矩形花鍵拉刀及矩形花鍵銑刀說(shuō)明書0802014126

1、中北大學(xué)程設(shè)計(jì)說(shuō)明書中北大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書學(xué)生姓名： 陳伶 學(xué) 號(hào)： 0802014126 學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 題 目： 矩形花鍵拉刀及矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 成云平 職稱: 副教授 指導(dǎo)教師： 武文革 職稱: 教 授 2011年6月4日 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2010/2011 學(xué)年第 2 學(xué)期學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 陳伶 學(xué) 號(hào)： 0802014126 課程設(shè)計(jì)題目： 矩形花鍵拉刀及矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì) 起 迄 日 期： 5月30日6月4日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 工字樓 指

2、導(dǎo) 教 師： 成云平、武文革 系 主 任： 王 彪 下達(dá)任務(wù)書日期: 2011年5月30日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1設(shè)計(jì)目的：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(shí)和理論的能力，是對(duì)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(huì)運(yùn)用各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)難；(3) 學(xué)會(huì)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。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)

3、、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：完成成形車刀、成形銑刀、拉刀其中兩種刀具的設(shè)計(jì)和計(jì)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、完整的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。刀具工作圖應(yīng)包括制造及檢驗(yàn)該刀具所需的全部圖形、尺寸、公差、粗糙度要求及技術(shù)條件等；說(shuō)明書應(yīng)包括設(shè)計(jì)時(shí)所涉及的主要問題以及設(shè)計(jì)計(jì)算的全部過程；設(shè)計(jì)說(shuō)明書中的計(jì)算必須準(zhǔn)確無(wú)誤，所使用的尺寸、數(shù)據(jù)和計(jì)量單位，均應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法定計(jì)量單位；使用A4紙打印，語(yǔ)言簡(jiǎn)練，文句通順。具體設(shè)計(jì)要求見附頁(yè)。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：1刀具圖紙 2張（A1或A2，計(jì)算機(jī)繪制）2課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份（打印，A4

4、紙不少于20頁(yè)）課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書4主要參考文獻(xiàn)：1劉華明主編金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.72樂兌謙主編金屬切削刀具北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1984.65設(shè)計(jì)成果形式及要求：1刀具工作圖 2張（A1或A2，計(jì)算機(jī)繪制）2課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份（計(jì)算機(jī)打印，A4紙不少于20頁(yè)）6工作計(jì)劃及進(jìn)度：2011年5月30 日 消化資料、方案設(shè)計(jì) 5月31日 結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)及校驗(yàn)計(jì)算6月1 日 6月2日 工作圖設(shè)計(jì)6月3日 編寫說(shuō)明書6月4日 答辯系主任審查意見： 簽字： 年 月 日矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)說(shuō)明書目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)····

5、3;································62 前言·················

6、;························73 緒論·························

7、················84 矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)·····························95 矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì)·&#

8、183;··························146 心得感受······················

9、···············177 參考文獻(xiàn)·································

10、3;···181.設(shè)計(jì)任務(wù)261. 矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì) 被加工零件如圖1.所示，工件材料為：45鋼；硬度HBS175 ；強(qiáng)度b = 600Mpa；工件長(zhǎng)度L=45mm。2. 矩形花鍵銑刀設(shè)計(jì)被加工零件如圖2.所示，工件材料為：45鋼；硬度HBS175 ；強(qiáng)度b = 600Mpa；工件長(zhǎng)度L=45mm。 圖1 圖22.前言大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在我們即將進(jìn)入大四,踏入社會(huì)之前，通過課程設(shè)計(jì)來(lái)檢查和考驗(yàn)我們?cè)谶@幾年中的所學(xué)，同時(shí)對(duì)于我們自身來(lái)說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)很貼切地把一些實(shí)踐性的東西引入我們的設(shè)計(jì)中和平時(shí)所學(xué)的理論知識(shí)相關(guān)聯(lián)。為我們無(wú)論是在將來(lái)的工作或者是繼續(xù)學(xué)習(xí)的過

11、程中打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我的課程設(shè)計(jì)課題目是圓孔拉刀與矩形花鍵銑刀的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,我通過查閱有關(guān)資料和運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)或有關(guān)知識(shí)，比如零件圖設(shè)計(jì)、金屬切削原理、金屬切削刀具、以及所學(xué)軟件AUTOCAD的運(yùn)用，設(shè)計(jì)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(jì)的機(jī)會(huì)對(duì)以往所有所學(xué)知識(shí)加以梳理檢驗(yàn)，同時(shí)又可以在設(shè)計(jì)當(dāng)中查找自己所學(xué)的不足從而加以彌補(bǔ)，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)得到進(jìn)一步的了解和系統(tǒng)掌握。由于本人水平有限,設(shè)計(jì)編寫時(shí)間也比較倉(cāng)促,在我們?cè)O(shè)計(jì)的過程中會(huì)遇到一些技術(shù)和專業(yè)知識(shí)其它方面的問題，再加上我們對(duì)知識(shí)掌握的程度，所以設(shè)計(jì)中我們的設(shè)計(jì)會(huì)有一些不盡如人意的地方, 為了共同提高今后設(shè)

12、計(jì)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，希望在考核和答辯的過程中得到各位指導(dǎo)老師的諒解與批評(píng)指正,不勝感激。 陳伶 2011-06-023.緒論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(shí)和理論的能力，是對(duì)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(huì)運(yùn)用各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)難；(3) 學(xué)會(huì)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。設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求完成矩形花鍵銑刀、圓孔拉刀

13、兩種刀具的設(shè)計(jì)和計(jì)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、完整的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。刀具工作圖應(yīng)包括制造及檢驗(yàn)該刀具所需的全部圖形、尺寸、公差、粗糙度要求及技術(shù)條件等；說(shuō)明書應(yīng)包括設(shè)計(jì)時(shí)所涉及的主要問題以及設(shè)計(jì)計(jì)算的全部過程；設(shè)計(jì)說(shuō)明書中的計(jì)算必須準(zhǔn)確無(wú)誤，所使用的尺寸、數(shù)據(jù)和計(jì)量單位，均應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法定計(jì)量單位；使用A4紙打印，語(yǔ)言簡(jiǎn)練，文句通順。4.矩形花鍵拉刀的設(shè)計(jì)（一）選定刀具類型和材料的依據(jù)1選擇刀具類型： 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?？偨Y(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。例如，用花鍵拉刀加工花鍵孔時(shí)，同

14、時(shí)參加切削的刀刃長(zhǎng)度l=B×n×Zi，其中B為鍵寬，n為鍵數(shù)，Zi為在拉削長(zhǎng)度內(nèi)同時(shí)參加切削的齒數(shù)。若用插刀同時(shí)參加切削的刀刃長(zhǎng)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(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。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。拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，因此要求采用耐磨的刀具材料，以提高其耐用度；考慮到還應(yīng)有良好的工藝性能，根據(jù)刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表

15、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。（二）刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)及各部分功用1拉刀的結(jié)構(gòu)圖1表1代號(hào)名 稱功 用1柄部夾持拉刀，傳遞動(dòng)力2頸部連接柄部和后面各部，其直徑與柄部相同或略小，拉刀材料及規(guī)格等標(biāo)記一般打在頸部。3過度錐頸部到前導(dǎo)部的過渡部分，使拉刀容易進(jìn)入工件孔中。4前導(dǎo)部起引導(dǎo)拉刀切削部進(jìn)入工件的作用，5切削部擔(dān)負(fù)切削工作，包括粗切齒、過渡齒及精切齒。6校準(zhǔn)部起刮光、校準(zhǔn)作用，提高工件表面光潔度及精度，并作為切削部的后備部。7后導(dǎo)部保持拉刀與工件的最后相對(duì)位置，防止在拉刀即將離開工件時(shí)因工件下垂而損壞工件已加工表面及刀齒。8尾部支持拉刀使之不下垂，多用于較大

16、較長(zhǎng)的拉刀，也用于安裝壓力環(huán)。 2 切削方式：采用分層拉削方式中的同廓式拉削方式 3拉削余量：對(duì)于花鍵孔A=De-Do 4拉刀刀齒結(jié)構(gòu)： 表2名稱功用前刀面切削流出的表面后刀面最終形成已加工表面的面副后刀面刀齒上和已加工表面相對(duì)的表面、分屑槽兩側(cè)面刃帶也稱第一后刀面，是主切削刃和后刀面之間的后角為零的窄面，它有穩(wěn)定的拉削過程，防止拉刀擺尾的作用主切削刃是前后刀面的交線副切削刃是前刀面和副后刀面的交線，分屑槽中也有兩條副切削刃過渡刃可以是直線或圓弧，它有助于減緩刀尖的磨損刀尖主副切削刃的相交點(diǎn)容屑槽其形狀必須有利于切屑卷曲，并能寬敞地容納切屑分屑槽減小切削寬度，降低切削卷曲阻力，便于切削容納在容

17、屑槽內(nèi)，從而改善拉削狀況棱刀齒后刀面與齒背的交線齒背容屑槽中靠近后刀面的部分 三.矩形花鍵拉刀參數(shù)計(jì)算1.選擇拉刀材料：V2.拉刀幾何參數(shù)匯總?cè)缦卤?已知條件：1、花鍵孔尺寸： 大徑 小徑 鍵槽寬度倒角C=0.5mm鍵數(shù)n=8 2、拉削長(zhǎng)度：L=45mm 3、工件材料：45鋼 硬度HBS175 強(qiáng)度b = 600Mpa 4、預(yù)制孔直徑：Do=55mm 5、拉床型號(hào)：L6120序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)計(jì)算公式或選取方法計(jì)算精度計(jì)算舉例1拉刀材料W18Cr4V2齒升量af查表4-6af=0.06mm3齒距t按表4-12取t=9mm4同時(shí)工作齒數(shù)ZeZe=（l/t）+1Ze=65拉削余量切削順序根據(jù)表4-39確

18、定為IIIb型加工順序?yàn)椋?、倒角 2、圓孔 3、花鍵圓孔齒部分的設(shè)計(jì)計(jì)算6圓孔校準(zhǔn)齒直徑D圓校D圓校=D圓校+由表4-24查得=00.001D圓校=56.03mm7圓孔拉削余量A圓A圓=D圓校-DominA圓=56.03-55=1.03mm8圓形切削齒齒數(shù)Z圓Z圓=（A圓/2af）+（3-5）Z圓=11.58取Z圓=12齒9圓形齒部分長(zhǎng)度l圓切l(wèi)圓切=t×Z圓l圓切=12*9=108mm10圓形校準(zhǔn)齒齒數(shù)Z圓校查表4-14Z圓校=411圓形校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度l圓校l圓校=t× Z圓校 l圓校=4×9 =36mm12圓形齒部分總長(zhǎng)l圓l圓=l圓切+l圓校l圓=108+3

19、6=144mm花鍵齒部分的計(jì)算13第一個(gè)花鍵齒直徑D花1D花1=d2-0.1D1=56.81+2*0.07=56.95mm14花鍵校準(zhǔn)齒直徑D花校D花校=Demax0.001D花校=62.12mm15花鍵拉削余量A花A花=D花校-D花1A花=62.12-55=7.12mm16花鍵切削齒齒數(shù)Z花切Z花切=（A花/2af）+（3-5）Z花切=49.83=50設(shè)計(jì)時(shí)采用倒角齒后設(shè)計(jì)有花鍵齒，所以應(yīng)減去倒角齒齒數(shù)，故花鍵切削齒齒數(shù)為3717花鍵切削部分長(zhǎng)度l花切l(wèi)花切=t×（5+Z花切l(wèi)花切=9*37=333mm18花鍵校準(zhǔn)齒齒數(shù)Z花校取Z花校=519花鍵校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度l花校l花校=t校

20、15;（Z花校 +12）+8 l花校=9*5=45mm20花鍵齒部分總長(zhǎng)l花l花=l花切+l花校l花=45+333=378mm21花鍵齒廓形尺寸花鍵齒寬度棱面寬度副偏角bfKrb=Bmaf=0.8-1表4-28Kr=1 o -1o30b=7.12 mmf=1mmKr=1o30其他部分計(jì)算22容屑溝尺寸hrg由表4-8選取h=3r=1.5g=323容屑系數(shù)K由表4-9選取K=324分屑槽倒角齒和花鍵齒按表4-13尺寸交錯(cuò)開分屑槽25前導(dǎo)部尺寸d3l3d3=Domin，偏差按f7l3=ld3=55mml3=30mm26后導(dǎo)部尺寸d4l4d4=D花校-0.05，偏差f7l4=（0.5-0.7）ld4

21、=55l4=30mm27切削角度和刃帶寬oba查表4-2查表4-3各個(gè)刀具o=18o切削齒o=2o±30標(biāo)準(zhǔn)齒o=1o±15切削齒ba=0.05-0.15mm標(biāo)準(zhǔn)齒ba=02-0.3mm28過渡錐長(zhǎng)度l3取l3=20mm29柄部尺寸D1Dlllc查表4-17D1=50mmD=25mml=50mml=25mml=90mmc=4mm30頸部長(zhǎng)度l2=m+B+A-l3，m=10mmB、A見表4-19l2=120mm31由柄部前端到第一個(gè)切削齒的距離L1L1l1+l2+l3+l3L1227mm32后柄長(zhǎng)度l557mm33拉刀總長(zhǎng)LL=L1+l圓+l花+l4 + l5L=953mm（

22、四） 對(duì)技術(shù)條件的說(shuō)明1 拉刀各部分的表面光潔度表4部 位Ra刃帶0.4前后刀面；前后導(dǎo)部；各種花鍵拉刀齒形表面0.8柄部；過渡錐；矩形花鍵拉刀表面?zhèn)认睹?.6容屑溝底及齒背，頸部3.2花鍵刀齒底徑12.5（1）4.2 拉刀各部分尺寸偏差（2）拉刀外圓直徑在全長(zhǎng)上的最大徑向跳動(dòng)量之差（3）切削齒外圓直徑偏差：0.020（4）精切齒外圓直徑偏差按-0.01mm（5）校準(zhǔn)齒外圓直徑偏差（包括與校準(zhǔn)齒直徑相同的精切齒），查得-0.009mm（6）矩形花鍵拉刀其他尺寸偏差 鍵寬偏差：根據(jù)工件鍵寬的精度確定，可再-0.01-0.02之間 花鍵齒圓周相鄰齒距誤差，應(yīng)小于拉刀鍵寬偏差，但不得大于0.02mm 花鍵齒圓周不等分累積誤差 花鍵齒的底徑偏差按d11或只準(zhǔn)負(fù)偏差 花鍵齒兩側(cè)面的不平行度，螺旋度及鍵齒對(duì)拉刀軸線不對(duì)稱度在鍵寬公差范圍內(nèi)；倒角齒對(duì)拉刀軸線不對(duì)稱度不大于0.05mm 拉刀倒角齒計(jì)算值M的偏差：0.02mm2鍵槽拉刀的尺寸偏差 切齒齒高偏差（mm）齒升量齒高偏差相鄰齒高偏差0.050.08±0.0250.025 精切齒及校準(zhǔn)齒齒高偏差取0.015mm 刀體側(cè)面和底面不直度偏差：鍵寬為312mm時(shí)為