矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)說明書

1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書目錄1. 前言- 32. 矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)1選擇拉刀材料及熱處理硬度- 42擬訂拉削余量切除順序和拉削方式- 43選擇切削齒幾何參數(shù)- 44確定校準(zhǔn)齒直徑- 45計(jì)算拉削余量- 46選擇齒升量- 57設(shè)計(jì)容屑槽- 6 8花鍵齒截形設(shè)計(jì) - 69確定分屑槽參數(shù)- 610選擇拉刀前柄- 711校驗(yàn)拉刀強(qiáng)度和拉床載荷- 712確定拉刀齒數(shù)及每齒直徑- 813拉刀齒部長度- 1014設(shè)計(jì)拉刀其它部分- 1015拉刀總長及其校驗(yàn)- 1216制定技術(shù)條件- 1217繪制拉刀工作圖- 123. 矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì)1銑刀前角選擇- 132工件廓形尺寸- 133確定銑刀寬度與齒形高度- 13

2、4確定容屑槽底形式- 135確定銑刀孔徑- 136初選銑刀外徑- 137初選銑刀齒數(shù)- 148確定銑刀的后角及鏟削量- 149確定容屑槽底半徑- 1410確定容屑槽角- 1411確定容屑槽深度及分屑槽尺寸- 1412校驗(yàn)銑刀刀體強(qiáng)度- 1413確定內(nèi)孔空刀尺寸及鍵槽尺寸- 1514確定銑刀的技術(shù)條件- 154參考文獻(xiàn)- 16刀具課程設(shè)計(jì)說明書前言金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在學(xué)完“金屬切削原理及刀具”等有關(guān)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是使學(xué)生鞏固和深化課堂理論教學(xué)內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和理論的能力，是對學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立分析、解決問題能力的強(qiáng)化訓(xùn)練。 通過金屬切削刀具課

3、程設(shè)計(jì)，具體應(yīng)使學(xué)生做到： (1) 掌握金屬切削刀具的設(shè)計(jì)和計(jì)算的基本方法； (2) 學(xué)會運(yùn)用各種設(shè)計(jì)資料、手冊和國家標(biāo)難；(3) 學(xué)會繪制符合標(biāo)準(zhǔn)要求的刀具工作圖，能標(biāo)注出必要的技術(shù)條件。刀具課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完刀具課以后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。通過設(shè)計(jì)，運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論知識，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐知識，達(dá)到鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)知識的目的。同時學(xué)習(xí)查閱有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識和提高設(shè)計(jì)能力的目的。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力

4、，為今后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。2矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)拉床為L120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。2.1 選擇拉刀材料及熱處理硬度1）選擇刀具類型 對每種工件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和工藝裝備設(shè)計(jì)時，必須考慮選用合適的刀具類型。事實(shí)上，對同一個工件，常可用多種不同的刀具加工出來。 采用的刀具類型不同將對加工生產(chǎn)率和精度有重要影響?？偨Y(jié)更多的高生產(chǎn)率刀具可以看出，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)效率。例如，用花鍵拉刀加工花鍵孔時，同時參加切削的刀刃長度l=B×n×Zi，其中B為

5、鍵寬，n為鍵數(shù)，Zi為在拉削長度內(nèi)同時參加切削的齒數(shù)。若用插刀同時參加切削的刀刃長度比插刀大得多，因而生產(chǎn)率也高得多。 2）正確選擇刀具材料 刀具材料選擇得是否恰當(dāng)對刀具的生產(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。 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。根據(jù)表30，拉刀材料選用W6Mo5Cr4V2高速鋼。熱處理見拉刀工作圖技術(shù)條件。2.2擬

6、訂拉削余量切除順序和拉削方式拉削余量的切除順序?yàn)椋烘I側(cè)與大徑小徑，拉刀切削齒的順序是：花鍵齒圓形齒。采用分層拉削漸成式。用腳標(biāo)h和y表示花鍵齒和圓形齒；用腳標(biāo)c、g、j和x表示粗切、過渡、精切和校準(zhǔn)齒；用腳標(biāo)w和m表示工件預(yù)制孔和拉削孔。2.3選擇切削齒幾何參數(shù)按表4-2、表4-3選擇，具體見拉刀工作圖。2.4確定校準(zhǔn)齒直徑查表4-16，花鍵齒、圓形齒的擴(kuò)張量均為5µm，則花鍵齒校準(zhǔn)齒直徑：dhx(42.1200.005)mm42.115mm圓形齒校核齒直徑：dyx(36.0300.005)mm36.025mm2.5計(jì)算拉削余量按表4-1計(jì)算，圓形拉削余量為：A0.005dm(0.1

7、0.2)(0.005×360.15×)mm1.18mm預(yù)制孔徑為35mm，實(shí)際圓形拉削量：Ay(36.02535)mm1.025mm，花鍵余量：Ah(42.11535)mm7.115mm。2.6選擇齒升量按表4-4選擇，花鍵齒升量：afh0.05mm，圓形齒升量：afh0.05mm。2.7設(shè)計(jì)容屑槽1)齒距計(jì)算按表4-7，p(1.251.5)×(1.251.5)×mm8.410.1mm取p10mm，pgpj(0.60.8)p7mm2)選擇容屑槽按表4-8，采用曲線槽。粗切齒用深槽，h4.5mm；精切齒和校準(zhǔn)齒用基本槽，h4mm。其它相關(guān)參數(shù)見拉刀工作圖。

8、容屑槽形狀如圖1。圖13)校驗(yàn)容屑條件查表4-9得容屑系數(shù)K3.5，應(yīng)使?jié)M足式h：因h4.5，所以h式滿足，校驗(yàn)合格。4)校驗(yàn)同時工作齒數(shù)據(jù)表4-7得知l/p=5，即zemin=5，zemax=5+1，滿足3ze8的校驗(yàn)條件。2.8花鍵齒截形設(shè)計(jì)查表4-16得，拉削擴(kuò)張量=0.005mm，取=0.010mm花鍵齒鍵寬Bh計(jì)算：BhmaxBmax(7.0360.005)mm7.031mmBhminBhmax(7.0310.010)mm7.021mm拉刀鍵齒側(cè)面應(yīng)制出Kr0°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，在圖中已標(biāo)出。2.9確定分屑槽參數(shù)除

9、校準(zhǔn)齒和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著不工作刃段，圓形齒段不必磨分屑槽。分屑槽形狀如圖2。圖22.10選擇拉刀前柄按表4-17選擇型-A無周向定位面的圓柱形前柄，公稱尺寸d132mm，大爪底徑d224mm。其余見拉刀工作圖。2.11校驗(yàn)拉刀強(qiáng)度和拉床載荷花鍵齒拉削力：acaf0.05mm，則查表4-22，得Fz'160N/mmawzBhmax8×7.031mm56.25mm，zemax6mmFhmaxFz'awzemaxk0k1k2k3k4×10-3 160×56.25×6×1.

10、15×1.15×1.13×0.9×1×10-3kN72.6kN圓形齒拉削力：ac2af0.10mm，查表4-22，得Fz'242N/mmawmm56.55mm，zemax6mmFhmaxFz'awzemaxk0k1k2k3k4×10-3 242×56.55×6×1.15×1.15×1.13×0.9×1×10-3kN110.4kN確認(rèn)圓形齒拉削力最大，預(yù)制孔徑為35mm，容屑槽深4.5，則354.5×2mm26mm，最小直徑處為前柄

11、卡槽底頸處d224mm。則拉力最小截面積在卡槽底頸處，其拉應(yīng)力：=高速鋼圓拉刀許用應(yīng)力0.35GPa，查表4-25，拉力強(qiáng)度校驗(yàn)合格。按表4-24和已知L6120型良好狀態(tài)舊拉床，可算出拉床允許拉力：Frk200×0.8kN160kN，F(xiàn)maxFrk，拉床載荷校驗(yàn)合格。2.12確定拉刀齒數(shù)及每齒直徑1)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0.31mm。花鍵精切齒齒數(shù)： 取70齒，少切削0.05×0.05×20.005，應(yīng)增加0.0025的齒升量，調(diào)整齒升量為0.04、0.03、0.0

12、2、0.01、0.0075mm，前2齒齒升量大于，屬過渡齒；后3齒齒升量小于，屬精切齒。2)圓形齒齒數(shù)初擬方案與花鍵齒相同，即擬切去余量，計(jì)算圓形粗切齒齒數(shù)為:取8齒，少切削了0.15×0.05×2mm0.015mm的余量，需增加一個精切齒，其齒升量為0.0075mm。圓形齒段具有粗切齒8個、過渡齒3個、粗切齒3個。3)校準(zhǔn)部齒數(shù)查表4-14，得：花鍵校準(zhǔn)齒齒數(shù)zhx=4，圓形校準(zhǔn)齒齒數(shù)zyx=7。4)各齒直徑基本尺寸表矩形花鍵拉刀齒序表齒型齒號No.直徑基本尺寸D(mm)直徑尺寸公差(mm)齒型齒號No.直徑基本尺寸D(mm)直徑尺寸公差(mm)花鍵齒135.00

13、7;0.015花鍵齒5140.00±0.015235.105240.10335.205340.20435.305440.30535.405540.40635.505640.50735.605740.60835.705840.70935.805940.801035.906040.901136.006141.001236.106241.101336.206341.201436.306441.301536.406541.401636.506641.501736.606741.601836.706841.701936.806941.802036.907041.902137.007141.98

14、2237.107242.042337.207342.080-0.0152437.307442.102537.407542.1150-0.0182637.50762737.6077花鍵齒2837.70±0.015782937.80793037.90圓形齒8035.10±0.0153138.008135.203238.108235.303338.208335.403438.308435.503538.408535.603638.508635.703738.608735.803838.708835.88±0.0103938.808935.944038.909035.98

15、4139.009136.000-0.0104239.109236.0154339.209336.034439.309436.030-0.0094539.40954639.50964739.60974839.70984939.80995039.901002.13拉刀齒部長度參照拉刀工作圖。花鍵齒段長度：lh(10×727×610)mm772mm圓形齒段長度：ly(10×107×11)mm177mm拉刀齒部長度：l齒lhly949mm2.14 設(shè)計(jì)拉刀其它部分圖3按表4-17，4-19，4-23計(jì)算：前柄 頸部過渡錐 前導(dǎo)部 前柄伸入夾頭長度 前柄端部至第1

16、刀齒的距離 后導(dǎo)部 2.15拉刀總長及其校驗(yàn)據(jù)表4-26，允許拉刀總長為，拉刀長度校驗(yàn)合格。2.16制定技術(shù)條件1.材料W18Cr4V2.熱處理硬度：刃部及導(dǎo)向部HRC6366，柄部HRC4045。3.拉刀外圓的徑向跳動不大于0.06，校準(zhǔn)齒及與其尺寸相同得切削齒徑向跳動不大于該外圓直徑公差，跳動應(yīng)向一個方向。4.鍵齒兩側(cè)面得不平行度，螺旋度及對軸線的不對稱度不大于0.05。5.鍵齒不等分累計(jì)誤差不大于0.02。6.后導(dǎo)部鍵寬小于或等于刃部鍵寬。7.倒角齒對花鍵齒中心線偏移不大于0.05。2.17繪制拉刀工作圖 見拉刀工作圖。3花鍵銑刀設(shè)計(jì)3.1銑刀前角選擇已知工件材料為45鋼，強(qiáng)度為b600

17、MPa，銑刀材料選取硬質(zhì)合金鋼。根據(jù)金屬切削刀具表4-1，選取銑刀前角00°，則工件法剖面截形尺寸就是銑刀的齒形。3.2工件廓形尺寸齒廓各點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示，工件廓形尺寸在ox0y0坐標(biāo)中表示。齒廓廓形關(guān)于oy0軸對稱。圖43.3確定銑刀寬度與齒形高度由圖2，可得工件廓形高度hw2.92mm，工件廓形寬度Bw9.47mm，則取銑刀齒形高度hhw(12)mm4.06mm?？傻勉姷秾挾菳10mm。3.4確定容屑槽底形式由于齒形高度較小，采用平底形式，其具體尺寸如銑刀工作圖。3.5確定銑刀孔徑按表3-4，當(dāng)銑刀寬度B10mm時，可取d16mm。3.6初選銑刀外徑按表3-5，當(dāng)d16mm，h4m

18、m時，可初選銑刀外徑d050mm。3.7初選銑刀齒數(shù)參考表3-6，當(dāng)銑刀h=4mm，d050mm，d16mm時，可初選zk14。3.8確定銑刀的后角及鏟削量選取后角f12°。鏟削量為，取。3.9確定容屑槽底半徑不鏟磨齒背且h較小，可取A6，并代入相關(guān)參數(shù)，取3.10確定容屑槽角取。3.11確定容屑槽深度及分屑槽尺寸對平底式容屑槽且不需鏟磨的成形銑刀可得。由于，無需做出分屑槽。3.12校驗(yàn)銑刀刀體強(qiáng)度1)校驗(yàn)刀齒強(qiáng)度對于平底式容屑槽銑刀，齒根寬度c代入相關(guān)參數(shù)得，滿足要求。2)校驗(yàn)刀體強(qiáng)度為保證刀體強(qiáng)度，要求。代入相關(guān)參數(shù)得， 滿足要求。3.13確定內(nèi)孔空刀尺寸及鍵槽尺寸內(nèi)孔空刀尺寸按附錄表3確定：L45mm，d16mm，l110mm。鍵槽尺寸按附錄表1確定：d16mm，b4mm， mm，mm，mm，