課程設(shè)計--矩形花鍵拉刀及成形車刀設(shè)計說明書

1、<p>　　矩形花鍵拉刀及成形車刀設(shè)計說明書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1.前言 ………………………………………………………1</p><p>　　2.矩形花鍵拉刀的設(shè)計過程 ……………………………4</p><p>　　2．1．1 已知條件 ………………………

2、……………4</p><p>　　2．1．2 設(shè)計計算 …………………………………4</p><p>　　2．1．3 設(shè)計步驟 ……………………………………4</p><p>　　3．成形車刀的設(shè)計過程 …………………………………11</p><p>　　3．1．1已知條件 ……………………………………11</p&g

3、t;<p>　　3．1．2設(shè)計過程 ……………………………………11</p><p>　　4．小結(jié) ……………………………………………………14</p><p>　　5．致謝 ……………………………………………………15</p><p>　　6．參考文獻 ………………………………………………15</p><p>&l

4、t;b>　　前言</b></p><p>　　隨著社會的進步和科學技術(shù)的迅速發(fā)展，金屬切削刀具也由那些古老的手動設(shè)備被自動化設(shè)備代替并逐漸向高速、高精度方向發(fā)展。為了滿足生產(chǎn)的需要，金屬切削工具的種類越來越豐富.以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力、觀察分析能力、工程實踐能力及綜合能力為出發(fā)點，我設(shè)計選擇的題目是：矩形花鍵拉刀及成形車刀。拉刀上有很多齒，后一個刀齒（或后一組刀齒）的齒高要高于（或齒寬寬于）前

5、一個刀齒，所以當拉刀作直線運動時（對某些拉刀來說則為旋轉(zhuǎn)運動），便能依次地從工件上切下很薄的金屬層。故加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。拉刀壽命長，較麻煩，價格較高，一般是專用工具，因而多用于大量批量生產(chǎn)的精加工。</p><p>　　金屬切削刀具課程設(shè)計是學完“金屬切削原理及刀具”等有關(guān)課程的基礎(chǔ)上進行的重要的實踐教學環(huán)節(jié)，其目的是使學生鞏固和深化課堂理論教學內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)學生綜合運用所學知識了理論的能力，是對學生進行

6、獨立分析、解決問題能力的強化訓練。</p><p>　　通過 金屬切削刀具課程設(shè)計，具體應(yīng)使學生做到：</p><p>　　掌握金屬切削刀具的設(shè)計和計算的基本方法；</p><p>　　學會運用各種設(shè)計資料、手冊和國家標準；</p><p>　　學會繪制符合標準要求的刀具工作圖，能標注出必要的技術(shù)條件</p><p>

7、　　完成矩形花鍵拉刀及成形車刀的設(shè)計和計算工作，繪制刀具工作圖和必要的零件圖以及編寫一份正確、完整的說明書。</p><p>　　刀具工作圖應(yīng)包括制造及檢驗該襖局所需的全部圖形、尺寸、公差、粗糙度要求及技術(shù)要求等；說明書應(yīng)包括設(shè)計時所涉及的問題以及設(shè)計計算的全部過程；設(shè)計說明書中的計算必須準確無誤，所用的尺寸、數(shù)據(jù)、和計量單位，均應(yīng)符合有關(guān)標準和法定計量單位。</p><p>　　在刀具設(shè)

8、計時，應(yīng)該從以下方面入手：</p><p>　　正確選擇刀具的類型，實踐證明，采用不同的刀具將對加工生產(chǎn)率和精度產(chǎn)生重要的影響。且增加刀具同時參加切削的刀刃長度能有效的提高其生產(chǎn)率。</p><p>　　正確選擇刀具材料，刀具材料的選擇是否恰當對生產(chǎn)率會產(chǎn)生重要的影響。目前刀具多用硬質(zhì)合金和高速鋼，由于硬質(zhì)合金比高速鋼及其他工具鋼生產(chǎn)搞得多，因此在能事用硬質(zhì)合金的情況下盡量使用硬質(zhì)合金，在

9、切削條件很差和使用復(fù)雜刀具是應(yīng)選高速鋼。</p><p>　　確定合理的切削方式，即在刀齒上一頂?shù)姆绞椒峙淝邢骱穸群蛯挾?。切削方式選得是否得當對刀具的切削效率，切削負荷，耐用度及加工表面質(zhì)量都有很到的影響。</p><p>　　確定刀具合理的基和角度，選擇合理的集合角度能提高切削精度和使用期限。</p><p>　　合理設(shè)計刀具的重磨表面，刀具用鈍后需要重磨，以便使

10、其重新獲得鋒利的刀刃，繼續(xù)使用，但重磨前刀面還是后到面，是具體的情況而定。重磨時應(yīng)考與以下幾個問題：</p><p>　?。保?yīng)是重磨去的金屬層為最小，從而使刀具可重磨次數(shù)最多，增強刀具的使用壽命。常見的重磨方式有刀前到面重磨，后刀面重磨和前后刀面同時重磨。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　</p><p>　?。玻τ谥啬サ毒撸瑧?yīng)是重后刀具人行不變，這些刀具后到面都是成形表面，

11、一般應(yīng)重磨錢到面。這樣可是重磨簡單，且人行不變。</p><p>　?。常┯行┏叽绲毒咭笾啬ズ笾饕叽绮蛔兓钭兓苄。@些刀具需重磨錢到面，并且吼叫做得很小，一時重磨后刀具的尺寸變化很小。總之，無論是刀具要重磨錢到面還是后面，在設(shè)計刀具的結(jié)構(gòu)尺寸事都要考慮刀具重磨后到持槍度和溶血槽容積的改變。</p><p>　　合理確定刀具的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括刀體的尺寸，刀齒的形狀和尺寸，容削槽的形狀和尺

12、寸，刀齒的齒數(shù)，裝恰部分的尺寸等．</p><p>　　設(shè)計刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)是，必須考慮一系列的問題，如強度，精度，生產(chǎn)率，容削要求等．</p><p>　　設(shè)計刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)時，一個值得注意的方面是對大尺寸刀具應(yīng)盡量采用裝配式結(jié)構(gòu)，可降低刀具的成本</p><p>　　確定刀具的結(jié)構(gòu)參數(shù)時，要特別注意運用標準，目前許多刀具結(jié)構(gòu)尺寸都有自己的一定標準．</p>

13、<p>　　正確設(shè)計刀具的廓形，擴性的設(shè)計精度將直接影響加工件的精度，應(yīng)努力提高，這一點在目前尤為重要．</p><p>　　2矩形花鍵拉刀的設(shè)計過程</p><p>　　2．1．1 已知條件：</p><p><b>　　花鍵孔外徑：</b></p><p><b>　　D= ￠20H10&l

14、t;/b></p><p><b>　　花鍵孔底徑：</b></p><p><b>　　d= ￠16H7</b></p><p><b>　　花鍵孔槽寬：</b></p><p><b>　　b= 4H9</b></p><p&

15、gt;　　2．1．2 設(shè)計計算：</p><p>　?。?）拉前孔徑d0：</p><p><b>　　d0=16mm</b></p><p>　?。?）花鍵孔最大的外徑Dmax：</p><p>　　Dmax=20.021mm</p><p>　?。?）拉削余量A：</p>

16、<p>　　A=Dmax-d0=4.021mm （4）齒升量af：查表選取af=0.05mm</p><p>　　2．1．3 設(shè)計步驟：</p><p>　?。?）選取拉刀的材料及熱處理硬度：</p><p>　　材料選取W6Mo5CrV2</p><p>　　熱處理硬度：刀齒及后導(dǎo)部：63～66HRC前導(dǎo)部：60~66HRC

17、前柄：45~58HRC</p><p>　?。?）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：</p><p><b>　　鍵側(cè)與大徑—小徑</b></p><p><b>　　拉刀切削齒的順序：</b></p><p>　　圓形齒---花鍵齒，

18、實際采用分層的拉削方式</p><p>　　用腳標h.y表示花鍵齒和圓形齒，用腳標c. g. j和x示粗切、過渡、精切和校準齒</p><p>　　選擇切削齒的幾何參數(shù)：</p><p>　　前角γ。=18゜ </p><p>　　精切齒與校準齒的倒前棱角γ。1=5゜</p><p>　　圖表1 拉刀刀齒后角&

19、lt;/p><p>　?。?）確定校準直徑：</p><p>　　查表，圓形齒、花鍵齒的擴張量都為0μm，則圓形齒、花鍵齒的校準直徑為 dyx=16.018 dhx=20.021</p><p>　?。?）計算拉削余量：</p><p>　　按式子A=0.005dm+（0.1~0.2） 得圓形拉削的余量為1mm，預(yù)制孔徑為15mm實際拉削量A

20、y=16.018-15=1.018mm </p><p>　　花鍵余量Ah=20.021-16=4.021mm</p><p><b>　?。?）選擇齒升量：</b></p><p><b>　　圓形齒：</b></p><p>　　afy=0.050mm（綜合式拉刀欄）</p>

21、<p><b>　　花鍵齒：</b></p><p>　　afh=0.050mm（矩形花鍵拉刀欄）</p><p><b>　?。?）設(shè)計容屑槽：</b></p><p><b>　　①齒距的計算：</b></p><p>　　P=（1.2~1.5） =7mm &l

22、t;/p><p>　　因為P10，所以=pg=P=7mm</p><p>　?、谶x擇容屑槽，粗切齒用深槽，精切齒用基本槽，</p><p>　?、蹤z驗同時工作齒數(shù)：</p><p>　　l/ p=3，Zemin=3，Zemax=4，滿足3≤Ze≤8的檢驗條件。</p><p>　?。?）花鍵齒齒形設(shè)計：</p>

23、;<p>　?、冁I寬 b=Bmax+δ=4.021-0.006=4.006mm</p><p>　?、趉rˊ=1゜30ˊ（當?shù)洱X高于1.5mm時，刀齒側(cè)面應(yīng)該磨出此角）</p><p>　?、劾饷鎓=1mm（為保證拉刀重磨后鍵寬不變，刀齒上必須有棱面）</p><p>　?、苓^渡刃r=0.2mm，也可作成45゜倒棱。</p><p

24、>　?。?0）確定分屑槽參數(shù)：</p><p>　　除校準齒與其相鄰的一個精切齒外，拉刀切削齒均磨制三角形分屑槽，由于在每個圓形齒上都存在不工作齒段，圓形齒不必磨分屑槽。</p><p><b>　　選擇拉刀前柄：</b></p><p>　　查表選擇Ⅱ---A無周向定位面的圓柱形前柄，公稱尺寸 </p><p>

25、<b>　　如下：</b></p><p><b>　　圖表2 圓柱形前柄</b></p><p>　?。?2）檢驗拉刀強度：</p><p>　　F=FcˊnbZiK1K2K3 </p><p>　　Fcˊ=163 n=6，Zi=4，K1=K2=K3=1</p><p>

26、　　F=163*6*4*4*4=1564.8N/mm</p><p>　　危險段面面積Amin，比較拉刀最薄弱的部分，第一個刃溝溝底尺寸d0-2h=11mm和柄部卡槽出尺寸d2=12mm，可知危險段面在柄部，Amin=63.585，σ=1564.8/63.585=246MPa〈520MPa，拉刀強度檢驗合格。</p><p>　?。?3）確定拉刀齒樹及每齒直徑：</p>&

27、lt;p>　?、俪鯏M花鍵過渡齒、精切齒的齒升量為0.04、0.03、0.02、0.01、0.005mm逐漸遞減，共切</p><p>　　除量Aˊˊ=0.21mm，則花鍵粗切齒數(shù)Zhc=（Ah- Aˊˊ）/2af+1=39.11，取39個齒，少切了</p><p>　　0.11*0.05*2=0.011mm，將齒升量調(diào)整為0.04、0.03、0.02、0.01、0.005，后3齒為精

28、切齒，</p><p><b>　　前2齒為過渡齒。</b></p><p><b>　?、趫A形齒齒數(shù)</b></p><p>　　初擬訂圓形齒的過渡齒、精切齒的齒升量為0.04、0.03、0.02、0.01、0.005mm逐漸遞減，</p><p>　　共切除量Aˊˊ=0.21mm，則圓形粗切齒齒

29、數(shù)：Zyc=（Ay- Aˊˊ）/2ay=8.08，選8個齒少切了0.008mm，調(diào)整齒升量為0.04、0.03、0.02、0.01、0.008mm，粗切齒為8個，2個過渡齒，3個精切齒。</p><p><b>　?、坌什魁X數(shù)：</b></p><p>　　查表得，花鍵校準齒齒數(shù)Znx=4</p><p>　　圓形校準齒齒數(shù)Zny=6<

30、;/p><p>　?、芨鼾X直徑基本尺寸：</p><p>　　圖表3 矩形花鍵拉刀齒序表</p><p>　　（14）拉刀的齒部長度：</p><p><b>　　圓形齒段長度：</b></p><p>　　ly=7*8+7*5+7*6+7+4=144mm</p><p>&l

31、t;b>　　花鍵齒段長度：</b></p><p>　　lh=7*39+7*5+7*4+7=336mm</p><p><b>　　拉刀齒部的長度：</b></p><p>　　l=ly+lh=480mm</p><p>　?。?5）設(shè)計拉刀的其他部分：</p><p><

32、b>　　前柄： </b></p><p>　　d1=mm d2=mm l=80mm</p><p><b>　　勁部：</b></p><p>　　l2≥m+Bs+A-l3=80mm</p><p><b>　　過渡錐：</b></p><p&

33、gt;<b>　　l3=20mm</b></p><p><b>　　前導(dǎo)部：</b></p><p>　　l4=25mm d4=dwmin=15e8</p><p>　　前柄伸入夾頭的長度：</p><p>　　l1ˊ=l1-5mm=70mm</p><p>　

34、　前柄端部到第一齒的距離：</p><p>　　L1ˊ=l1ˊ+m+Bs+A+l4=210mm</p><p><b>　　后導(dǎo)部：</b></p><p>　　l7=20mm d7=16e8</p><p><b>　　后柄：</b></p><p><b>

35、;　　圖表4圓柱形后柄</b></p><p>　　3．成形車刀的設(shè)計過程</p><p>　　3．1．1已知條件：</p><p>　　工件材料：35鋼；硬度HBS170；強度σb=520MPa</p><p>　　3．1．2設(shè)計過程：</p><p>　　（1）選取刀具材料：</p>&

36、lt;p>　　查表采用W8Cr4V</p><p>　　（2）刀具幾何參數(shù)：</p><p>　　rf=15゜ af=15゜</p><p><b>　?。?）刀具廓形：</b></p><p>　　取Kr=45゜ a=3mm b=2mm c=6mm d=2mm以O(shè)---O線為基準，計算出1—8點

37、各處的計算半徑rjx（為避免尺寸偏差值對計算準確值的影響，故采用計算尺寸---計算半徑，計算長度）</p><p>　　r=基本半徑半徑公差/2</p><p><b>　　r=</b></p><p>　　r= r=7.5mm</p><p>　　r=r=(25/2-0.1/4)=12.475mm</p>

38、<p><b>　　r=r=9mm</b></p><p><b>　　r=8mm</b></p><p><b>　　(4)刀體總寬度：</b></p><p>　　L。=l+a+b+c+d=56mm</p><p><b>　　（5）檢驗寬度：<

39、/b></p><p>　　dmin=2*5.1886=10.3772mm</p><p>　　L。/dmin>許用值</p><p><b>　　可采取下列措施：</b></p><p>　?、賹⒐ぜ畏侄吻邢?，改用兩把或數(shù)把成形車刀。</p><p>　　②改用切向進給成形車刀&

40、lt;/p><p>　?、廴缫汛_定用徑向進給，可在工件非切削部分增設(shè)輔助支承---滾輪托架，以增加工藝系統(tǒng)剛度。</p><p>　?。?）再以1點為基準計算出長度L</p><p>　　L=基本長度公差/2</p><p><b>　　L= L=8mm</b></p><p>　　L=15+0.45

41、/2=15.225mm</p><p><b>　　L=17mm</b></p><p>　?。?）確定結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)使d。=2R。2（Amax+e+m）+d</p><p>　　R。=34mm 2R。=68mm </p><p>　　Amax=11mm e=3mm m=5mm d。24.95mm<

42、;/p><p>　　r=arcSin(rj。/ r×Sinr)</p><p>　　Cx= rCosr- rj。Cos r</p><p><b>　　Bx=B。- Cx</b></p><p>　　ξx=arctg(hc/Bx)</p><p>　　rx=hc/Sinξx</p>

43、;<p>　　ΔR=R1-Rx r=r</p><p>　　表3 圓體成形車刀廓形計算表</p><p>　?。?）車刀廓形寬度lx即為相應(yīng)工件的廓形的計算長度L，其數(shù)值及公差如下：</p><p>　　L1=L= L=8mm</p><p>　　L2=L=15+0.45/2=15.225mm</p><p

44、><b>　　L3=L=17mm</b></p><p><b>　　L4= </b></p><p><b>　　L5= </b></p><p><b>　　L6=</b></p><p><b>　　4．小結(jié)</b><

45、;/p><p>　　通過本次金屬切削刀具課程設(shè)計我學到了：在設(shè)計過程當中,我通過查閱有關(guān)資料和運用所學的專業(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、以及所學軟件AUTOCAD、PRO/E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知識加以梳理檢驗，同時又可以在設(shè)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：</p

46、><p>　　通過本次設(shè)計活動將理論與實踐結(jié)合起來，鞏固和加深所學的理論知識；</p><p>　　在整個設(shè)計過程中的各個環(huán)節(jié)可以更好的培養(yǎng)我們的創(chuàng)新思維能力、觀察分析能力、工程實踐能力及綜合能力。</p><p>　　加強了對自己專業(yè)的深刻認識，對金屬切削刀具有了新的認識。</p><p>　　通過課程設(shè)計來檢查和考驗我們在這幾年中的所學，同時

47、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)學習的過程中打下一個堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　5.致謝</b></p><p>　　通過這次實踐機會，我熟悉了拉刀的結(jié)構(gòu)及其功能，將理論知識運用到實踐中，并且學會利用圖書資料及網(wǎng)絡(luò)材料查詢自己需要的知識，總體上提高了設(shè)計

48、能力。。本次設(shè)計是在成老師的悉心指導(dǎo)下完成的。她學識淵博、工作務(wù)實、積極進取的勇氣和魄力、以及對學生從嚴要求的治學態(tài)度都深深感染了我，值得我終身學習。她無私的奉獻精神是我畢生學習和追求的目標。在今后的學習和生活之中，老師的教誨必將激勵我不斷奮發(fā)向上。</p><p>　　同時也要感謝與我相關(guān)的課題組的同學，他們在設(shè)計中給了我很大的幫助，和他們的討論時常使我豁然開朗，他們給了我很多很好的設(shè)計建議，使我的設(shè)計加快了進

49、程。</p><p>　　在此向所有給予我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W表示深深的謝意！</p><p><b>　　6．參考文獻</b></p><p>　　劉華明. 金屬切削刀具設(shè)計簡明手冊 .北京：機械工業(yè)出版社 .1947</p><p>　　沈鴻 . 機械工程手冊 . 金屬切削刀具部分.北京： 機械工業(yè)出版社 .19

50、80</p><p>　　沈鴻 . 機械工程手冊 . 材料部分. 北京：機械工業(yè)出版社 .1980</p><p>　　樂兌謙.金屬切削刀具 北京：機械工業(yè)出版社 2005</p><p>　　上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會編 金屬切削手冊 上?？茖W技術(shù)出版社 1982 5</p><p>　　實用刀具圖冊 北京：機械工業(yè)出

51、版社1984</p><p>　　公差與配合手冊 北京：機械工業(yè)出版社2000</p><p>　　刀具課程設(shè)計手冊 哈爾濱工業(yè)大學 1981</p><p>　　拉刀設(shè)計與使用 北京：機械工業(yè)出版社1984</p><p>　　10 龐學慧、武文革、成云平.《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：國防工業(yè)