[2] 劉華明主編.《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué).1981<

34、;/p><p>　　[3] 陳錫渠、彭曉南主編.《金屬切削原理與刀具》.北京：北京大學(xué)出版社.2006</p><p>　　[4] 陸劍中、孫家寧主編.《金屬切削原理與刀具》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006</p><p>　　[5] 樂兌謙主編.《金屬切削刀具》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2001</p><p>　　[6] 龐學(xué)慧、武文革、成云平

35、.《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：國防工業(yè)出版社.2006</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是在xx導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。她淵博的知識(shí)、勤奮的工作作風(fēng)、務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)和工作態(tài)度、積極進(jìn)取的勇氣和魄力、以及對(duì)學(xué)生從嚴(yán)要求的治學(xué)態(tài)度都深深感染了我，值得我終身學(xué)習(xí)。她無私的奉獻(xiàn)精神是我畢生學(xué)習(xí)和追求的目標(biāo)。在今后的學(xué)習(xí)和