矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计说明书

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1、中北大学课程设计说明书1 中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名：赵文强学 号：0602014117 学院：机械工程与自动化学院专业：机械设计制造及其自动化题目：矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计指导教师：庞学慧职称 : 教授 指导教师：武文革职称 : 教授2009年 6 月 3 日中北大学课程设计说明书2 中北大学课程设计任务书2008/2009 学年第2 学期学院：机械工程与自动化学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：赵文强学 号：0602014117课程设计题目：矩形花键拉刀及矩形花键铣刀设计起迄日期：6 月 4 日 6 月 12 日课程设计地点：工字楼指导教师：庞学慧、武文革系主任

2、：王彪下达任务书日期: 2009年 6 月 3 日中北大学课程设计说明书3 课 程 设 计 任 务 书1设计目的：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。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设

3、计要求等）：完成成形车刀、成形铣刀、拉刀其中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。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等：1刀具图纸2 张（ A1 或 A2，计算机绘制）2课程设计说明书1 份（打印， A4 纸不少

4、于20 页）中北大学课程设计说明书4 课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1刘华明主编金属切削刀具设计简明手册北京：机械工业出版社，1994.7 2乐兑谦主编金属切削刀具北京：国防工业出版社，1984.6 5设计成果形式及要求：1刀具工作图2 张（ A1 或 A2，计算机绘制）2课程设计说明书1 份（计算机打印，A4 纸不少于20 页）6工作计划及进度：2009 年 6 月 4 日消化资料、方案设计6月 6 日结构草图设计及校验计算6 月 8 日 6 月 10 日工作图设计6 月 11 日编写说明书6 月 12 日答辩系主任审查意见：签字：年月日中北大学课程设计说明书5 矩形花键拉刀 ,

5、 矩形花键铣刀的设计说明书目录引言 . 6 金属切削刀具课程设计的目的. 6 设计内容和要求. 7 矩形花键拉刀的设计. 7 原始数据 . 9 设计步骤 . 9 矩形花键铣刀的设计 14 原始数据 15 设计步骤 16 总结 19 致谢 20 参考文献 20 中北大学课程设计说明书6 引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。我的课程设计课题是矩形花键拉

6、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 AUTOCAD、PRO/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

7、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 . 0602014117 赵文强2009年 6 月 10日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。中北大学课程设计说

8、明书7 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。矩形花键拉刀的设计前 言拉 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

9、 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）中北大学课程设计说明书8 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

10、、 平 面 和 成 形 表 面 等 , 生 产 率 很 高 。 拉 刀 按 加工 表 面 部 位 的 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 ，

11、 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

12、式 和 综 合 轮 切 式 。 成 形式 拉 刀 各 刀 齿 的 廓 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 形中北大学课程设计说明书9

13、 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 。原始数据花键孔尺寸外径0 . 1 048D内径0.025 042d键宽倒角45cc=0.5mm错误！未找到引用源。键数n=8 拉削长度l=60mm 工件材料

14、45#钢硬度 HBS175 强度b =600Mpa 设计步骤1. 拉刀材料选择184WCr v2.加工顺序倒角圆孔花键3.选择切削的几何参数前脚016 18后脚（粗）1 03 ( 细) 30 02中北大学课程设计说明书10 （校）30 01（其它见图纸）4. 确定校准齿直径倒角不设校准齿 查表 347，花健齿、圆形齿的扩张量均为5m ，则花键齿校准齿和圆形齿校准齿 直径为48.10.00548.095hxdmm 42.0250.00542.02yxdmm 5. 计算倒角参数12bbf181b=9 ，1 1 maxsinb d19sin42.025=0.21416mm 190x=32.6339m

15、m =17.6953mm maxcos2xdM=21.0282mm min2cos2sinMbHOmin 2Bbtg HO错误！未找到引用源。0.190 ，min sinBBbd=42.810mm 2(0.3 0.6)Bdd=42.3mm 6. 计算拉削余量按表 41圆形的拉削余量为1，预制空的直径41mm 实际的拉削余量A =（42.025-41 ）mm=1.025mm 倒角余量dA =(42.3-41.00)mm=1.3mm 花键余量hA = 48.1-（42.3-0.1 ）mm=5.9mm 中北大学课程设计说明书11 7. 选择齿升量倒角齿：fda=0.1mm（槽拉刀和键槽拉刀栏）花键齿

16、：fha=0.07mm（矩形花键拉刀栏）圆形齿：fra=0.05mm（综合式拉刀栏）8. 设计容屑槽 I 齿距的计算按表 47 (1. 2 1. 5)tl( 1. 2 5 1. 5 )6 0t=9.6811.61 取t =11mm ( 0. 6 0. 8tt校错误！未找到引用源。ll 选择容屑槽按表 48 粗切齿用深槽， h=4.5 g=4 r=2.3 R=7 精切齿用基本槽 h精=4 g精=4 r精=2 R精=7 III 校核容屑条件查表 49 得容屑系数k=3.倒角齿升量大时，应校验之，应使满足1. 1 30. 0 76 03h=4.01mm h=4.5 校验合格IV 校验同时工作齿数1clZt60111ez=6，满足e3z8的校验条件9. 花键齿截形设计花键的键宽maxbB，精确到 0.001mmm a xm a xm i nh m a xbbhbhbBb其中，b为拉削扩张量（查表416 得b=0.005mm） ；b为拉刀键齿宽公差带，为保证键齿尺寸耐用度的提高，b