矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)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68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(zhǎng)度1014設(shè)計(jì)拉刀其它部分1015拉刀總長(zhǎng)及其校驗(yàn)1216制定技術(shù)條件1217繪制拉刀工作圖123 .矩形花鍵銃刀設(shè)計(jì)1銃刀前角選擇132工件廓形尺寸133確定銃刀寬度與齒形高度134確定容屑槽底形式135確定銃刀孔徑136初選銃刀外徑137初選銃刀齒數(shù)14第7頁(yè)共16

2、頁(yè)1415158確定銃刀的后角及鏟削量149確定容屑槽底半徑1410確定容屑槽角11確定容屑槽深度及分屑槽尺寸1412校驗(yàn)銃刀刀體強(qiáng)度1413確定內(nèi)孔空刀尺寸及鍵槽尺寸14確定銃刀的技術(shù)條件4 .參考文獻(xiàn)16刀具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書1 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(shí)和理論的能力，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立分析、解決問(wèn)題能力的強(qiáng)化訓(xùn)練。通過(guò)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)

3、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。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(guò)設(shè)計(jì)，運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論知識(shí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐知識(shí)，達(dá)到鞏固、加深和擴(kuò)大所學(xué)知識(shí)的目的。同時(shí)學(xué)習(xí)查閱有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和提高設(shè)計(jì)能力的目的。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作打下一個(gè)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(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。2矩形花鍵拉刀設(shè)計(jì)拉床為L(zhǎng)1

4、20型良好狀態(tài)舊拉床，拉削時(shí)采用10蜉1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(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，?？捎枚喾N不同的刀具加工出來(lái)。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。例如，用花鍵拉刀加工花鍵孔時(shí)，同時(shí)參加切削的刀刃長(zhǎng)度l=BXnXZi,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

5、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速鋼。熱處理見(jiàn)拉刀工作圖技術(shù)條件。2.2 擬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：花鍵齒一圓形齒。采用分層拉削漸成式。用腳標(biāo)h和y表示花鍵齒和圓

6、形齒；用腳標(biāo)c、g、j和x表示粗切、過(guò)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(jiàn)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5仙m，則花鍵齒校準(zhǔn)齒直徑：dhx=(42.120-0.005)mm=42.115mm圓形齒校核齒直徑：dyx=(36.030-0.005)mm=36.025mm2.5 計(jì)算拉削余量按表4-1計(jì)算，圓形拉削余量為：A=0.005d號(hào)(0.10.2)/=(0.005X36+0.15XV45)mm=1.18mm預(yù)制孔徑為35mm實(shí)際圓形拉削量：A=(36.025+35)mm=1

7、.025mm花鍵余量：A=(42.115-35)mm=7.115mm2.6 選擇齒升量按表4-4選擇，花鍵齒升量：afh=0.05mm圓形齒升量：afh=0.05mm2.7 設(shè)計(jì)容屑槽1)齒距計(jì)算按表4-7,p=(1.251.5)XJT=(1.251.5)XJ45m仲8.410.1mm取p=10mmPg=Pj=(0.60.8)p=7mm2)選擇容屑槽按表4-8,采用曲線槽。粗切齒用深槽，h=4.5mm精切齒和校準(zhǔn)齒用基本槽，h=4mm其它相關(guān)參數(shù)見(jiàn)拉刀工作圖。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)K=3.5,應(yīng)使?jié)M足式h1.13TKaT:1.13/KaT=1.3.5倉(cāng)005

8、45=3.17因h=4.5,所以h1.13VKar式滿足，校驗(yàn)合格。4)校驗(yàn)同時(shí)工作齒數(shù)據(jù)表4-7得知l/p=5,即Zemin=5,Zema)=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db=0.005mm取Db=0.010mm花鍵齒鍵寬B計(jì)算：Bmax=Bmax-db=(7.036-0.005)mm=7.031mmBmin=Bmax-Db=(7.031-0.010)mm=7.021mm1.25mm拉刀鍵齒側(cè)面應(yīng)制出K=0的修光刃f,其下應(yīng)磨出側(cè)隙角。工廠常在齒高為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)除校準(zhǔn)齒和與其相鄰的一個(gè)精切齒外，

9、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。分屑槽形狀如圖2。2.10 選擇拉刀前柄按表4-17選擇II型-A無(wú)周向定位面的圓柱形前柄，公稱尺寸di=32mm大爪底徑d2=24mm其余見(jiàn)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：ac=af=0.05mm則查表4-22,得Fz=160N/mmOwzRmax8x7.031mm=56.25mmZemax6mm一一-3FhmaxFz2awZemakokk2k3k4x10=160X56.25X6X1.15X1.15X1.13X0.9X1X10-3kN=72.6kN圓形齒拉削力：ac=2af=0

10、.10mm查表4-22,得Fz=242N/mm2aw=-pdo=1倉(cāng)心.1436mmr56.55mmZemax6mm22-3FhmaxFzawZemak0k1k2k3k4X10中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書=242X56.55X6X1.15X1.15X1.13X0.9xlxl0-3kN=110.4kN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354.5x2mm=26mm最小直徑處為前柄卡槽底頸處d2=24mm則拉力最小截面積在卡槽底頸處，其拉應(yīng)力:Fmax4242110.4452.16GPa= 0.24GPa高速鋼圓拉刀許用應(yīng)力6=0.35GR ,查表4-25,(T 6，拉力強(qiáng)度校驗(yàn)合

11、格第11頁(yè)共16頁(yè)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:Frk=200X0.8kN=160kN,FmaxFrk,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(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=0.31mm花鍵精切齒齒數(shù):Zhc =2afh7.115- 0.212 0.005+ 1 = 70.05取70齒,少切削0.05X0.05X2=0.005,應(yīng)增加0.0025的齒升量，調(diào)整齒升量為0.04、110.03、0.02、0.01、0.0075mm前2齒齒升量大于-afh,屬

12、過(guò)渡齒；后3齒齒升量小于am,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A2余量，計(jì)算圓形粗切齒齒數(shù)為：2Ay-A1.025-0.21”Zc=8.15勺2afy20.05取8齒，少切削了0.15X0.05X2m仲0.015mm的余量，需增加一個(gè)精切齒，其齒升量為0.0075mm圓形齒段具有粗切齒8個(gè)、過(guò)渡齒3個(gè)、粗切齒3個(gè)。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=74）各齒直徑基本尺寸正旦IAI勺No.直徑基本尺寸D(mm)直徑尺寸公差(mm)止旦IAI勺No.直徑基本尺寸D(mm)直徑尺寸公差(mm)花鍵齒135.000.015花鍵齒514

13、0.000.015235.105240.10335.205340.20435.305440.30535.405540.40635.505640.50735.605740.60835.705840.70935.805940.801035.906040.901136.006141.001236.106241.101336.206341.201436.306441.301536.406541.401636.506641.501736.606741.601836.706841.701936.806941.802036.907041.902137.007141.982237.107242.042337.

14、207342.080-0.0152437.307442.102537.407542.1150-0.0182637.50762737.6077花鍵齒2837.700.015782937.80793037.90圓形齒8035.100.0153138.008135.203238.108235.303338.208335.403438.308435.503538.408535.603638.508635.703738.608735.803838.708835.880.0103938.808935.944038.909035.984139.009136.000-0.0104239.109236.0154

15、339.209336.034439.309436.030-0.0094539.40954639.50964739.60974839.70984939.80995039.901002.13 拉刀齒部長(zhǎng)度參照拉刀工作圖?；ㄦI齒段長(zhǎng)度：lh=(10X72+7X6+10)m件772mm圓形齒段長(zhǎng)度：ly=(10x10+7X11)mm=177mm拉刀齒部長(zhǎng)度：l齒=lh+ly=949mm圖3按表4-17,4-19,4-23計(jì)算：前柄11=110mmd1=32f8(第65)mm頸部12=m+Bs+A-13=(15+75+35-20)mm=105mmd2=d1-0.5mm=31.5mm中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

16、過(guò)渡錐13=20mm前導(dǎo)部I4=45mmd=dwmin=35f7(-0.030)mm前柄伸入夾頭長(zhǎng)度11=11-5mm=105mm前柄端部至第1刀齒的距離.,L1=11+m+Bs+A+14=(105+15+75+35+45)mm=275mm后導(dǎo)部17=(0.50.7)1=0.61=27mmdy=dmmin=36f7(-0.060)mm2.15 拉刀總長(zhǎng)及其校驗(yàn)據(jù)表4-26,允許拉刀總長(zhǎng)為31do=31?42mm1302mm,拉刀長(zhǎng)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HRC63-66,柄部HRC4045。3 .拉刀外圓的徑向跳動(dòng)不大于0.06,

17、校準(zhǔn)齒及與其尺寸相同得切削齒徑向跳動(dòng)不大于該外圓直徑公差，跳動(dòng)應(yīng)向一個(gè)方向。4 .鍵齒兩側(cè)面得不平行度，螺旋度及對(duì)軸線的不對(duì)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(duì)花鍵齒中心線偏移不大于0.05。2.17繪制拉刀工作圖見(jiàn)拉刀工作圖。第15頁(yè)共16頁(yè)3花鍵銃刀設(shè)計(jì)3.1 銃刀前角選擇已知工件材料為45鋼，強(qiáng)度為(rb=600MP,銃刀材料選取硬質(zhì)合金鋼。根據(jù)金屬切削刀具表4-1,選取銃刀前角=0。，則工件法剖面截形尺寸就是銃刀的齒形。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oxoyo坐標(biāo)中表示。齒廓廓形關(guān)于oy

18、o軸對(duì)稱c9O圖43.3 確定銃刀寬度與齒形高度由圖2,可得工件廓形高度hw=2.92mm,工件廓形寬度Bw=9.47mm,則取銃刀齒形高度h=hw+(12)mm=4.06mm。可得銃刀寬度B=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，其具體尺寸如銃刀工作圖。3.5 確定銃刀孔徑按表3-4,當(dāng)銃刀寬度B=10mm時(shí)，可取d=16mm。3.6 初選銃刀外徑按表3-5,當(dāng)d=16mm,h=4mm時(shí)，可初選銃刀外徑do=5Omm。3.7 初選銃刀齒數(shù)參考表3-6,當(dāng)銃刀h=4mm,d0=50mm,d=16mm時(shí)，可初選zk=14。3.8 確定銃刀的后角及鏟削量選取后角af=12。鏟削量為KuEdtgctf=叱50tg12cmm=2.4mm,取K=2mm。Zk143.9 確定容屑槽底半徑二d0-2(hk)r二2AZk不鏟磨齒背且h較小，可取A=6,并代入相關(guān)參數(shù)二50