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1、中北大学课程设计说明书矩形花键拉刀、矩形花键铣刀的设计说明书目 录 前言20.总概30.1刀具的发展30.2本课题的研究目的31.矩形花键拉刀的设计绪论31.1概述32.矩形花键拉刀的设计52.1 原始条件52.2 设计步骤53.矩形花键铣刀的设计绪论153.1概述154.矩形花键铣刀的设计154.1 原始条件154.2 设计步骤16总结20致谢21参考文献22前 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
2、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AUTOCAD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,在我设计的过程中会遇到一些技术和专业知识及其它方面的问题，再加上我对知识掌握的程度，所以设计中我的设计会有一些不尽如人意的地方,
3、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指正,不胜感激之至。 0、总概0.1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
4、，这将有力地促进金属切削刀具的发展。0.2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，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
5、方法和技巧。4. 进一步提高计算机操作的基本技能AutoCAD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。1、矩形花键拉刀的设计绪论1.1概述拉刀是一种高生产率的刀具，可以用来加工各种形状的通孔、直槽、螺旋槽以及直线或曲线外表面，广泛的用于大量和成批生产中。 拉刀的种类如图（1） 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。拉刀按加工表面部位的
6、不同，分为内拉刀和外拉刀；按工作时受力方式的不同，分为拉刀和推刀。推刀常用于校准热处理后的型孔。 拉刀的种类虽多，但结构组成都类似。如普通圆孔拉刀的结构组成为：柄部,用以夹持拉刀和传递动力;颈部，起连接作用；过渡锥，将拉刀前导部引入工件；前导部，起引导作用，防止拉刀歪斜；切削齿，完成切削工作，由粗切齿和精切齿组成；校准齿，起修光和校准作用，并作为精切齿的后备齿；后导部，用于支承工件，防止刀齿切离前因工件下垂而损坏加工表面和刀齿；后托柄，承托拉刀。 拉刀的结构和刀齿形状与拉削方式有关。拉削方式通常分为分层拉削和分块拉削两类。前者又分成形式和渐成式；后者又分轮切式和综合轮切式。成形式拉刀各刀齿的廓
7、形均与被加工表面的最终形状相似;渐成式拉刀的刀齿形状与工件形状不同,工件的形状是由各刀齿依次切削后逐渐形成。轮切式拉刀由多组刀齿组成，每组有几个直径相同的刀齿分别切去一层金属中的一段，各组刀齿轮换切去各层金属。综合轮切式拉刀的粗切齿采用轮切式，精切齿采用成形式。轮切式拉刀切削厚度较分层拉削的拉刀大得多，具有较高的生产率，但制造较难。 拉刀常用高速钢整体制造，也可做成组合式。硬质合金拉刀一般为组合式，因生产率高、寿命长，在汽车工业中常用于加工缸体和轴承盖等零件，但硬质合金拉刀制造困难。2、矩形花键拉刀的设计2.1 原始条件被加工零件如图1.所示，工件材料为：45钢；硬度HBS210；强度b =
8、600Mpa；工件长度L=65mm。图1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。销的花键代号及尺寸公差为花键孔尺寸外径 内径 键宽 倒角 键数 拉削长度 工件材料 45号钢，硬度HBS210，强度b =600Mpa2.2 设计步骤2.2.1 选择拉刀材料选用的高速钢；2.2.2 拟订拉削余量切除顺序和拉销方式拉削余量的切除顺序为：倒角小径键侧与大径，拉刀切削齿的顺序为：倒角齿花键齿圆形齿，实际采用分层拉销渐成式。脚标d，h，y表示倒角齿，花键齿和圆形齿；用c，g，j和x表示粗切，过渡，精切和校准齿；用w和n表示工件预制孔和拉削孔。2.2.3 选择切削
9、齿几何参数根据工件材料：45钢，HBS210，查表4-2可选择：拉刀前角，取。精切齿与校准齿倒棱前角。拉刀齿后角选择查表4-3：粗切齿 ，精切齿 ，校准齿 ，2.2.4 确定校准齿直径倒角齿不设校准齿。查表4-16知，花键齿的扩张量为，圆形齿的扩张量为5，则花键齿校准齿和圆形齿校准齿直径为： 2.2.5 计算倒角齿参数查表4-29知倒角值，由表4-28知棱面，为中间值倒角齿测量值： 中间值：倒角与键侧交点直径：拉刀倒角齿最大直径：2.2.6 计算拉削余量 查表4-1得：预制孔径为55mm，实际拉削余量： 倒角余量： 花键余量：2.2.7 选择齿升量 倒角齿：花键齿：圆形齿：2.2.8 设计容屑
10、槽 (1）齿距计算： (2）选择容屑槽：查表4-8采用曲线槽，粗切齿用深槽，精切齿用基本槽。(3）校验容屑条件：查表4-9取容屑系数，倒角齿升量最大时，应校验之，应使满足 因为h5，所以式满足，校验合格。(4）校验同时工作齿数：因为，即，满足的校验条件。图二：容屑槽1图三：容屑槽22.2.9 花键齿截形设计花键齿键宽按下式计算（精确到0.001mm）： 式中，为内花键键槽宽最大极限尺寸；为拉削扩张量(查表4-16得=0.005mm)； 为拉刀键齿宽制造公差带宽，为保证键齿尺寸耐用度高，应在制造条件允许范围内取小值，取0.010mm，则： 拉刀键齿侧面应制出的修光刃f，其下应磨出侧隙角，工厂常在
11、齿高为1.25mm及以下的刀齿上磨侧隙。2.2.10 确定分屑槽参数除校准齿和与其相邻的一个精切齿外，拉刀切削齿均磨制成三角形分屑槽。由于在每个圆形齿上都存在着不工作刃段，圆形齿段不必磨分屑槽。图四：分屑槽2.2.11 选择拉刀前柄查表4-17知选择型-A无周向定位面的圆柱形前柄，公称尺寸，卡爪底径，其余见图4-2。2.2.12 校验拉刀强度和拉床载荷通过计算分析，确定倒角齿拉削力最大，因而应计算倒角齿拉削力。经查表4-20，4-21，4-22可得： 拉刀最小截面积在卡槽底颈处，则拉应力为：，拉刀强度校验合格。拉床拉力为2000.8KN=160KN,比大，拉床载荷校验合格。2.2.13 确定拉
12、刀齿数及每齿直径(1）倒角齿齿数： ，取(2） 花键齿齿数：初拟花键过渡齿与精切齿的齿升量为0.04、0.03、0.02、0.01、0.005mm, 逐步递减，共切除余量，花键粗切齿齿数：取60齿，多切去了的余量，应减去0.0375mm的齿升量。因此，减去一个精切齿并将齿升量调整为0.04、0.03、0.015、0.0075mm，后2齿齿升量小于，为精切齿，前2齿则为过渡齿。(3）圆形齿齿数： 初拟方案与花键齿相同，即拟订切去余量，计算圆形粗切齿齿数为：取8齿，少切了的余量，需增加一个精切齿，其齿升量为0.0075mm，这样，圆形齿段具有粗齿8个，过渡齿3个，精切齿3个。(4）校准部切齿：倒角
13、齿不设校准齿,查表4-14得：花键校准齿齿数：圆形校准齿齿数： (5）各齿直径：各齿直径见下表：齿型齿号直径基本尺寸齿升量直径尺寸公差齿型齿号直径基本尺寸齿升量直径尺寸公差倒角齿粗切齿155.1300.0650.025花键齿粗切齿2958.1950.060.015255.2603058.315355.3903158.435455.5203258.555555.6503358.675655.7803458.795755.9103558.915856.0403659.035956.1703759.1551056.3003859.2751156.4303959.3951256.5604059.5151356.6904159.6351456.8204259.7551556.9504359.8751657.0804459.9951757.2104560.1151857.3404660.235195
