刀具设计说明书

拉刀设计计算说明书[原始条件]工件直径为：Φ45H7（0025.0+），长度为：45～60mm ，材料为45#钢，调质处理后硬度为HB220～250，抗拉强度为：0.75GPa ，工件如下图所示。

使用机床为L6140拉床。

试设计圆孔拉刀。

设计步骤如下：（1）拉刀材料：W18Cr4V.（2）拉削方式：综合式（3）几何参数：按文献【1】表4.2，加工材料45#钢，硬度为HB220～250，抗拉强度GPa b 75.0=σ，故取前角 15=o γ，精切齿与校准齿前刀面倒棱， 5,1~5.011==o mm b γγ。

按文献【1】表4.3，取粗切齿后角 3o =α，倒棱宽mm b 2.01≤α，精切齿后角 2=o α，mm b 3.01=α，校准齿 1=o α，mm b 6.01=α。

（4）校准齿直径（以角标x 表示校准齿的参数）δ+=max 0m x d d 式中 δ—收缩量，取mm 01.0=δ，则mm d d m x 035.3001.0025.30max 0=+=+=δ。

（5）拉削余量：文献【1】表4.1计算。

当预制孔采用钻削加工时，A 的初值为mm l d A m 78.0401.030005.01.0005.0=⨯+⨯=+= 采用Ø29的钻头，最小孔径mm d w 29min =，拉削余量为mm d d A w x 035.129035.30min 0=-=-=(6)齿升量：按表4.4，取粗切齿的齿升量为mm a f 03.0=（综合轮切式圆孔拉刀）。

(7)容屑槽：①计算齿距。

按表4.8，粗切齿与过渡齿齿距为mm p 930)6.1~3.1(≈=取精切齿与校准齿齿距（用角标j 表示精切齿的参数）mm p p p x j 2.7~5.49)8.0~6.0()8.0~6.0(=⨯===取mm p p x j 6==②由于本设计中采用综合式拉刀的形式，故容屑槽形状及尺寸采用曲线齿背。

按表4.9基本槽型，粗切齿与过渡齿取mm R mm r mm g mm h 5,8.1,3,5.3====，精切齿与校准齿取mm R mm r mm g mm h 4,1,2,2====，如图1所示 ③校验容屑条件l a K h f 213.1⨯≥按表4.11 轮切式拉刀容屑槽的容屑系数，由切削宽度mm a a f e 06.003.022=⨯==，取容屑系数0.3=K ,工件最大长度mm l 40=,齿升量mm a f 03.0=，则mm l a K h f 03.34003.020.313.1213.1=⨯⨯⨯⨯=⨯≥，而容屑槽深度mm h 5.3=，符合容屑条件。

摘要通过对实际情况的分析调查以及对现有麻花钻刃磨方法的比较和研究，采用内锥面刃磨麻花钻的方法。

本设计阐述了内锥面刃磨麻花钻的刃磨原理、刃磨参数和工艺方案的确定、主轴转速的计算、砂轮的选取与安装等一系列问题，从而在研究分析的基础上参考现有主要磨床的设计和改造方法，以及结合内锥面刃磨钻头进行的一些实验和目前在钻头刃磨技术方面所得的成果，设计出了合理有效、安全可靠、经济简捷的麻花钻内锥面刃磨装置。

关键词：麻花钻；内锥面刃磨；刃磨装置设计AbstractAccording to the actual situation analysis investigation and existing twist drill grinding method of comparison and research, with the inner cone grinding of twist drill method. The elaborate design of the inner cone grinding of twist drill, the grinding principle of grinding parameters and the identification process, the calculation of grinding wheel spindle speed, the selection and installation and a series of problems, and on the basis of research and analysis with reference to the existing main grinder design and modification methods, and combining with the inner cone grinding drill some experiments and present in drill grinding technology results, and prove the feasibility of the design, design a reasonable and effective, safe and reliable, economic and simple inner cone grinding of twist drill device.Key words:twist drill; the inner cone grinding; grinding device design目录摘要 (I)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 .................................................................................................................... - 1 -1.1 设计麻花钻刃磨装置的意义....................................................................... - 1 -1.2 麻花钻刃磨技术研究概述 ........................................................................... - 1 -1.2.1 麻花钻刃磨装置国内外发展状况与趋势 .................................... - 1 -1.2.2 存在的主要问题................................................................................. - 4 -1.3 麻花钻刃磨方法的比较................................................................................ - 5 - 第2章麻花钻内锥面刃磨的理论分析.................................................................... - 6 -2.1 麻花钻的几何特性......................................................................................... - 6 -2.1.1 麻花钻的结构 ..................................................................................... - 6 -2.1.2 麻花钻的几何参数 ............................................................................ - 7 -2.2 麻花钻的传统刃磨方法................................................................................ - 8 -2.3 麻花钻的内锥面刃磨方法 ........................................................................... - 9 -2.4 麻花钻的内锥面刃磨原理及..................................................................... - 10 -刃磨参数优化........................................................................................................... - 10 -2.4.1 钻头刃磨原理 ................................................................................... - 11 -2.4.2 刃磨参数的优化............................................................................... - 11 - 第3章麻花钻刃磨装置的机械系统设计 ............................................................. - 13 -3.1 刃磨装置的总体方案 .................................................................................. - 13 -3.2 丝杠螺母副的设计计算.............................................................................. - 14 -3.2.1 横纵向进给的设计计算 ................................................................. - 14 -3.2.2 垂直进给的设计计算...................................................................... - 19 -3.3 传动系统的锥齿轮设计计算..................................................................... - 23 -3.3.1 横向进给方向上锥齿轮的设计 .................................................... - 23 -3.3.2 垂直进给方向上锥齿轮的设计 .................................................... - 27 -3.4 导轨的设计计算........................................................................................... - 31 - 第4章麻花钻装夹及分度装置设计...................................................................... - 32 - 第5章电动机及砂轮的选择 ................................................................................... - 41 -5.1 电动机的选择 ............................................................................................... - 41 -5.2 砂轮的选择.................................................................................................... - 41 - 结论.................................................................................................................................. - 43 -致谢.................................................................................................................................. - 44 - 参考文献 ........................................................................................................................... - 45 -ContentsAbstract (I)Chapter1 introduction................................................................................................. - 1 -1.1 The research purpose and meaning of designing twist drill ..................... - 1 -1.2 research an overview of twist drill gringing technology........................... - 1 -1.2.1 Overview of twist drill sharpening device........................................ - 1 -1.2.2The main problems ............................................................................... - 4 -1.3 Compare of twist drill grinding method....................................................... - 5 - Chapter2 The theoretical analysis of twist the inner cone grinding............... - 6 -2.1 Geometric properties of the twist drill.......................................................... - 6 -2.1.1 Structure of the twist drill.................................................................... - 6 -2.1.2 Geometric parameters of the twist drill........................................... - 7 -2.1 The traditional grinding method of the twist drill ...................................... - 8 -2.3 The inner cone grinding method of the twist drill...................................... - 9 -2.4 The inner cone grinding theory of the twist drill and .............................. - 10 -optimizing of grinding parameters ...................................................................... - 10 -2.4.1 The inner cone grinding theory of the twist drill........................... - 11 -2.4.2 optimizing of grinding parameters................................................... - 11 - Chapter3 twist drill grinding equipment mechanical system design......... - 13 -3.1 Program of grinding device ........................................................................ - 13 -3.2 Design and calculation of screw –nut pairs ............................................... - 14 -3.2.1 Horizontal and vertical feed design calculation............................. - 14 -3.2.2 design and calculation of the vertical feed ..................................... - 19 -3.3 Bevel gear drive system design calculation............................................... - 23 -3.3.1 Cross feed direction bevel gear design............................................ - 23 -3.3.2 Perpendicular to the bevel gear design............................................ - 27 -3.4 Design and calculation of the guide .......................................................... - 31 - Chapter4 Twist drill clamping and dividing device .......................................... - 32 - Chapter5 Selection of the motor an wheel ........................................................... - 41 -5.1 Motor Selection .............................................................................................. - 41 -5.2 Wheel Selection.............................................................................................. - 41 - Conclusion........................................................................................................................ - 43 - Thanks............................................................................................................................... - 44 -References ........................................................................................................................ - 45 -第1章绪论1.1 设计麻花钻刃磨装置的意义麻花钻在金属切削加工中应用很广泛,用来加工各种孔，已经有一百多年的历史,现在全世界每年消耗的钻头数以亿计,在美国汽车制造行业中,机械加工中钻孔工序的比重约占50%,而飞机制造业中钻孔工序所占比例更高[1]。

机械设计制造及其自动化专业设计说明书（圆孔拉刀设计）题目：圆孔拉刀设计说明书学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：指导教师：完成日期： 2013年11月28日机械工程学院2013年11月目录第1章原始条件 (1)第2章设计计算过程 (2)2.1选择拉刀材料及热处理硬度 (2)2.2确定拉削方式 (2)2.3选择刀齿几何参数 (2)2.4确定校准齿直径 (2)2.5确定拉削余量 (2)2.6选取齿升量 (2)2.7设计容屑槽 (3)2.8确定分屑槽参数 (3)2.9选择拉刀前柄 (4)2.10校验拉刀强度与拉床载荷 (4)2.11确定拉刀齿数和每齿直径尺寸 (4)2.12设计拉刀其他部分 (5)2.13技术要求 (5)2.14绘图 (5)设计总结 (7)致谢 (8)参考文献 (9)第1章原始条件1、工件材料：40Cr，硬度：217-255 HB，毛坯为扩孔。

Ra=1.6，L=80mm，有空刀槽。

2、零件尺寸：拉前孔径：DW=53，上偏差为+0.12，下偏差为0，拉后孔径：DM=55，上偏差为+0.03，下偏差为0，。

3、使用设备：L6140型卧式拉床。

第2章 设计计算过程2.1选择拉刀材料及热处理硬度40Cr 为合金结构钢，选择W18Cr4V 钨系高速钢按整体式制造拉刀。

拉刀热处理硬度：刀齿及后导部63~66HRC ；前导部60~66HRC ；前柄45~58HRC 。

2.2确定拉削方式综合式拉刀较短，拉削精度和表面质量并不低于其它拉削方式，且拉刀耐用度较高。

因此，本例选择综合式拉削。

2.3选择刀齿几何参数按《金属切削刀具设计简明手册》表4-2、表4-3选择，得工件材料为合金结构钢，拉刀刀齿前角10o γ=︒，粗切齿11230,0.1o a b mm α+︒'=︒≤；精切齿3012,(0.1~0.2)o a b mm α'︒+==；校准齿3011,(0.2~0.3)o a b mm α'︒+==。

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。

图书基本信息书名：<<金属切削刀具设计手册>>13位ISBN编号：978711123907910位ISBN编号：7111239075出版时间：2008-1出版时间：机械工业出版社作者：袁哲俊，刘华明页数：1044字数：2790000版权说明：本站所提供下载的PDF图书仅提供预览和简介，请支持正版图书。

更多资源请访问：前言 我国的刀具制造业已有较长的历史，改革开放以来，特别是近几年随着我国机械制造业的蓬勃发展，刀具工业已发展到相当大的规模，不仅有数量较多的专业工具厂，而且大量的机械制造厂都在使用和生产刀具。

我国现在的生产总值和制造业规模，仅次于美国、日本，最近又超过了德国，已居世界第三位。

我国已是世界制造大国，机床拥有量世界第一，年消耗刀具近20亿美元。

提高切削技术、正确设计和选用先进高效精密刀具，能大大提高机械制造的生产率，提高产品质量，降低生产成本，对整个机械制造工业影响极大。

先进高效刀具是提高机械制造业水平和提高加工效率的最积极因素之一。

但是国内专门的刀具设计书还比较少，系统全面地介绍各种刀具设计的书更缺。

为解决刀具设计的急需，为从事刀具设计的工程技术人员提供一本实用的案头书，我们组织编写了本书。

本书系统全面地介绍了各种金属切削刀具的结构及其设计，包括普通刀具和复杂刀具的设计。

全书共分16章，介绍了刀具的共同问题：刀具几何参数的定义和刀具材料；普通刀具部分介绍了车刀、孔加工刀具、锐刀和螺纹刀具；复杂刀具部分介绍了拉刀、数控刀具、齿轮刀具和加工非渐开线齿形工件的刀具。

对常用的标准刀具，扼要地介绍了刀具的结构特点和设计方法。

对非标准刀具和一些参考资料中叙述较少的先进高效刀具，则较详细地介绍了它们的设计方法。

本书编写取材，尽量采用经过生产实际检验过的资料，同时也适当注意国内外刀具技术的新发展。

书中除附有大量的图表、数据、标准资料、部分刀具合理正确使用的经验资料和技术要求外，对不少刀具列有详细的设计计算步骤，并附有设计示例和工作图。

一、数控车床的刀具夹具及量具1.数控车床的刀具在数控机床加工中，产品质量和劳动生产率在相当大的程度上是受到刀具的制约。

虽大多数车刀和铣刀等与一般加工所采纳的刀具差不多相同，但对一些工艺难度较大的零件，其刀具特不是刀具切削部分的几何参数，尚需作专门处理，才能满足加工要求。

1.1 数控加工对刀具的要求1.1.1对刀具性能的要求（1）强度高为适应刀具在粗加工或对高硬度材料的零件加工时，能大切深和快走刀，要求刀具必须具有专门高的强度；关于刀杆细长的刀具(如深孔车刀)，还应具有较好的抗震性能。

（2）精度高为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具及其刀夹都必须具有较高的精度。

如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度高达0．005mm 等。

（3）切削速度和进给速度高为提高生产效率并适应一些专门加工的需要，刀具应能满足高切削速度或进给速度的要求。

如采纳聚晶金刚石复合车刀加工玻璃或碳纤维复合材料时，其切削速度高达100m／min以上；日本UHSl0型数控铣床的主轴转速高达100000r／min，进给速度高达15m／min。

（4）可靠性好要保证数控加工中可不能因发生刀具意外损坏及潜在缺陷而阻碍到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有专门好的可靠性和较强的适应性。

（5）耐用度高刀具在切削过程中的不断磨损，会造成加工尺寸的变化，伴随刀具的磨损，还会因刀刃(或刀尖)变钝，使切削阻力增大，既会使被加工零件的表面精度大大下降，同时还会加剧刀具磨损，形成恶性循环。

因此，数控加工中的刀具，不论在粗加工、精加工或专门加工中，都应具有比一般机床加工所用刀具更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀的次数，从而保证零件的加工质量，提高生产效率。

耐用度高的刀具，至少应完成l一2个大型零件的加工，能完成l一2个班次以上的加工则更好。

（6）断屑及排屑性能好有效地进行断屑及排屑的性能，对保证数控机床顺利、安全地运行具有特不重要的意义。

湖南工学院金属切屑刀具课程设计说明书题目圆体成形车刀、棱体成形车刀和圆拉刀的设计专业级班姓名学号指导老师职称圆体成形车刀设计设计说明及计算备注设计课题：工件如下图所示，材料为ζb=0.65GPa碳钢棒料，成形表面粗糙度为Ra3.2um，在C1336型单轴自动车床上加工。

要求设计圆体成形车刀。

设计步骤如下：1) 选择刀具材料查高速钢牌号及用途表，选用普通高速钢W18Cr4V制造。

2) 选择前角γf及后角αf根据材料的力学性能，查成形车刀的前角和后角表得：γf=10°，αf=12°。

3）画出刀具廓形（包括附加刃）计算图如下取k r=20°，a=2mm，b=1.5mm，c=5mm，d=1mm。

标出工作廓形各组成点1-12。

以0-0线（通过9-10段切削刃）为基准（以便于对刀），计算出1-12各点处的计算半径r jx（为避免尺寸偏差值对计算准确性的影响，故常采用计算尺寸、计算半径、计算长度和计算角度来计算）：a、b、c、d ------ 成形车刀的附加刀刃；a ------ 为避免切削刃转角处过尖而设的附加刀刃宽度，常取为0.5—3mm；b ------ 为考虑工件端面的精加工和倒角而设的附加刀刃宽度，其数值应大于端面精加工余量和倒角宽度。

为使该段刀刃在主剖面内有一定后角，常做成偏角k r=15°--45°，b值取为1—3mm；如工件有倒角，k r值应等于倒角角度值，b值比倒角宽度大1—1.5mm；c ------ 为保证后续切断工序顺利进行而设的预切槽刀刃宽度，c值常取3—8mm；d ------ 为保证成形车刀刃延长到工件毛坯表面之外而设的附加刀刃宽度，常取d=0.5—2mm。

高速钢牌号及用途表出自金属切削刀具设计简明手册第113页附表5。

注：在本课程设计中本书后面简称刀具设计手册。

成形车刀前角和后角表见刀具设计手册第28页表2-4。

r jx=基本半径±(半径公差/2) r j1=22.64/2mm=11.32mmr j2=28/2mm=14mmr j4=25/2mm=12.5mm再以1点为基准点，计算出计算长度l jxl j2=10mml j3=20mml j4=27mml j5=35mm4) 计算切削刃总宽度Lc ，并校验Lc/d min 之值 Lc=lj5+a+b+c+d=35+2+1.5+5+1=44.5mm d min =2×rj1=2×11.32=22.64mm 则5.29655.164.225.44min <==mmmmd L c ，允许。

刀具课程设计系别:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级: 11卓越姓名:曾世琛学号:201117160324完成时间: 2014.12目录1.设计任务 (2)2.设计要点 (2)3.选择刀具材料 (3)4.刀具结构和切削参数确定 (3)5. 设计体会 (4)6. 画出刀具工作图 (5)1.设计任务工件材料为HT200，HB=170～200，要求设计一复合刀具加工后侧面孔，钻、铰后侧面孔至φ6H9，保证粗糙度1.62.设计要点1）强度和刚度：由于刀具是复合的，若用两种刀具对两个表面同时进行加工，则作用在刀具上的切削力扭矩就较大，若对一个孔按先后顺序加工，则刀具必然较长，悬伸量大。

所以复合刀具的强度和韧性问题复杂。

2）结构形式：从刀具强度刚度，加工精度以及是否刃磨考虑。

整体式结构的强度刚度好，位置精度和同心度高，但整体式刃磨困难，装配式没有这个缺点，但是由于增加了结合面和紧固件，当刀具结构受限制时，会影响加工精度。

3）材料选用：复合刀具受孔径限制。

比较细长，负荷较大，选材应有较高的强度。

并选择切削性好的材料。

4）切削用量：考虑各个刀具特点，即切削用量按限制性刀具选择。

5）切屑排除：排屑问题对复合刀具影响大，因为同时工作的刀齿较多，会切下很多的切屑。

要有足够的容屑空间。

6）刀具长度：工作行程长度由其中较大的那一层箱体壁厚确定。

7）刀具导向：保证刀具加工时与工件的相对位置稳定，增加刀具系统的刚性和加工精度。

3.选择刀具材料刀具的结构采用为整体式, 因此需要根据加工材料的性质、生产特点、切削特点选择合适的刀具材料。

钻孔部分主要完成粗加工, 切削深度较大, 刀具承受的切削力较大, 切削速度较低, 因此宜选用强度较高, 抗冲击性和抗振性能及耐磨性较好的刀具材料; 铰孔部分主要完成精加工, 是稳定尺寸部分, 刀刃处的切削速度相对钻削更高, 切削深度较小, 因此宜选用耐磨性和耐热性较好的刀具材料。

基于以上原因, 刀柄材料与刀具切削部分都采用普通高速钢W18Cr4V。

金属切削原理与刀具课程设计说明书学校：班级：姓名：学号：指导老师:2011年月日目录：一、车刀种类（测绘车刀属于哪种车刀）…………………二、车刀组成…………………………………………………三、正交平面参考系…………………………………………（一）、基面………………………………………………（二）、切削平面…………………………………………（三）、正交平面…………………………………………四、正交平面参考系，车刀标注角度的测绘………………（一）、前角测绘…………………………………………（二）、后角测绘…………………………………………（三）、主偏角测绘………………………………………（四）、刃倾角测绘………………………………………（五）、副偏角测绘………………………………………（六）、副后角测绘………………………………………五、车刀示意图……………………………………………六、结论……………………………………………………一、车刀的种类（一）车刀的种类车刀的种类很多。

车刀按用途可分外圆车刀，端面车刀，切断车刀，内孔车刀和螺纹车刀等；按结构可分为整体式、焊接式、机夹式、可转位式。

（二）常用的车刀的种类（a）90°车刀（偏刀）（b）45°车刀(弯头车刀) （c）切断刀（d）镗孔刀（e）成形车刀（f）螺纹车刀（g）硬质合金不重磨车刀1 一般使用之车刀尖型式有下列几种：(1) 粗车刀：主要是用来切削大量且多余部份使工作物直径接近需要的尺寸。

粗车时表面光度不重要，因此车刀尖可研磨成尖锐的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圆度以避免断裂。

(2) 精车刀：此刀刃可用油石砺光，以便车出非常圆滑的表面光度，一般来说精车刀之圆鼻比粗车刀大。

(3) 圆鼻车刀：可适用许多不同型式的工作是属于常用车刀，磨平顶面时可左右车削也可用来车削黄铜。

此车刀也可在肩角上形成圆弧面，也可当精车刀来使用。

(4) 切断车刀：只用端部切削工作物，此车刀可用来切断材料及车度沟槽。