金屬切削原理與刀具設(shè)計

1、設(shè)計人姓名:性別：男學(xué)號:*聯(lián)系方式:*專業(yè):*系別:*所在學(xué)校*目錄一、刖百 TOC o 1-5 h z 1、 刀具的發(fā)展 32、本課題的研究目的 3二、圓孔拉刀課程設(shè)計說明 -41、原始條件和設(shè)計要求-42、設(shè)計步驟 4三、制定拉刀的技術(shù)條件四、繪制刀具工作圖；五、刀具設(shè)計計算說明書六、總結(jié)七、致謝 一八、參考文獻(xiàn) 一 一.前言1、刀具的發(fā)展刀具的發(fā)展在人類進步的歷史上占有重要的地位。 中國早在公元前28前20世 紀(jì)，就已出現(xiàn)黃銅錐和紫銅的錐、鉆、刀等銅質(zhì)刀具。戰(zhàn)國后期（公元前三世紀(jì)）， 由于掌握了滲碳技術(shù)，制成了銅質(zhì)刀具。當(dāng)時的鉆頭和鋸，與現(xiàn)代的扁鉆和鋸 已有些相似之處。然而，刀具的快速

2、發(fā)展是在18世紀(jì)后期，伴隨蒸汽機等機器的發(fā)展而來的。1783年，法國的勒內(nèi)首先制出銃刀。1792年，英國的莫茲利制 出絲錐和板牙。有關(guān)麻花鉆的發(fā)明最早的文獻(xiàn)記載是在1822年，但直到1864年才作為商品生產(chǎn)。那時的刀具是用整體高碳工具鋼制造的，許用的切削速度 約為5米/分。1868年，英國的穆舍特制成含鴇的合金工具鋼。1898年，美國的 泰勒和.懷特發(fā)明高速工具鋼。1923年，德國的施勒特爾發(fā)明硬質(zhì)合金。在采用合金工具鋼時，刀具的切削速度提高到約8米/分，采用高速鋼時，又提高兩倍以上，到采用硬質(zhì)合金時，又比用高速鋼提高兩倍以上，切削加工出的的 工件表面質(zhì)量和尺寸精度也大大提高。由于高速鋼和硬質(zhì)

3、合金的價格比較昂貴， 刀具出現(xiàn)焊接和機械夾固式結(jié)構(gòu)。19491950年間，美國開始在車刀上采用可轉(zhuǎn) 位刀片，不久即應(yīng)用在銃刀和其他刀具上。1938年，德國德古薩公司取得關(guān)于 陶瓷刀具的專利。1972年，美國通用電氣公司生產(chǎn)了聚晶人造金剛石和聚晶立 方氮化硼刀片。這些非金屬刀具材料可使刀具以更高的速度切削。1969年，瑞典山特維克鋼廠取得用化學(xué)氣相沉積法，生產(chǎn)碳化鈦涂層硬質(zhì)合金刀片的專利。1972年，美國的邦沙和拉古蘭發(fā)展了物理氣相沉積法，在硬質(zhì)合金或高速鋼刀 具表面涂覆碳化鈦或氮化鈦硬質(zhì)層。表面涂層方法把基體材料的高強度和韌性， 與表層的高硬度和耐磨性結(jié)合起來，從而使這種復(fù)合材料具有更好的切削

4、性能。2 .課題的研究目的綜合運用機械設(shè)計以及所有先修課程的知識，會貫通并擴展有關(guān)機械設(shè)計 方面的知識；培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力，掌握簡單機械的一般設(shè)計方法和步驟；學(xué)會應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊、查閱有關(guān)技術(shù)資料。通過對本課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解和掌握金屬切削過程的基本理論和基本規(guī)律；了解和掌握常用刀具材料的性能和應(yīng)用范圍；具有選擇常用刀具的能力和 選擇刀具合理的幾何參數(shù)的能力；刀具課程設(shè)計是機械制造類專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)金屬切削原理及刀具機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝備設(shè)計等課程及 其它有關(guān)課程之后進行的一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是鞏固和加深理論教學(xué) 內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論，解決生產(chǎn)實際中刀具設(shè)計問題

5、的能力。二、圓孔拉刀課程設(shè)計說明1、原始條件和設(shè)計要求拉刀設(shè)計：(工件如下圖所示)工件直徑為： 30H7,長度為：2540mm,材 料為45城岡，調(diào)質(zhì)處理后硬度為HB220250,抗拉強度為：0.75GPa使用機床 為L6140床，試設(shè)計圓孔拉刀。.拉刀設(shè)計過程(1)選擇拉削方式圓孔拉刀通常采用綜合輪切的拉削方式。(2)選擇拉刀材料W18Cr4V(3)確定拉削余量AA=Dmax DminA=1.023(4)選取齒升量fz,查表5-1,計算精度為0.001,粗切齒為0.04,細(xì)切齒為0.02(5)選擇拉刀的幾何參數(shù)切削齒前角丫。、切削齒后腳。、校準(zhǔn)切削齒前角丫。校、校準(zhǔn)切削齒后腳口。校、粗切齒刃

6、寬帶bd1、精切齒刃寬帶bd1精、校準(zhǔn)齒刃寬度bd1校。計算結(jié)果：切肖IJ齒 手。=15度 。=3度 校切削齒 丫。校=15度0c。校=1度bd1=0.2bd1 精=0.3 bd1 校=0.6(6)確定齒鋸粗切齒齒鋸p,精切齒齒鋸p小準(zhǔn)切齒齒鋸p校按式(5-1) p=1.251.9岳系數(shù)取1.5,取p精=p p校=p最后計算結(jié)果取整，p=1.5d至=10.39ft10 p精=p =p(7)容屑梢形式取直線雙圓弧齒梢型(8)容屑梢尺寸表5-3選取1型，計算精度為0.1。計算的 p=10 h=4.5 g=3.2 r=2.2(9)同時工作齒數(shù)Ze按式5-2選擇，壬=%，計算結(jié)果取整，ze=5(10)

7、確定容屑系數(shù)k按表5-2,去精度為0.5,求的k=3(11)校驗容屑條件按式 5-4, h，.31，k* 100fo，計算結(jié)果為h 3480.04 2.71,滿足條件(12)分屑梢參數(shù)按表5-4選擇，取精度為0.5,粗切齒：nk =8 ： =5.2 r 25細(xì)切齒：nk=1.4 a=1梢深hk0.5(13)粗算切削齒齒數(shù)Z切按式5-5, Z切=+(35),計算的z切=162f(14)確定校準(zhǔn)齒齒數(shù)，Z校直徑Db校一般取48個D限=Dmin-2取工=0.003,取整0.001后，計算的卷=6D日交=28.02(15)確定各切削齒齒數(shù)以及各齒直徑z粗=10za =3 z精=3 ,其中各刀齒直徑見拉

8、刀工作圖。(16)柄部尺寸由 GB 3832.2-83 | =_2_2，最后取得=25寸器，匕 = 20 /L2=25 Di =21.7 D2 =19(17)頸部直徑D2和頸部長度|2L6110 型的拉床 L2=180,計算得 D2=D1=25耀,L2=180(18)過度錐長度L3一般會取10、15、20mm,計算的13=15(19)前導(dǎo)部直徑D4和長度1717D4=Dmin = |0,取計算精度為 0.01,貝U D4=27器= 481(20)后導(dǎo)部直徑D7和長度L7由公式D7=Dmin和卜=(；2)l0計算，口7=28案2和L7 = 24(21)最大拉削力Fzmac按公式 FzmaX=Fz

9、awZk ,計算得 FzawZk=274.7父曾 m5N =60405N(22)拉刀強度校驗 3按式仃=片 卜】=343 392Mp琲口 min =df-和 dmin = 27 2h 和 h=4.5計算得結(jié)果如下：_2仃=f4fx106Pa=237.37MPa 343MPa和 Amin =翠 mm2 = 254.5mm2所以拉刀強 度足夠(23)拉床拉力校驗按式5-8 FzmaxFmKm,計算得FmKm =100000 M0.8N =80000N和 匚80000 N ,所以拉床拉力足夠zmax(24)計算和校驗拉刀總長切削部分長度L切7啊勺Z切川口 L校z非切削部分長度L非=|l+|2 + |

10、3 + |4+|7拉刀總長L=L切+L校+L非最后計算得到數(shù)據(jù)如下L 切= 160 L 校=60 L 非=312 L=160+60+312=5321200因此設(shè)計合格三、制定拉刀的技術(shù)要求.材料 W18Cr4V.熱處理硬度：刀齒部分 HRC63-66柄部HRC40-52.第1-15齒外圓表面對A-B的徑向跳動公差0.04mm.第16-22齒外圓表面對A-B基準(zhǔn)線的徑向跳動公差0.007mm.拉刀各部徑向跳動應(yīng)向一個方向.拉刀表面不應(yīng)有裂紋碰傷等缺陷.拉刀切削刃應(yīng)鋒利不應(yīng)有毛刺、崩刃和磨削燒傷.拉刀容屑梢表面應(yīng)拋光.在拉刀頸部打?。豪恫牧?、規(guī)格、廠標(biāo)四、繪制刀具工作圖標(biāo)段AIM刃配械大0 5簞

11、14,15”廿依奸匕尊#&艾能初止旦 IAI勺直徑ba尺寸公差127.000.0150.2227.08327.16427.24527.32627.40727.48827.50927.641027.721127.790.0101227.851327.901427.94-0.010.31527.981628.02-0.0071728.020.61828.021928.022028.022128.022228.02五、刀具設(shè)計計算說明書繪制刀具工作圖時應(yīng)注意的主要問題：刀具設(shè)計計算最終要用刀具工作圖表示出來，為刀具制造提供全部參數(shù)及要求。刀具工作圖在圖紙中的布置，應(yīng)當(dāng)各部分之間協(xié)調(diào)，松、密恰當(dāng)，整體

12、美觀。繪制刀具工作圖時應(yīng)注意的主要問題如下：1、刀具工作圖的畫法：刀具工作圖應(yīng)表示出該刀具的結(jié)構(gòu)特征及其具體尺寸。同時除 主要視圖外，常有剖面圖,局部放大圖。如切削刃口型式，分屑梢結(jié)構(gòu)型式、小圓角及空刀梢等。在繪制刀具工作圖時，除按機械制圖投影理論繪制外，通常還采用簡化畫法。例如齒 輪滾刀、蝸輪滾刀、花鍵滾刀等正視圖其外圓及兩端面用粗實線畫，而刀齒、 螺旋梢則可用雙點劃線簡化表示，但螺旋方向必須一致。拉刀切削部粗切齒、 精切齒、校準(zhǔn)齒，按類只畫前后幾個齒而中間齒可以用簡化畫出，即外圓用粗 實線，容屑梢底用細(xì)實線，具拉刀長度可以斷開等。2、刀具工作圖的標(biāo)注：刀具工作圖像其它圖紙一樣按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

13、進行標(biāo)注尺寸、公差及表面粗糙度。形位公差盡量標(biāo)注在圖形上，有時為了簡便也可用文字說明，寫在技術(shù)要求中。整體式刀具工作圖與裝配式刀具工作圖其標(biāo)注有不同之處，像標(biāo)注零件圖與裝 配圖之區(qū)別一樣。3.刀具工作圖的比例：刀具工作圖的比例通常是1:1的比例，而對不同實際尺寸 和結(jié)構(gòu)復(fù)繁程度不同也可用放大或縮小比例。當(dāng)?shù)毒吖ぷ鲌D中有局部放大比例 的圖形時，一定在放大圖形上方標(biāo)明放大比例。六、總結(jié)回顧起此次課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在整整半個月的日 子里，我學(xué)到很多很多的東西，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很 多在書本上所沒有學(xué)到過的內(nèi)容。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相 結(jié)合是

14、很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐 相結(jié)合起來，通過這次課程設(shè)計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。從理論中得出結(jié)論，才是真正的知識，才能提高自己的實際動手能力和獨立思 考的能力。在設(shè)計的過程遇到了各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了 自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計，把以前所學(xué)過的知識重新溫故，鞏固了所學(xué)的知識。生活就 是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。雖然這只是一次的極簡單的課程制作，可是平心而論，也耗費了我們不少的心 血，這就讓我不得不佩服專門搞單片機開發(fā)的技術(shù)前輩，才意識到老一輩對我 們社會的付出，為了人們的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣冻龆嗌傩难。?七、致謝感學(xué)老師一學(xué)期以來的辛勤的指導(dǎo)和教育，通過這次課程設(shè)計，把以前所學(xué)過 的知識重新溫故，鞏固了所學(xué)的知識，使刀具有了進一步的認(rèn)識和了解，這就是 紙上得來終覺淺，絕知此