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1、中北大学课程设计说明书圆孔拉刀及矩形花键铣刀设计说明书目 录1.前言 1 2.绪论2 2.1刀具的发展3 2.2本课题研究的目的3 3.圆孔拉刀刀具设计 3.1前言4 3.2 圆孔式拉刀由非工作部分和工作部分组成 4 3.3原始条件4 3.4圆孔拉刀的参数选择和设计计算5 4.矩形花键铣刀的设计 11 4.1前言11 4.2原始条件11 4.3矩形花键铣刀参数选择和设计计算115.小结 166.致谢 167.参考文献 171前 言转眼间大学三年的学习就要结束了，一直都迷茫着不知道自己学到什么东西,马上就要走上社会走上工作岗位了,面对严峻的就业形势,我们感到前所未有的压力,然而我们也明白只有扎实
2、的掌握好自己所学专业的专业知识才能在经济萧条的大形势之下较好的生存,现在通过课程设计来初步的检验我们对专业知识的掌握程度,同时巩固和提高我们对所学知识的深层次理解。通过课程设计我们可以清晰明了的感受到在生产实践中有好多的知识是课本上学不来的，者就要求我们多联系实际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。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
3、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在这次课程设计任务中我的课程设计课题是圆孔拉刀,矩形花键铣刀的设计。在设计的这几天当中,我深感课本上的东西很浅甚至都不能满足我们做课程设计的需要，这就要求我们进图书馆上网来查阅有关资料并运用所学的专业或有关知识，比如金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD的运用。通过此次课程设计我可以完成对以往所有所学知识的梳理检验，同时有发现很多的不足和错误。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,设计时间也相对比较仓促,在设计
4、的过程中遇到一些技术和其它方面的问题，再加上我对知识掌握的程度，所以的设计作业还存在着很多不完善甚至是错误，希望老师给与批评和指正！! 编者2013年6月25日 2.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。随着工厂、企业技术
5、改造的深入开展，各行各业对先进刀具的需要量将会有大幅度的增长，这将有力地促进金属切削刀具的发展2.2本课题研究的目的课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是巩固学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验大学生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。通过本课题设计可以达到以下目的：1. 综合运用学过的专业理论知识，能独立分析和拟订某个刀具合理的工艺路线，具备设计中等复杂刀具零件的能力。2. 能根据被加工零件的技术要求，运用刀具设计的基本原理和方法，掌握一些专用刀具设计方法，完成刀具结构设计，提高刀具设计能力。3. 熟悉和学会使用各种手册，
6、能善于使用网络搜寻一些设计的相关资料，掌握一定的工艺制订的方法和技巧。4. 进一步提高计算机操作的基本技能CAD及Pro/engineer软件应用能力(造型设计与自动编程)仿真模拟软件的应用。3.圆孔拉刀刀具设计3.1.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。圆孔拉刀一般用来加工24级精度的孔。圆孔拉刀按受力方式不同，可分为拉刀和推刀。圆孔拉刀可设计为普通拉削方式、轮切式和
7、综合轮切式的结构。此设计选用了综合轮切式圆孔拉刀。3.2圆孔式拉刀由非工作部分和工作部分组成3.2.1非工作部分包括以下几部分：（1）柄部 图(一） 拉刀柄部 供拉床夹头夹住以传递动力。其直径应比拉削前的孔径小。柄部形状如图（一）。（2）颈部 连接柄部与其后各部分。（3）过渡锥 使拉刀容易进入工件孔中，起对准中心的作用。（4）前导部 起导向和定心作用，防止拉刀歪斜，并可检查拉削前孔径是否太小，以免拉刀第一齿负荷太大而损坏。其直径d4应等于拉削前前孔的最小直径dmin，长度一般等于拉削孔的长度，但不小于40mm。（5）后导部 保持拉刀最后的正确位置，防止拉刀即将离开工件时，工件下垂而损坏已加工表
8、面。其直径等于拉削后孔的最小直径dmin，长度等于（0.5-0.7）l0,但不小于20mm。 （6）支托部 防止长而重的拉刀自重下垂，影响加工质量和损坏刀齿。2、2工作部分由粗切齿、过渡齿、精切齿和校准齿组成。3.3原始条件 图（二） 被加工零件如图二.所示，工件材料为：可锻铸铁KTZ55004；硬度HBS185 ；强度b =550Mpa。 3.4圆孔拉刀的参数选择和设计计算3.4.1选择拉刀材料及热处理强度 根据金属切削原理及刀具15.4.3节内容，选W6Mo5Cr4V2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;柄部 45-58HR
9、C。 3.4.2确定拉削方式 综合式拉刀较短，而且综合式拉削集中了分块拉削和分层拉削各自的优点，既保持了较高的生产效率又能获得较好的表面质量且拉刀耐用度高。因此，选择综合式拉削。3.4.3确定拉削余量、计算余量 拉削前预制孔为钻孔，查表15-1可知切削余量 =（0.005*30+0.15）mm=0.232mm 按GB1439-78锥柄长麻花钻取29mm的钻头。这样，实际拉削余量为 A=dox-dwmin=30.021-29=1.021mm3.4.4选取齿升量 查表15-4可知，我们先取粗切齿的齿升量0.05mm3.4.5选择刀齿几何参数 根据工件材料硬度180HBS，查表15-5得：刀具前角=
10、10，精切齿与校准齿 查表15-6可知：刀具后角 ：粗切齿ao=3.5 刃带宽度：ba1=0.1 精切齿ao=2.5 ba1=0.15 校准齿 ao=1.5 ba1=0.25 3.4.6计算齿距 粗切齿与过度齿齿距： 取标准值为： P=8mm 精切齿与校准齿齿距： 取 3.4.7 选取容屑槽形状 选取曲线齿背的槽形，粗切齿和过度齿取深槽，h=3mm；精切校准齿齿距取基本槽，h=2.5mm ，查4-10得加工铸铁时容屑系数K=2.3，则mm显然，容屑条件校验合格。3.4.8检验同时工作齿数 照表15-7计算，l/p=30/8=3.75， 满足了同时工作齿数38为宜的条件，校验合格确定分屑槽参数。
11、3.4.9确定分屑槽参数 查表4-13当domin=29mm槽数，槽宽 切削宽 因，可使拉削表面质量较好，前后刀齿重叠拉削而无空隙。3.4.10选择拉刀前柄 按表4-18，选用型-A无周向定位面的圆柱形前柄，取，卡爪处底径。3.4.11校验拉刀强度 按指导手册表4-20，4-21，4-22计算最大拉削力，根据综合式拉削特点，拉削厚度 查表4-23可知 查表4-22可知 =42.91KN 拉刀最小断面为前柄卡爪底部，其面积为346.36 危险断面部位的拉应力为= 按表4-26圆拉刀许用应力，显然，拉刀强度校验合格。3.4.12确定拉刀齿数和每齿直径尺寸取过度齿与精确齿齿升量递减为：0.040，0
12、.035，0.030，0.020，0.015，0.010.，0.005,0.005共切除余量为=0.32mm 其中，前3齿齿升量大于，可属于过渡齿，后5齿齿升量较小，属精切齿。粗切齿齿数按下式计算后取整为 粗切齿过渡齿、精切齿共切除余量(8-1)x2x0.05+0.32mm=1.020mm,正好满足切削余量，齿升量设置完成。 按表4-15取校准齿6个，其直径尺寸mm。这样，拉刀总齿数为。下图中按齿号列出了各齿直径尺寸及其公差： 表（一）齿号齿型基本尺寸D（mm）尺寸公差1粗切齿29.000+0.015-0.015229.100329.200429.300529.400629.500729.600829.7009 过渡齿29.7800-0.0091029.8501129.91012 精切齿29.9500-0.0071329.9801430.0001530.010 1630.02017校准齿30.0200-0.0071830.0201930.0202030.0202130.0202230.0203.4.13设计拉刀其他部分 根据指导手册，选择拉床L6120，按表4-20：前柄 mm; 过渡锥
