金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)-矩形花鍵拉刀及矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì)630mpa35mm.doc

中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 一 、矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)1. 前言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(yùn)動(dòng)時(shí)，每個(gè)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。全套圖紙加扣3012250582 2. 矩形花鍵拉刀的參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算2.1原始條件及設(shè)計(jì)要求 要求設(shè)計(jì)一把矩形花鍵拉刀,花鍵大徑D=60H10mm, 小徑d=52H7mm,鍵槽寬B=10H9mm,鍵數(shù)n=8,倒角高度C=0.5mm,拉削長(zhǎng)度L=35mm,工件材料為45鋼,硬度為HBS190,b=630MPa。查表后，由花鍵拉刀的長(zhǎng)度確定選用拉床L6120。2.2 拉刀材料選擇 設(shè)計(jì)矩形花鍵拉刀采用W18Cr4V高速鋼制造。2.3拉刀拉削及定心方式選擇 2.3.1拉削方式選擇 拉削花鍵槽常采用漸成式分層拉削方式,且采用倒角-花鍵-內(nèi)孔的組合方式。 2.3.2 定心方式 由于小徑定心花鍵拉刀加工出的花鍵孔,能使小徑與大徑、鍵槽之間達(dá)到很高的同軸度和對(duì)稱度,能夠更好的滿足該設(shè)計(jì)要求,故選擇小徑定心方式。2.3 倒角齒參數(shù)確定 圖 1 矩形花鍵拉刀倒角齒計(jì)算圖 2.3.1倒角齒角 查手冊(cè)表4-29,由n=8,查得=45。 2.3.2 倒角齒測(cè)量值M B1=B+2C=10+20.5=11mm sin1= b1/d=0.2115,1=12.21 2=45-1=32.78 M=dcos2/2=21.86mm2.3.3 倒角齒最大直徑d1 OH=(2M-Bcos45)/2sin45=25.915mm tanB=B/(2OH)=0.192938dB= B/sinB=52.78mmd1=dB+(0.30.6)mm=53.23mm2.4 拉削余量 按表4-1計(jì)算圓形拉削余量為1mm,預(yù)制孔徑為51mm。 按表4-16,花鍵齒 圓形齒的擴(kuò)張量均為5um。 倒角余量 A1=53.23-51 mm=2.23mm 花鍵余量 A2=60.115-(53.23-0.1) mm=6.985mm 實(shí)際圓形齒拉削余量 A3=52.025-51 mm=1.025mm2.5齒升量選擇 按表4-4選擇為 倒角齒:f1=0.065mm 花鍵齒:f2=0.050mm 圓形齒:f3=0.050mm2.6 各切削齒的幾何參數(shù)設(shè)計(jì)選擇前角0=17,精切齒與校準(zhǔn)齒倒棱前角01=5。粗切齒 0=2.5,ba1=0.1mm精切齒 0=2.5,ba1=0.2mm校準(zhǔn)齒 0=1.5,ba1=0.2mm 2.7設(shè)計(jì)容屑槽 2.7.1 齒距計(jì)算 按表4-7計(jì)算 p=（1.21.5）=(1.21.5)mm =8mm 選擇校準(zhǔn)和精切部分齒距p1=6mm 2.7.2 選擇容屑槽 按表4-8采用曲線槽,粗切齒用深槽,h=3mm,精切齒用基本槽。 2.7.3 校驗(yàn)容屑條件 查表4-9得容屑系數(shù)k=3。倒角齒齒升量大時(shí),應(yīng)校驗(yàn)之,應(yīng)使?jié)M足式h1.13: 1.13=1.13mm=2.95mm3mm 所以滿足條件,校驗(yàn)合格。 2.7.4 校驗(yàn)同時(shí)工作齒數(shù) 按表4-7得知L/p=4,即Zemin=4,Zemax=4+1,滿足3Ze8的校驗(yàn)條件。2.8花鍵齒截形設(shè)計(jì) 2.8.1 花鍵齒寬B2 B2max=Bmax-b,B2min=B2max-b 查表4-16得拉刀擴(kuò)張量b=0.005mm,選取拉刀花鍵齒寬制造公差帶寬b=0.010mm,則 B2max=(10.036-0.005)mm=10.031mm B2min=(10.031-0.01)mm=10.021mm拉刀花鍵齒側(cè)面應(yīng)制出kr=0的修光刃f,其下應(yīng)磨出側(cè)隙角1.5。 2.9確定分屑槽參數(shù) 除校核齒和與其相鄰的一個(gè)精切齒外,拉刀切削齒均磨制三角形分屑槽.由于在每個(gè)圓形齒上都存在著不工作刃段,圓形齒段不必磨分屑槽。 2.10選擇拉刀前柄 按表4-17選擇型-A無(wú)周向定位面的圓柱形前柄,公稱尺寸d1=50mm,卡爪底徑d2=38mm。2.11校驗(yàn)拉刀及拉床強(qiáng)度 通過(guò)分析,確認(rèn)倒角齒拉削力最大,因而計(jì)算拉刀倒角齒的拉削力。 aw=Z(B2max+2C)=8(10.031+20.5)mm=88.25mm Fmax=FzawZemaxk0k1k2k3k410-3=(174+192)/288.2551.151.150.910.001KN=96.11KN 拉刀最小截面積在卡槽底頸處,則拉應(yīng)力為: =Fmax/Amin=(96.114)/(382)GPa=0.085GPa 拉刀強(qiáng)度校驗(yàn)合格。 根據(jù)表4-23、表4-24,拉床拉力為2000.8KN=160KN,比Fmax大,拉床載荷校驗(yàn)合格。2.12確定拉刀齒數(shù)及每齒直徑 2.12.1 倒角齒齒數(shù) Z1=A1/(2f1)=2.23/(20.065)=17.15 取Z1=18 2.12.2 花鍵齒齒數(shù) 初擬花鍵過(guò)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A2=0.21mm。 花鍵粗切齒齒數(shù): Z2=(A2-A2)/(2af2)+1=68.75 取Z2=69,多切了0.250.052mm=0.025mm的余量,因此,減去一個(gè)精切齒并將其齒升量調(diào)整為0.04、0.03、0.015、0.0075mm.由于后2齒齒升量0.3d ,故刀體強(qiáng)度可滿足要求.因銑刀采用了加強(qiáng)式容屑槽,可不驗(yàn)算刀齒齒根強(qiáng)度。 圖 3 容屑槽底的形狀和深度2.13確定分屑槽尺寸 按表3-7選取,p=8mm,p1=4mm,n=2。2.14確定內(nèi)孔空刀尺寸及鍵槽尺寸內(nèi)孔空刀尺寸按附表3確定,得 l1=7mm鍵槽尺寸按附表1確定,得 b=6mm r=1.0mm2.15確定銑刀的技術(shù)條件 銑刀材料選用W18Cr4V,熱處理硬度為6366HRC。 確定銑刀的齒形用樣板檢查,透光度不大于0.07mm。 銑刀外徑do公差為h15,銑刀寬度B公差為h12,銑刀孔徑d公差為H7。 切削刃的徑向及端面跳動(dòng)公差為0.03mm,刀體端面跳動(dòng)公差為0.02mm,前刀面的徑向性只許凹入且公差為0.06mm。三 、設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)這次矩形花鍵拉刀、矩形花鍵銑刀課程設(shè)計(jì)收獲了很多,知道了基本的設(shè)計(jì)方法和思路,對(duì)一些基本刀具有了一個(gè)更好的了解。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的努力，我意識(shí)到我的學(xué)習(xí)太注重理論且不深入。開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，根本沒(méi)有這些刀具的基本輪廓，在今后的學(xué)習(xí)中我會(huì)更加注意這方面知識(shí)的積累，使自