课程设计 矩形花键拉刀及矩形花键铣刀讲解
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题目: 矩形花键拉刀目录1. 前言1.1矩形花键拉刀设计————————————————— 32. 矩形花键拉刀设计2.10选择刀具材料及热处理硬度——————————————4 2.11拟订拉削余量切除顺序和拉削方式————————————4 2.12选择切削齿几何参数————————————————5 2.13确定校准齿直径,倒角齿不设校准齿———————————5 2.14计算倒角齿参数—————————————————5 2.15计算拉削余量—————————————————6 2.16选择齿升量——————————————————6 2.17设计容屑槽——————————————————6 2.18花键齿截形设计—————————————————7 2.19确定分屑槽参数—————————————————82.21校验拉刀强度和拉床载荷——————————————8 2.22确定拉刀齿数及每齿直径——————————————8 2.23拉刀齿部长度—————————————————9 2.24设计拉刀其他部分————————————————102.26 制定技术条件——————————————————— 114.总结—————————————————————————155.参考文献————————————————————16 6.附表—————————————————————17矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计1.1矩形花键拉刀设计被加工零件如图1.所示,工件材料为: 45钢;硬度HBS180 ;强度σb =610Mpa;工件长度L=30mm。
拉床为L6120型良好状态旧拉床,拉削时采用10%乳化液。
拉削前采用钻削加工预制孔。
1.2.矩形花键铣刀设计被加工零件如图2.所示,工件材料为:45钢;硬度HBS180 ;强度σb = 610Mpa ;工件长度L=30mm 。
2. 矩形花键拉刀设计【原始条件和设计要求】要求设计一把矩形内花键拉刀。
圆孔拉刀及矩形花键铣刀设计说明书目录一前言 (1)二绪论2三刀具设计3<一)矩形花键铣刀的设计31齿形设计计算32结构参数选择计算 (3)3矩形花键铣刀的技术条件54刀具的全部计算 (7)<二)圆孔拉刀的设计81选定刀具类型、材料的依据82刀具几何参数的选择设计 (9)四总结 (15)五致谢 (16)六参考文献 ............................. 17 —、八一、冃IJ 言大学三年的学习即将结束,在我们即将进入大四,踏入社会之前,通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学,同时对于我们自身来说,这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。
为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
我的课程设计课题目是矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计。
在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识,比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCA的运用,设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。
我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验,同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补,使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。
由于本人水平有限,设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题,再加上我们对知识掌握的程度,所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方,为了共同提高今后设计设计的质量,希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至•二、绪论2.1刀具的发展随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广•刀具的发展在一定程度上决定着生产率,中国加入WTO后,各行各业面临的竞争越来越激烈,一个企业要有竞争力,其生产工具必须具有一定的先进性•中国作为一个农业大国,其在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小与复杂程度,都离不开刀具•目前,在金属切削技术领域中,我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距,但这种差距正在缩小。
设计任务11. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图1.所示,工件材料为:45钢;硬度HBS180;强度σb = 610Mpa;工件长度L=30mm。
2. 矩形花键铣刀设计被加工零件如图2.所示,工件材料为:45钢;硬度HBS180;强度σb =610 Mpa;工件长度L=30mm。
图1 图21. 圆孔拉刀设计被加工零件如图1.所示,工件材料为:30钢;硬度HBS180;强度σb =500Mpa。
2. 矩形花键铣刀设计被加工零件如图2.所示,工件材料为:30钢;硬度HBS180;强度σb=500Mpa;工件长度L=36mm。
1. 成形车刀设计被加工零件如图1.所示,工件材料为:硬铝LY11;硬度HBS100;强度σb = 420Mpa。
2. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图2.所示,工件材料为:硬铝LY11;硬度HBS100;强度σb = 420Mpa;工件长度L=30mm。
1. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图1.所示,工件材料为:45钢;硬度HBS190;强度σb=630Mpa;工件长度L=35mm。
2. 矩形花键铣刀设计被加工零件如图2.所示,工件材料为:45钢;硬度HBS190;强度σb=630Mpa;工件长度L=35mm。
图1 图21. 成形车刀设计被加工零件如图1.所示,工件材料为:35钢;硬度HBS170;强度σb =520Mpa。
2. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图2.所示,工件材料为:35钢;硬度HBS170;强度σb=520Mpa;工件长度L=25mm。
图1 图2设计任务61.成形车刀设计被加工零件如图1.所示,工件材料为:硬铝LY12;硬度HBS115 ;强度σb = 490Mpa。
2. 矩形花键拉刀设计被加工零件如图2.所示,工件材料为:硬铝LY12;硬度HBS115 ;强度σb = 490Mpa;工件长度L=40mm。
设计任务71. 圆孔拉刀设计被加工零件如图1.所示,工件材料为:25钢;硬度HBS150;强度σb =430Mpa。
目录1 说明 (3)2 矩形花键拉刀 (4)2. 1 设计规定 (4)2. 2 设计环节 (4)2.2.1 花键孔尺寸 (4)2.2.2 拟定拉削余量 (4)2.2.3 齿升量的选择 (5)2.2.4 切削几何参数选择 (5)2.2.5 拟定校准齿直径 (6)2.2.6 倒角齿参数计算 (6)2.2.7 拟定齿距p及同时工作齿数 (7)2.2.8 容削槽的设计 (7)2.2.9 拉刀的分削槽形状 (8)2.2.10 花键齿截型设计 (8)2.2.11 粗算切削齿齿数 (9)2.2.12 计算切削齿部分长度 (10)2.2.13 拉刀尺寸设计 (10)2. 3 拉刀强度及拉床拉力校验 (13)2.3.1 拉削力 (13)2.3.2 拉刀强度校验 (13)2.3.3 拉床拉力校验 (13)2. 4 拟定拉刀的技术条件 (14)3 矩形花键铣刀 (15)3. 1 设计规定 (15)3. 2 设计环节 (15)3.2.1 花键轴尺寸 (15)3.2.2 具体参数设计 (15)3.2.3 齿形高度和宽度 (16)3.2.4 铣刀的孔径和外径 (16)3.2.5 铣刀的齿数 (17)3.2.6 铣刀的后角及铲削量 (17)3.2.7 铣刀的容削槽和分削槽 (18)3.2.8 校验 (18)3. 3 矩形花键铣刀的技术条件 (19)3.3.1 表面粗糙度(按GB1031-68) (19)3.3.2 尺寸公差 (19)3.3.3 形状位置公差 (19)3.3.4 齿形误差 (20)3.3.5 材料及热解决 (20)4 参考文献 (21)1说明大学三年的学习即将结束, 在我们即将进入大四,踏入社会之前, 通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学, 同时对于我们自身来说, 这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。
为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
圆孔拉刀,矩形花键铣刀的设计说明书前言 (2)圆孔拉刀的设计 (2)原始条件和设计要求 (2)刀具设计 (3)矩形花键拉刀的设计 (8)参考文献 (14)总结 (16)致谢17大学三年的学习即将结束,在我们即将进入大四, 踏入社会之前,通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学,同时对于我们自身来说,这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。
为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
拉刀种类繁多,它可加工各种形状通孔,直槽,螺旋槽和直线或曲线的外表面。
拉刀按加工表面不同,可分为内拉刀和外拉刀;按工作时受力方向不同,可分为拉刀和推刀。
拉削方式是指拉削过程中切削余量在各切削齿上的分配方式。
拉削方式对拉刀的结构和制造,拉到的耐用度,拉削力,拉削的表面光洁度和生产率有很大的影响。
拉刀是一种高生产率刀具,它切削速度低,耐用度高,寿命高。
拉刀是多刃切削刀具,切削力较大但机床结构简单,成本高,只适用于大批量生产我的课程设计课题是圆孔拉刀, 矩形花键铣刀的设计。
在设计过程当中, 我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识,比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCADPRO/E的运用,设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。
我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验,同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补。
使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。
由于编者等水平有限, 设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和其它方面的问题,再加上我们对知识掌握的程度,所以设计中我们的设计可能会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高今后设计编写的质量,希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至.二、圆孔拉刀设计2.1 已知条件被加工零件如图1所示,工件材料为:灰铸铁HT150硬度HBS170;强度c b = 130Mpa 工件长度L=46mm拉削前预制孔为钻孔,钻头直径27 ,拉床型号:L6120。
矩形花键拉刀与成形车刀的设计说明书讲解(总20页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录1.前言------------------------------------------------------------(2)2.设计内容和要求--------------------------------------------------(3)选定刀具类型、材料的依据---------------------------------------(3)刀具结构参数、几何参数的选择和设计---------------------------- (3)刀具的全部计算(包括计算公式和计算结果-------------------------(9)对技术条件的说明--------------------------------------------- (13)选择刀具材料--------------------------------------------------(15)选择前角及后角------------------------------------------------(15)画出刀具廓形--------------------------------------------------(15)计算切削刃总宽度----------------------------------------------------------------------(16)确定结构尺寸-----------------------------------------------------------------------------(16)用计算法求圆体成形车刀廓形上各点所在圆的半径Rx------------------------(17)廓形深度公差 ---------------------------------------------------------------------------(17)检验最小后角-----------------------------------------------------------------------------(17)5.总结------------------------------------------------------------(18)6.参考文献--------------------------------------------------------(18)7.附表------------------------------------------------------------(18)1. 前言刀具设计使用应考虑刀具材料与工件材料性能匹配性,针对不同工件材料加工条件确定合理刀具材料结构形式。
前言金属切削原理及刀具是研究金属切削加工的一门技术科学。
在学期后开设的课程设计能使同学们将所学的知识融合在一起,加深对常用刀具材料的种类、性能及应用范围的理解和掌握;培养根据加工条件合理选择刀具材料、刀具几何参数的能力;培养根据加工条件,和用资料、手册及公式,计算切削力和切削功率的能力;培养根据加工条件,从最大生产率或最低加工成本出发,合理选择切削用量的能力。
21世纪机械产品的国际竞争愈来愈剧烈,因此,现代机器的工作原理,结构组成,设计思维方式已不同于传统的机器,机器零件的设计离不开刀具,因此刀具的设计思想的新思想,新理念应用而生。
要求刀具不断创新,努力提高产品的质量,完善和改进刀具性能,满足市场需要。
刀具产品的设计可分为产品的概念设计(Conceptual Design)和产品的构型设计(Configuration Design)。
概念设计是决定刀具产品质量水平的高低,性能的优略和经济效益好坏的关键性一步。
刀具设计的重要任务应是进行刀具方案的构思,刀具的类型,尺寸和角度。
机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。
改革开放以来,机械工业充分利用国内外两方面的技术资源,有计划地进行企业技术改造,引导企业走依靠科技进步的道路,使制造技术,产品质量和水平以及经济效益有了很大提高,为繁荣国内市场,扩大出口创汇,推动国民经济的发展起了重要作用。
但是与工业发达国家相比,我国机械工业的水平还存在着阶段性的差距,主要表现在机械产品质量和水平不够高,技术开发能力不够强和科技投入少。
特别对其他产业来说,对机械工业的认识不够,甚至有相当一段时间不够重视。
近年来,世界各国都把提高产业竞争力和发展高技术,抢占未来经济制高点作为科技工作的主攻方向,对机械工业的重要性和作用有了进一步认识,对机械工业科技发展提出了更高的要求,特别是制造技术更加得到了重视。
因此,学校的教育工作也响应国家号召,积极推动机械方面的教育。
目录1. ------------------------------------------------------------- 前言3 2•矩形花键拉刀设计1选择拉刀材料及热处理硬度---------------------------- 42 拟订拉削余量切除顺序和拉削方式------------------------ 43选择切削齿几何参数------------------------------- 44确定校准齿直径---------------------------------- 45 计算拉削余量------------------------------------ 46选择齿升量------------------------------------- 57设计容屑槽------------------------------------- 68花键齿截形设计---------------------------------- 69确定分屑槽参数----------------------------------- 610选择拉刀前柄------------------------------------ 711校验拉刀强度和拉床载荷----------------------------- 712确定拉刀齿数及每齿直径---------------------------- 813拉刀齿部长度------------------------------------ 1014设计拉刀其它部分--------------------------------- 1015拉刀总长及其校验-------------------------------- 1216制定技术条件------------------------------------ 1217绘制拉刀工作图---------------------------------- 123.矩形花键铣刀设计1铣刀前角选择----------------------------------- 132工件廓形尺寸----------------------------------- 133确定铣刀宽度与齿形高度------------------------------ 13 4确定容屑槽底形式--------------------------------- 135确定铣刀孔径----------------------------------- 136初选铣刀外径----------------------------------- 137初选铣刀齿数----------------------------------- 148确定铣刀的后角及铲削量---------------------------- 14 9确定容屑槽底半径--------------------------------- 1410确定容屑槽角-----------------------------------11确定容屑槽深度及分屑槽尺寸-------------------------- 14 12校验铣刀刀体强度------------------------------- 1413确定内孔空刀尺寸及键槽尺寸------------------------- 14确定铣刀的技术条件-----------------------------4.参考文献----------------------------------------- 161415 15刀具课程设计说明书1 前言金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节,其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容,锻炼和培养学生综合运用所学知识和理论的能力,是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。
四、铣刀的设计前言铣刀是一种应用很广泛的多齿多刃回转刀具。
铣削加工时,铣刀饶起轴线转动,而工件做进给运动。
铣削加工与刨削加工相比较,铣削时同时参加工作的切削刃总长度较长,且无空行程,而使用的的切削也叫高,故加工生产效率也一般较高,表面的粗糙度也较小。
铣刀的种类很多矩形花键通常采用铣切或滚切成形,再经磨花键达到设计图纸要求。
铣切加工一般采用专门设计的T形槽铣刀,这种铣刀适合大批量专业化生产,但对中、小批量非专业化生产不太适合。
为解决这个问题,我们试用三面刃铣刀及片铣刀,获得了满意的结果。
(一)齿形的设计计算1.前角为零时,工件法剖面截形就是铣刀的齿形。
2.前脚大于零时铣刀有了前角以后,其刀齿在径向截面的齿形和前刀面上的齿形,就与工件法剖面的截形不同了。
设γf为铣刀外圆处的纵向前角,当γf较大时,铣刀径向截面和前刀面上的齿形需进行修正计算。
下图所示的是工件齿形和铣刀齿形得关系,其中(b)为给定的工件齿形;(c)为铣刀径向截面应具有的齿形,即铲刀应具有的齿形;(d)为铣刀前刀面的齿形,即样板应具有的齿形。
图8(二)结构参数的选择及计算设计步骤1.铣刀齿形高度h设被切工件成形部分高度为hw,则成形铣刀齿形高度应为:h=hw+(1-2)mm2.铣刀宽度B设被切工件阔形宽度为Bw,则铣刀宽度B可取为稍大于B。
3.容屑槽底形式铲齿成形铣刀容屑槽底形式通常有两种,即平地形式和中间有凸起或槽底倾斜的加强形式。
在铲削深度较小和刀齿强度足够的情况下,应采用平底形式。
在铣削深度较大时,宜采用加强形式。
4.铣刀的孔径d铣刀的孔径d应根据铣削宽度和工作条件选取,可以按刚度,强度条件计算,也可根据生产经验选取。
5.铣刀的外径do对于平底形式的容屑槽,铣刀外径可按下面公式计算:do=d+2m+2H式中:d-铣刀孔径m-壁厚,一般取(0.3-0.5)dH-全齿高由于全齿高的计算又需依据外径do,因此,用上式直接计算铣刀外径是困难的,我国一些工厂采用下式估算铣刀外径:do=(2-2.2)d+2.2h+(2-6)根据上面公式的计算结果再取外径的推荐值。
一、金属切削刀具课程设计的目的金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节,其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容,锻炼和培养学生综合运用所学知识和理论的能力,是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。
通过金属切削刀具课程设计,具体应使学生做到:(1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法;(2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难;(3) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图,能标注出必要的技术条件。
二、设计内容和要求完成矩形花键铣刀、矩形花键拉刀两种刀具的设计和计算工作,绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的设计说明书。
刀具工作图应包括制造及检验该刀具所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技术条件等;说明书应包括设计时所涉及的主要问题以及设计计算的全部过程;设计说明书中的计算必须准确无误,所使用的尺寸、数据和计量单位,均应符合有关标准和法定计量单位;使用A4纸打印,语言简练,文句通顺。
具体设计要求见附页。
三、拉刀的设计(一)选定刀具类型和材料的依据1选择刀具类型:对每种工件进行工艺设计和工艺装备设计时,必须考虑选用合适的刀具类型。
事实上,对同一个工件,常可用多种不同的刀具加工出来。
采用的刀具类型不同将对加工生产率和精度有重要影响。
总结更多的高生产率刀具可以看出,增加刀具同时参加切削的刀刃长度能有效的提高其生产效率。
例如,用花键拉刀加工花键孔时,同时参加切削的刀刃长度l=B³n³Zi,其中B 为键宽,n为键数,Zi为在拉削长度内同时参加切削的齿数。
若用插刀同时参加切削的刀刃长度比插刀大得多,因而生产率也高得多。
2正确选择刀具材料:刀具材料选择得是否恰当对刀具的生产率有重要的影响。
因为硬质合金比高速钢及其他工具钢生产率高得多,因此,在能采用硬质合金、的情况下应尽力采用。
由于目前硬质合金的性能还有许多缺陷,如脆性大,极难加工等,使他在许多刀具上应用还很困难,因而,目前许多复杂刀具还主要应用高速钢制造。
矩形花键拉刀的设计与工艺任务书1.课题意义及目标:本设计的主要任务:设计加工矩形花键拉刀,绘制矩形花键拉刀的图纸,并编制矩形花键拉刀的加工工艺规程。
目标:1.通过本次设计了解矩形花键拉刀的结构型式。
2.了解拉刀各部分尺寸的计算方法。
3. 矩形花键拉刀各种切削角度的选取原则。
4.通过工艺规程的编制,学习矩形花键拉刀的完整加工过程,掌握工艺规程的编写要求,真正理解工艺规程在实际加工中的作用和重要性。
2.主要任务:要求:绘制的图纸符合机械制图国家标准,并做到内容完整、准确。
设计的工艺既要切合实际又要保证产品的精度要求,还要符合经济性的要求。
内容:设计并绘制矩形花键拉刀的图纸,编制矩形花键拉刀的加工工艺规程,并编写毕业设计论文。
3.主要参考资料:1. JB/T 9992-2011 矩形花键拉刀技术条件.2. GB 3832.3-2008 拉刀圆柱形后柄型式和基本尺寸.3. GB 3832.2-2008 拉刀圆柱形前柄型式和基本尺寸.4. 《刀具设计手册》机械工业出版社 1999年6月.5. 《拉刀设计与使用》机械工业出版社 1990年10月.4.进度安排:审核人:年月日矩形花键拉刀的设计与工艺摘要:在追求效率的现代工业中,拉刀作为一种经济高效的生产工具已经在零件生产中得到了越来越广的应用,其重要性可见一斑。
而通过完成我此次的毕业设计——矩形花键拉刀的设计与工艺,不仅可以帮助我掌握机械刀具的设计过程,还可以帮我巩固机械设计工艺课程的相关知识。
相信通过完成该毕业设计会对以后的工作设计有相当大的帮助。
同时,在设计中需要根据一些被加工的拉刀的零件的相关的设计技术及其要求,能够准确地综合合理地运用刀具设计中的基本规则及一些技巧方法,了解并且能够应用一些特有的刀具设计计算的方法。
并通过完成刀矩形花键拉刀的具整体结构的设计,来提高对刀具的自我认知和综合运算及设计能力。
关键词:矩形花键拉刀,机械刀具,机械设计工艺,刀具设计原理,验算公式,结构参数The design and process of rectangle spline broachAbstract:In the pursuit of efficiency of modern industry, broach as a kind of economic and efficient production tool has been more and more wide application,so it is very important. And by completing the graduation design -- the design and process of rectangle spline broach, it not only help us grasp the design of machine tool, but also help me to consolidate the knowledge of mechanical design technology course. I believe that the graduation designing will help me a lot in work after the design.At the same time, according to some machining broach parts and technology requirement, we can reasonably use the tool in the design、some techniques and methods synthetically a to apply some special tool design and calculation method.Through complete the knife of rectangle spline broach ,it will improve us the skill of completing the rectangle spline broach's structure and integrated design ability.Keywords: Rectangle spline broach, Machine tool, Mechanical design process, The design principle of cutting tool, Checking calculation formula , Structure parameter.目录1前言 (4)1.1该课题研究的目的 (6)1.2选择刀具的具体类型 (6)2矩形花键拉刀的设计 (7)2.1正确地选择刀具材料 (7)2.2.矩形花键拉刀的设计参数 (8)2.3刀具结构参数及各部分功用 (9)2.4矩形花键拉刀具体几何参数的设计和选择 (11)2.5设计数据汇总 (17)3.矩形花键拉刀在制造中及制造后存在的相关注意事 (19)3.1矩形花键拉刀刃磨后的检验 (19)3.2在拉削过程中遇到的问题及消除方法 (19)3.3容易使拉刀寿命降低的问题及注意事项 (20)3.4拉刀多齿崩刃或断裂产生原因及解决办法 (22)4结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)1.前言在工业化发展飞速的现在,刀具作为一种高效率的生产方式,经济实用且已被大量的投入到工厂中去生产实践,可见其重要性。
矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计说明书目录1.前言----------------------------------------------------------------- 12.金属切削刀具课程设计的目的---------------------------------------- 23.设计内容和要求-------------------------------------------------------24.拉刀的设计------------------------------------------------------------2概述----------------------------------------------------------------2原始条件---------------------------------------------------------4选定刀具类型和材料的依据----------------------------------4刀具结构参数、几何参数的选择和设计-------------------------------5 5.铣刀的设计-----------------------------------------------------------12概述--------------------------------------------------------12原始条件--------------------------------------------------------12齿形的设计计算----------------------------------------------13结构参数的选择及计算----------------------------------------13矩形花键铣刀的技术条件--------------------------------------15刀具的全数计算----------------------------------------------176. 总结------------------------------------------------------------------187.致谢------------------------------------------------------------------198. 参考文献--------------------------------------------------------------20一、前言大学三年的学习即将终止,在咱们即将进入大四,踏入社会之前,通过课程设计来检查和考验咱们在这几年中的所学,同时关于咱们自身来讲,这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入咱们的设计中和平常所学的理论知识相关联。
一 、矩形花键拉刀设计1. 前言用于拉削的成形刀具。
刀具表面上有多排刀齿,各排刀齿的尺寸和形状从切入端至切出端依次增加和变化。
当拉刀作拉削运动时,每个刀齿就从工件上切下一定厚度的金属,最终得到所要求的尺寸和形状。
拉刀常用于成批和大量生产中加工圆孔、花键孔、键槽、平面和成形表面等,生产率很高。
2. 矩形花键拉刀的参数选择和设计计算 2.1原始条件及设计要求要求设计一把矩形花键拉刀,花键大径D=60H10()0120.0+m m, 小径d=52H7()0030.0+mm,键槽宽B=10H9()0036.0+mm,键数n=8,倒角高度C=0.5mm,拉削长度L=35mm,工件材料为45钢,硬度为HBS190,σb =630MPa 。
查表后,由花键拉刀的长度确定选用拉床L6120。
2.2 拉刀材料选择设计矩形花键拉刀采用W18Cr4V 高速钢制造。
2.3拉刀拉削及定心方式选择2.3.1拉削方式选择 拉削花键槽常采用渐成式分层拉削方式,且采用倒角----花键----内孔的组合方式。
2.3.2 定心方式 由于小径定心花键拉刀加工出的花键孔,能使小径与大径、键槽之间达到很高的同轴度和对称度,能够更好的满足该设计要求,故选择小径定心方式。
2.3 倒角齿参数确定图1 矩形花键拉刀倒角齿计算图2.3.1倒角齿θ角查手册表4-29,由n=8,查得θ=45°。
2.3.2 倒角齿测量值MB1=B+2C=10+2×0.5=11mmsinψ1= b1/d=0.2115,ψ1=12.21°ψ2=45°-ψ1=32.78°M=d×cosψ2/2=21.86mm2.3.3 倒角齿最大直径d1OH=(2M-B×cos45°)/2sin45°=25.915mmtanψB=B/(2×OH)=0.192938d B= B/sinψB=52.78mmd1=d B+(0.3—0.6)mm=53.23mm2.4 拉削余量按表4-1计算圆形拉削余量为1mm,预制孔径为51mm。
目录1 前言 (1)2 设计内容和要求 (1)3矩形花键拉刀拉刀的设计 (1)3.1选定刀具类型和材料的依据 (1)3.1.1选择刀具类型 (1)3.1.2正确选择刀具材料 (1)3.2刀具结构参数、几何参数的选择和设计 (2)3.2.1拉刀的结构 (2)3.2.2 切削方式 (2)3.2.3 拉削余量 (3)3.2.4 拉刀刀齿结构 (3)3.2.5 确定校准齿直径 (3)3.2.6 分层式拉刀粗切齿齿升量 (4)3.2.7 拉刀容屑槽及分屑槽的尺寸 (4)3.2.8拉削力计算及校验 (5)3.2.9 花键齿截形设计 (6)3.2.10 确定拉刀齿数及每齿直径 (6)3.2.11 拉刀齿部长度 (7)3.2.12 设计拉刀其他部分 (7)3.2.13 拉刀总长及其校验 (7)4.1刀具的全部计算 (8)4.2 排齿升量 (11)5.1 对技术条件的说明 (12)5.2键槽拉刀的尺寸偏差 (12)5.3拉到其他部分长度偏差 (12)5.4 拉刀主要技术条件 (12)6.圆孔拉刀设计 (13)6.1已知条件 (13)6.2刀具设计 (13)6.3 各刀齿直径表 (16)6.4 拉刀主要技术条件 (16)矩形花键拉刀及圆孔拉设计说明书1.前言在拉床上使用拉刀加工工件的工艺过程称为拉削加工。
拉削主要用于大批量生产中加工各种形状的通孔、平面及成形面等。
拉刀是一种定型刀具,在一次拉削中完成粗切、精切、校准、修光操作,切除被加工表面的全部加工余量,生产率高,加工质量高。
但一把拉刀只适宜于一种规格尺寸的孔或槽,拉刀制造复杂,且成本高,只用于大批量生产中。
通过金属切削刀具课程设计,具体应使学生做到:(1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法;(2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难;(3) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图,能标注出必要的技术条件。
2.设计内容和要求完成矩形花键铣刀、矩形花键拉刀两种刀具的设计和计算工作,绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的设计说明书。
目录1 前言 (3)2 设计内容和要求 (3)3矩形花键拉刀的设计 (3)3.1选定刀具类型和材料的依据 (3)3.1.1选择刀具类型 (3)3.1.2正确选择刀具材料 (4)3.2刀具结构参数、几何参数的选择和设计 (4)3.2.1拉刀的结构 (4)3.2.2 切削方式 (5)3.2.3 拉削余量 (5)3.2.4 拉刀刀齿结构 (5)3.2.5 确定校准齿直径 (5)3.2.6 分层式拉刀粗切齿齿升量 (6)3.2.7 拉刀容屑槽及分屑槽的尺寸 (7)3.2.8花键齿截形设计 (8)3.2.9选择拉刀前柄 (8)3.2.10校验拉刀强度和拉床载荷 (8)3.2.11确定拉刀齿数及每齿直径 (9)3.2.12 拉刀齿部长度 (9)3.2.13设计拉刀其他部分 (9)3.2.14拉刀总长及其校验 (10)4.1刀具的全部计算 (11)4.2 排齿升量 (11)5.1 对技术条件的说明 (11)5.2键槽拉刀的尺寸偏差 (14)5.3拉到其他部分长度偏差 (14)5.4 拉刀主要技术条件 (15)6.铣刀的设计 (16)6.1齿形的设计计算 (16)6.2结构参数的选择及计算 (16)6.3矩形花键铣刀的技术条件 (18)6.4刀具的全部计算 (20)7总结 (21)8.参考文献 (21)9.致谢 (21)矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计说明书1.前言在拉床上使用拉刀加工工件的工艺过程称为拉削加工。
拉削主要用于大批量生产中加工各种形状的通孔、平面及成形面等。
拉刀是一种定型刀具,在一次拉削中完成粗切、精切、校准、修光操作,切除被加工表面的全部加工余量,生产率高,加工质量高。
但一把拉刀只适宜于一种规格尺寸的孔或槽,拉刀制造复杂,且成本高,只用于大批量生产中。
通过金属切削刀具课程设计,具体应使学生做到:(1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法;(2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难;(3) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图,能标注出必要的技术条件。
2.设计内容和要求完成矩形花键铣刀、矩形花键拉刀两种刀具的设计和计算工作,绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的设计说明书。
刀具工作图应包括制造及检验该刀具所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技术条件等;说明书应包括设计时所涉及的主要问题以及设计计算的全部过程;设计说明书中的计算必须准确无误,所使用的尺寸、数据和计量单位,均应符合有关标准和法定计量单位;使用A4纸打印,语言简练,文句通顺。
3.拉刀的设计3.1选定刀具类型和材料的依据3.1.1选择刀具类型:对每种工件进行工艺设计和工艺装备设计时,必须考虑选用合适的刀具类型。
事实上,对同一个工件,常可用多种不同的刀具加工出来。
采用的刀具类型不同将对加工生产率和精度有重要影响。
总结更多的高生产率刀具可以看出,增加刀具同时参加切削的刀刃长度能有效的提高其生产效率。
例如,用花键拉刀加工花键孔时,同时参加切削的刀刃长度l=B×n×Zi,其中B为键宽,n为键数,Zi为在拉削长度内同时参加切削的齿数。
若用插刀同时参加切削的刀刃长度比插刀大得多,因而生产率也高得多。
3.1.2正确选择刀具材料:刀具材料选择得是否恰当对刀具的生产率有重要的影响。
因为硬质合金比高速钢及其他工具钢生产率高得多,因此,在能采用硬质合金、的情况下应尽力采用。
由于目前硬质合金的性能还有许多缺陷,如脆性大,极难加工等,使他在许多刀具上应用还很困难,因而,目前许多复杂刀具还主要应用高速钢制造。
拉刀结构复杂,造价昂贵,因此要求采用耐磨的刀具材料,以提高其耐用度;考虑到还应有良好的工艺性能,根据《刀具课程设计指导书》表29,选择高速工具钢,其应用范围用于各种刀具,特别是形状较复杂的刀具。
根据表30,选择W18Cr4V。
3.2刀具结构参数、几何参数的选择和设计3.2.1拉刀的结构图1表13.2.3 拉削余量:对于花键孔A=d mmax-d wmin 3.2.4 拉刀刀齿结构:表2拉刀刀齿的几何参数有:切削齿前角γ0,校准齿前角γ0g,切削齿后角α0,校准齿后角α0g,齿距p,容屑槽深h,齿厚g,刃带宽b a1。
拉刀刀齿的主要稽核参数前角、后角和刃带宽数值的大小主要取决于工件材料和拉刀的结构形式。
参照表5-5,各种花键拉刀,工件材料为45号钢,硬度为HBS200,故常用的材料的拉刀几何参数为:3.2.5 确定校准齿直径查表4-16,花键齿、圆形齿的扩张量分别为0.005、0.005mm,则圆形齿校准齿和花键齿校准齿直径为d hx=(54.120-0.005)=54.115mmd yx =(46.025-0.005)=46.020mm计算倒角齿参数查表4-29知倒角的工艺角度为θ=45°。
按表4-29计算如下:sinΦ1=(B min+2ftgθ)/d ymax (9+2×0.4×tg45°)/46.00=0.213Φ1=arcsin0.2375=12.3°M=0.5 d ymax sin(θ+Φ1)=19.3mmctgΦB=2M/(B min sinθ)-ctgθ=5.065ΦB=arcctg5.065=11.168°d B=B min/sinΦB=46.5mmd2= d B+(0.3~0.6)mm=47.1mm计算拉削余量按表4-1计算圆形拉削余量为0.9mm,预制孔径为45.1mm,实际拉削余量A y=(46.020-45.1)mm=0.92mm倒角余量 A d=(47.1-45.1)=2.0mm花键余量 A h=[54.115-(47.1-0.1)]mm=7.115mm3.2.6 分层式拉刀粗切齿齿升量根据表4-4选择齿升量,得到倒角齿:a fd=0.050mm 圆形齿:a fy=0.045mm 花键齿:a fh=0.060mm3.2.7 拉刀容屑槽及分屑槽的尺寸1.拉刀切削部的齿距是拉刀的重要设要素。
其影响如下:(1)齿距过大,则拉刀过长,不仅制造成本高,拉削生产率也低;齿距过大,同时工作齿数太少,拉削过程不平稳,影响拉削加工表面质量。
(2)齿距过小,容屑空间也小,切削容易堵塞;齿距过小,同时工作齿数会过多,切削力就增大,可能导致拉刀折断及机床超载;齿距过小,还会给刃磨带来困难,砂轮切入时有与相邻刀齿碰撞的危险。
计算齿距的经验公式: P=(1.25~1.5)L 1/2查手册表4-7,得p=(1.25~1.5)L 1/2 =7.397~9.247 p g =p p j =(0.6~0.8)p 2.容屑槽计算 (1)计算齿距粗切齿齿距P 参照手册表4-7取接近的标准值 P=(1.25~1.5)L 1/2=8m 过渡齿齿距: P g =P=8mm精切齿齿距:P j =(0.6~0.8) P=6mm校验同时工作齿数 Z emin =l/p=40/8=5,Z emax = Z emin +1=6,满足3≤Z e ≤8的条件。
(2)选取容屑槽形状及尺寸容屑槽是形成刀齿的前刀面和容纳切屑的环状或螺旋状沟槽。
环形齿拉刀的拉削属于封闭容屑槽形式;螺旋齿拉刀的拉削属于半封闭容屑形式。
切削容纳在拉刀的容屑槽中,如果容屑空间不够大,切屑会在槽内挤塞,影响加工表面质量,严重的还会使刀齿崩刃或拉断拉刀。
参照表4-8,选用曲线齿背型容屑槽型。
粗切用深槽,h =3,g=3,r=1.5,R =5。
精切用基本槽,h=2,g=2,r=1,R=4。
容屑槽尺寸的最后确定,须校验其是否有足够的容屑空间,即容屑槽的有效容积必须大于切屑体积,即Vp 〉Vc ,若忽略切削宽度方向的变形,即是要求上述体积可近似用拉刀轴剖面中的面积Ap 和Ac 来表示,二者的比值为容屑系数K ,有: Ap/Ac ≧K(3)校验容屑条件 取a c =a f ,取K=3.5,计算H=1.13(K×ac×l)1/2=2.98mm<已选定的容屑槽深度,合格(4)分屑槽为了便于卷屑和容屑、减少切削力、改善已加工表面质量,应在拉刀前后刀齿上交错地磨出分屑槽。
设计分屑槽时应该注意以下几点:a.分屑槽的深度必须大于齿升量,即h>af,否则不起分屑作用。
b.为了使分屑槽上两侧的切削刃也有足够的后角,槽底后角应大于拉刀刀齿后角,取为α0+2°。
分屑槽的数目nk应保证切削宽度不太大,便于卷曲成为较紧的切屑,有利于容纳在容屑槽内。
当拉刀直径d>50mm时:nk =πd/(0.5~1.0) d1/2=28为便于测量拉刀直径,分屑槽数目一般取偶数。
在拉刀最后的精切齿上,由于齿升量很小,切屑较少,可以不作分屑槽,以保证加工表面质量。
加工铸铁等脆性材料时,由于切屑呈崩碎状态,不需磨出分屑槽。
分屑槽位置应前后齿错开。
根据表4-13, 选取合适的分屑槽参数。
数值见图。
3.2.8花键齿截形设计花键齿键宽B h按下式计算,精确到0.001mm:B hmax=B max-δbB hmin=B hmax-Δb式中,B max为内花键槽宽最大极限尺寸;δb为拉削扩张量(查表4-16得δb=0.005mm);Δb为拉刀键齿宽制造公差带,为保证键齿尺寸耐用度高,Δb应在制造条件允许范围内取小值,此处取Δb=0.005mm。
则B hmax=(9.036-0.005)mm=9.031mmB hmin=(9.031-0.005)mm=9.026mm拉刀键齿侧面应制出Kr=0°的修光刃f,其下应磨出侧隙角1.5°。
工厂常在齿高为1.25mm及以下的刀齿上磨侧隙。
3.2.9选择拉刀前柄矩形花键拉刀前导部的尺寸:按表4-17选II型-A前柄,选定取值d1=45f8,d2=34h12,其余见图。
3.2.10校验拉刀强度和拉床载荷矩形花键拉刀前导部的尺寸:按表4-17选II型-A前柄,选定取值d1=45f8,d2=34h12,其余见图。
通过计算分析,确认倒角齿拉削力最大,因而应计算拉刀倒角齿拉削力(表4-20,表4-21,表4-22)Σa w=z(B hmax+2f)=8(9.031+2×0.8)mm=85.05mmF max=F z′Σa w Z emax k0k1k2k3k4×0.001=178×85.05×6×1.15×1.15×1.13×1×1×0.001=135.7KN拉力最小截面面积在卡槽底颈处,则拉应力σ=Fmax/(π÷4×34×34)=135.7/(π÷4×34×34)=0.149GPaσ<[σ](表4-25),拉力强度校验合格。