機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)畢業(yè)論文-三角花鍵拉刀的設(shè)計(jì)與工藝

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　三角花鍵拉刀的設(shè)計(jì)與工藝</p><p><b>　　誠(chéng)信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完

2、成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 三角花鍵拉刀的設(shè)計(jì)與工藝

3、 </p><p>　　1．設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：設(shè)計(jì)加工三角花鍵拉刀，繪制三角花鍵拉刀的圖紙，并編制三角花鍵拉刀的加工工藝規(guī)程。</p><p>　　目標(biāo)：1.通過本次設(shè)計(jì)了解三角花鍵拉刀的結(jié)構(gòu)型式;</p><p>　　2.了解拉刀各部分尺寸的計(jì)算方法；</p>&l

4、t;p>　　3.三角花鍵拉刀各種切削角度的選取原則。</p><p>　　4.通過工藝規(guī)程的編制，學(xué)習(xí)三角花鍵拉刀的完整加工過程，掌握工藝規(guī)程的編寫要求，真正理解工藝規(guī)程在實(shí)際加工中的作用和重要性。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容</p><p>　　要求：繪制的圖紙符合機(jī)械制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并做到內(nèi)容完整、準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)的工藝既要切合實(shí)際又要保證產(chǎn)品的

5、精度要求，還要符合經(jīng)濟(jì)性的要求。</p><p>　　內(nèi)容：設(shè)計(jì)并繪制三角花鍵拉刀的圖紙，編制三角花鍵拉刀的加工工藝規(guī)程，并編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。</p><p><b>　　3．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 王啟仲.拉刀設(shè)計(jì)應(yīng)用[M]。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010年4月</p><p>　　2. 袁哲俊

6、，劉華明.刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1999年6月</p><p>　　3. 樓希翱，薄化川,拉刀設(shè)計(jì)與使用[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，1990年10月</p><p>　　4. 劉華明.金屬切削刀具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005年7月</p><p>　　5. 樂兌謙. 金屬切削刀具（第二版）[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社

7、，2001年6月</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p>　　審核人： 年 月 日</p><p>　　三角花鍵拉刀的設(shè)計(jì)與工藝</p><p>　　摘 要：切屑部分是拉刀的主要部分，他決定著拉削生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量。設(shè)計(jì)切削部分時(shí)要解決下列任

8、務(wù)：選擇拉削方式，確定拉削余量，選擇前角、后角及齒升量，確定齒距及容屑槽的形狀，選擇分屑槽數(shù)量和尺寸等。在汽車制造行業(yè)，三角花鍵拉刀在生產(chǎn)應(yīng)用中較為廣泛，但在設(shè)計(jì)上沒有新改進(jìn)。隨著產(chǎn)品質(zhì)量提高，有必要對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。按常規(guī)設(shè)計(jì)的三角花鍵拉刀，在加工過程中存在的主要問題是：拉刀幾乎沒有側(cè)后角，致使拉刀在很不利的條件下進(jìn)行切屑，會(huì)在拉刀后段齒上產(chǎn)生“冷焊層”，會(huì)直接損壞被加工鍵槽的表面，造成工件表面質(zhì)量降低，也增大了切削力，加快了刀具的磨

9、損，大大降低了拉刀壽命。特別是拉削塑性較大的金屬材料時(shí)，常規(guī)的三角花鍵拉刀就很難加工了，微量減少拉刀齒側(cè)面與花鍵槽之間的摩擦，在制造拉刀磨齒形時(shí)將機(jī)床后頂尖抬高（一般抬高0.02~0.04mm）。</p><p>　　關(guān)鍵詞：切屑方式，前角，后角，容屑槽，冷焊層，拉刀壽命</p><p>　　The design and technology of the triangular splin

10、e broach</p><p>　　Abstract：Chip part is the main part of the broach, he decides the broaching productivity and machining surface quality. Cutting part design to solve the following tasks: choose broaching, d

11、etermine the broaching allowance, choose the rake Angle, Angle and the tooth after amount, to determine the pitch and the shape of the chip groove, select points crumbs slot number and size, etc. In the automobile manufa

12、cturing industry, triangular spline broach which has been widely applied in production, but</p><p>　　Keywords: After chip, rake Angle, Angle, capacity chip groove, cold welding layer, broach life</p>

13、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　1.1本課題研究的目的2</p><p>　　1.2 選擇刀具的類型2</p><p>　　2 三角花鍵拉刀的設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1

14、三角花鍵拉刀的設(shè)計(jì)參數(shù)3</p><p>　　2.1.1 刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)及各部分功用3</p><p>　　2.1.2 三角花鍵拉刀具體幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)和選擇（注：此處未標(biāo)單位均以mm表示）4</p><p>　　2.2 三角花鍵拉刀在制造中及制造后存在的相關(guān)注意事項(xiàng)11</p><p>　　2.2.1 拉削表面常見的缺陷和解決方

15、法11</p><p>　　2.2.2拉削過程中出現(xiàn)的問題與解決方法13</p><p>　　2. 2.3 拉刀壽命降低的問題及改進(jìn)：14</p><p>　　3三角花鍵拉刀的工序過程16</p><p><b>　　總結(jié)18</b></p><p><b>　　致謝19&

16、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　改革開放以來，機(jī)械行業(yè)從引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)中得到了進(jìn)一步的發(fā)展。大量先進(jìn)現(xiàn)代化制造業(yè)的數(shù)控機(jī)床、加工中心等設(shè)備，使用高精度的新型復(fù)合涂層材料的數(shù)控刀具，采用信息技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量管

17、理。但知道目前國(guó)內(nèi)刀具技術(shù)的整體發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國(guó)家仍然有較大差距。而近年來國(guó)內(nèi)工具廠通過不斷努力進(jìn)行技術(shù)改造，刀具設(shè)計(jì)制造水平已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，在某些領(lǐng)域和產(chǎn)品品種已經(jīng)接近或達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，具有了一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)內(nèi)工具廠行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，為了抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)工具制造廠必須進(jìn)一步加大技術(shù)改造，盡快提到自身發(fā)展水平，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，通過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)求生存，圖發(fā)展。</p><p>　　在這個(gè)飛速發(fā)

18、展的21世紀(jì)，機(jī)械及其產(chǎn)品的國(guó)際影響及競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)開始演變的愈來愈激烈了，由于這個(gè)原因，設(shè)計(jì)機(jī)器的相關(guān)各個(gè)零件都無法離開我們的機(jī)械刀具，并且由于現(xiàn)代的一些機(jī)器的工作原理，結(jié)構(gòu)的組成，設(shè)計(jì)思維方式等已不同于許多傳統(tǒng)的機(jī)器，并且機(jī)械的零件的設(shè)計(jì)已經(jīng)無法離開我們熟知的刀具。因此，可想而知，刀具的設(shè)計(jì)理論其實(shí)就是思想的創(chuàng)新改變，創(chuàng)新理念便由此而應(yīng)運(yùn)而生。這便要求我們需要對(duì)刀具要開始進(jìn)行不斷的創(chuàng)新改革，努力提升并完善產(chǎn)品的各個(gè)方面的質(zhì)量，改進(jìn)和完善其

19、機(jī)械刀具的相關(guān)各個(gè)方面的性能，以便能夠滿足多變市場(chǎng)的全方面的苛刻的需要。</p><p>　　刀具及其產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計(jì)大致可以分為兩部分：即刀具產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)(Conceptual Design)和刀具產(chǎn)品的理論構(gòu)型設(shè)計(jì)(Configuration Design)。刀具的概念設(shè)計(jì)大致是決定的是刀具現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量的水平的優(yōu)劣，性能水平的高低和經(jīng)濟(jì)效益整體成功與否的最為關(guān)鍵性的一個(gè)步驟。刀具的設(shè)計(jì)的最重要也是其首要的任務(wù)

20、，應(yīng)該是進(jìn)行刀具的整體性的方案的構(gòu)思，及其刀具的相關(guān)類型，相關(guān)的尺寸和其一些基本的角度。</p><p>　　我國(guó)自從1949年以來，不僅國(guó)家建立了專門的研究機(jī)構(gòu)，各個(gè)高校也展開了相關(guān)的研究工作，并取得了很客觀的成果。我國(guó)的切削速度已經(jīng)從碳素工具鋼刀具的10m/min提高到了硬質(zhì)合金刀具的100m/min以上，高速切屑磨削，強(qiáng)力切屑磨削以及先進(jìn)刀具磨具也得到了推廣。</p><p>　　我

21、們堅(jiān)信，隨著機(jī)床的數(shù)控化、柔性化與智能化，切屑磨削加工的高速化。高精度化與自動(dòng)化，切屑機(jī)理及切屑技術(shù)的研究必將伴隨材料科學(xué)、人工智能科學(xué)的發(fā)展及信息化、自動(dòng)化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)的改造日記取得豐碩的成果。</p><p>　　1.1本課題研究的目的</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是每個(gè)工科大學(xué)生最后必須經(jīng)歷的環(huán)節(jié)，不僅是驗(yàn)證在校學(xué)習(xí)過的理論知識(shí)的一個(gè)機(jī)會(huì)，更能讓我們把學(xué)校的理論和實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合

22、在一起，很好的鍛煉了我們的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，是一次很寶貴的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。首先，本次設(shè)計(jì)需要做的CAD圖，就需要我們熟悉相關(guān)的三維建模軟件及其相關(guān)應(yīng)用。并且的設(shè)計(jì)過程中需要不斷的搜集相關(guān)的知識(shí)，不僅需要翻以前學(xué)習(xí)的課本，還需要在圖書館，網(wǎng)上手機(jī)相關(guān)的知識(shí)，更加豐富了我們的相關(guān)理論概念。其次需要根據(jù)一些被加工的零件的相關(guān)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，能夠綜合地運(yùn)用刀具設(shè)計(jì)的基本原理及其方法，掌握一些專用刀具設(shè)計(jì)方法。還有就是在設(shè)計(jì)過程中，需要跟知道老師在工

23、廠中實(shí)際參觀，讓我們的理論能很好的在結(jié)合在實(shí)際加工生產(chǎn)中。</p><p>　　1.2 選擇刀具的類型</p><p>　　對(duì)每種工件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，必須選擇合適的刀具類型。事實(shí)上，對(duì)同一工件，進(jìn)場(chǎng)可以用幾種不同的刀具加工出來。采用不同類型的刀具對(duì)加工生產(chǎn)率和精度都要很大的影響。通過總結(jié)很多的高生產(chǎn)率的刀具就能發(fā)現(xiàn)，在刀具參加切削的刀刃長(zhǎng)度能增加的話就可以很有效的提高生產(chǎn)效率。</

24、p><p>　　刀具材料選擇是否得當(dāng)會(huì)對(duì)刀具的生產(chǎn)率有很大的影響。因?yàn)橛操|(zhì)合金鋼會(huì)比高速鋼還有其他的工具鋼生產(chǎn)率要高，多以在可以用硬質(zhì)合金的情況下精良使用。憂郁但是，目前的硬質(zhì)合金鋼還是有很多缺陷的，比如脆性大，很難加工等，所以，現(xiàn)在的許多復(fù)雜刀具還是應(yīng)用高速鋼。</p><p>　　拉刀的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)也貴，因此，需要選用較為耐磨的刀具材料，以提高耐用度，考慮到還應(yīng)該有較好的工藝性能，根據(jù)《

25、刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表29，選擇高速工具鋼，其應(yīng)用范圍用于各種刀具，特別是形狀較為復(fù)雜的刀具。根據(jù)表30，選擇W18Cr4V。</p><p>　　2 三角花鍵拉刀的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 三角花鍵拉刀的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　理論外徑：De′=32.370</p><p>　　實(shí)際外徑：De=32.050+0.05

26、0</p><p>　　分圓直徑：df=31.277</p><p>　　實(shí)際內(nèi)徑：Df=30.470+0.05 0</p><p>　　理論內(nèi)徑：Df′=30.184</p><p>　　齒形半角：Φ=45°</p><p><b>　　齒數(shù)：z=48</b></p>

27、<p>　　預(yù)加工孔徑：Do=30.470+0.05 0</p><p>　　拉削長(zhǎng)度：l0=40</p><p><b>　　工件材料：40Cr</b></p><p>　　工件硬度：HB217-255</p><p>　　拉床型號(hào)：L6120</p><p>　　2.1.1

28、刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)及各部分功用</p><p>　　(1) 拉刀基本機(jī)構(gòu)如圖： </p><p>　　(2) 各部分功用：</p><p>　?、俦浚和ㄟ^夾持拉刀，可以傳遞整體動(dòng)力。</p><p>　?、陬i部：鏈接柄部和后面的部位，直徑輪廓與柄部大小相同或略小一 點(diǎn)（注：拉刀材料及規(guī)格等信息，一般標(biāo)記在頸部處）。</p&g

29、t;<p>　?、圻^渡錐部：頸部與前導(dǎo)部之間起過渡作用的部位，可以使拉刀更輕松的進(jìn)入工件的孔。</p><p>　?、芮皩?dǎo)部：引導(dǎo)拉刀的切削部進(jìn)入工件中。</p><p>　?、萸邢鞑浚喊^渡齒和粗、精切齒，承擔(dān)切除任務(wù)</p><p>　　⑥校準(zhǔn)齒：提高工件表面整潔度及精密度，其刮光、校準(zhǔn)作用同事承擔(dān)切削部的后備。</p><p

30、>　　⑦后導(dǎo)部：避免在三角花鍵拉刀即將離開工件時(shí)因工件下垂等原因而損壞工件已加工表面及刀齒，同時(shí)也保持拉刀與工件的最后相對(duì)位置。</p><p>　?、辔膊浚褐稳腔ㄦI拉刀保證其不下垂，此部位多用于大而且長(zhǎng)的拉刀。</p><p>　　(3) 拉刀刀齒結(jié)構(gòu)</p><p>　　①前刀面：切削流出的表面。</p><p>　　②后刀面

31、：最終形成的已加工的表面</p><p>　?、鄹焙蟮睹妫糊X上和已加工表面相對(duì)的面，分屑槽兩側(cè)面。</p><p>　?、苋袔В阂簿褪堑谝缓蟮睹?，是主切削刃和后刀面之間的后角為零的 窄面，具有穩(wěn)定的拉削過程，可以防止拉刀擺尾。</p><p>　?、葜髑邢魅校呵昂蟮睹娴慕痪€。</p><p>　?、薷鼻邢魅校呵暗睹婧透焙蟮睹娴慕痪€。<

32、/p><p>　　⑦過渡刃：可以減緩刀劍的磨損。</p><p>　　⑧容屑槽：可以使切削很好的卷曲，并且能更好的容納切削。</p><p>　?、岱中疾郏嚎梢詼p小切削的寬度，減小切削產(chǎn)生的卷曲阻力，方便切削能夠容納在容屑槽內(nèi)。</p><p>　?、恺X背：容屑槽中靠近后刀面的部分。</p><p>　　2.1.2 三角

33、花鍵拉刀具體幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)和選擇（注：此處未標(biāo)單位均以mm表示）</p><p>　　(1) 刀具材料：W18Cr4V 柄部：40Cr</p><p>　　通過參照《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表1·1-7和表1·1-8可以得到拉削前角Υ=10°±2° 后角α=2°30′±30′；αz=1°30′±1

34、5′ 寬度f(wàn)=0.05；fz=0.2-0.3</p><p>　　前角Υ是根據(jù)被加工材料的本身性質(zhì)選取的，強(qiáng)度高或者硬度高的材料，應(yīng)該選取的前角較??；反之，前角應(yīng)該選取的較大。前角的偏差參考《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表1·1-7，取為±2°。</p><p>　　后角α是根據(jù)拉刀的類型和被加工工件所需要的精度來決定。想要減少拉刀與工件之間的相互摩擦并且提高刀具的

35、耐用度，就需要適當(dāng)?shù)脑龃蠛蠼恰５莾?nèi)拉刀上的后角如果太大的話，就會(huì)因此失去拉刀的精度，因?yàn)樵谘厍懊嬷啬r(shí)，拉刀的直徑會(huì)很快的變小。所以，內(nèi)拉刀的后角應(yīng)該比外拉刀選取的小一點(diǎn)，校準(zhǔn)齒的后角比切削齒選取的小一點(diǎn)。拉刀后角的偏差參考《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1·1-8，切削齒后角偏差取±30′，校準(zhǔn)齒后角偏差取±15′。</p><p>　　(2) 齒升量的選擇</p><

36、;p>　　通過參照《刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表6-10可以得到αf取0.04。</p><p>　　注：① 表面光潔度要求高的工件加工時(shí)，齒升量需要取小值</p><p>　?、趯?duì)于加工性差的工件材料，齒升量需要取小值</p><p>　　③截面小，強(qiáng)度較低的拉刀，齒升量需要取小值</p><p>　　④剛性較低的工件加工時(shí)，齒升量需要取小值&

37、lt;/p><p>　?、輿]有必要的話應(yīng)盡量不使用大于0.15-0.20的齒升量</p><p>　?、蕹斯ぜ纫筇貏e高或拉刀需要淹沒的很鋒利的時(shí)候，應(yīng)該盡量不使用</p><p>　　0.015mm的齒升量。</p><p>　　(3) 齒距和同時(shí)工作齒數(shù)</p><p>　　通過參照《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表1&

38、#183;1-13可得t=9 zi=5</p><p>　　(4) 拉刀剛度允許最大容屑槽深</p><p>　　通過參照《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表1·1-18可得hmax取6 </p><p>　　(5) 校驗(yàn)容屑系數(shù)</p><p>　　通過參照《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表1·1-14和表1·1-15 當(dāng)

39、t=9時(shí)</p><p>　　K=0.785h2 /SzL0≥Kmin ，計(jì)算精度為0.1，可以得到h=3.5，Kmin=3，</p><p>　　K=0.785×3.5×3.5/0.04×40=6，所以K>Kmin是允許的。</p><p>　　(6) 容屑槽的尺寸</p><p>　　通過參照《

40、復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表1·1-14可得h=3.5，Υ=1.8，g=3</p><p><b>　　(7) 柄部</b></p><p>　　通過參照《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表1·1-25可得D1=28-0.025 -0.085，l1=75，D′=22 0 -0.28</p><p>　　(8) 拉刀第一齒直徑(d1)&

41、lt;/p><p>　　d1=D0+2Sz，計(jì)算精度為0.01,</p><p>　　d1=30.47+2×0.04=30.55</p><p>　　(9) 拉刀齒形半角（β）</p><p>　　β=Φ-180°/z，計(jì)算精度為0.01°,</p><p>　　β=45°-180

42、°/48=41.25°</p><p>　　(10) 第一齒的壓力角（α1）</p><p>　　sinα1=De′sinβ/d1，計(jì)算精度為0.01°，</p><p>　　sinα1=32.370×sin41.25/30.55=0.6986260，α1=44.31687°</p><p>

43、;　　(11) 第一齒槽中心半角（ω1）</p><p>　　ω1=Φ-α1，計(jì)算精度為0.01°，</p><p>　　ω1=45°-44.31687°=0.683°</p><p>　　(12) 第一齒切削刃長(zhǎng)（B1）</p><p>　　B1=πd1/180（180°/z-ω1），計(jì)

44、算精度為0.01，</p><p><b>　　B1=1.64</b></p><p>　　(13) 拉刀強(qiáng)度校核</p><p>　　拉削時(shí)的切削力決定與很多因素，比如被加工材料的本身性質(zhì)，切削的厚度和切削的寬度、拉刀切削部分的幾何形狀、刀刃的磨鈍程度和冷卻液和潤(rùn)滑液的性質(zhì)等等。</p><p><b>　

45、　注：</b></p><p>　?、?拉刀的直徑較小時(shí)，因?yàn)榇阃感院?，[σ] 可以取值大一點(diǎn)；直徑較小時(shí)，[σ] 需要取較小值。</p><p>　?、谟肅r WM n合金鋼時(shí)，[σ] 應(yīng)該取的值較大，但是用45Cr（焊接柄部）的時(shí)候，[σ] 應(yīng)該選取較小值。 </p><p>　　第一齒槽底直徑 d′=D0-2h=30.47-

46、2×3.5=23.47</p><p>　　切削刃總長(zhǎng) ΣB=zB1=48×1.64=78.72</p><p>　　最大拉削力 Pmax=pΣBzi 通過參照《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》的表1·1-35可得</p><p>　　p=21.8公斤/毫米，所以，Pmax==21.8×78.72×5=8524公斤</p&

47、gt;<p>　　最小斷面拉應(yīng)力 σ=Pmax/Pmin，由柄部和第一齒槽的底直徑比較，危險(xiǎn)斷面處在地步，查表1·1-35和1·1-36，F(xiàn)min=380，對(duì)于40Cr[σ]=25公斤/毫米2</p><p>　　σ=8542/380=22.4公斤/毫米2，所以σ<[σ],所以合理</p><p>　　(14) 機(jī)床拉力校核[Q]</p>

48、;<p>　　[Q]=0.8[Qmax]=0.8×20=16噸，[Q]>Pmax ，所以合理</p><p>　　(15) 拉床校準(zhǔn)齒直徑（Dz）</p><p>　　Dz=Demax-δ，通過查表1·1-24,可得δ=0.005，計(jì)算精度為0.001，</p><p>　　Dz =32.100-0.005=32.095&l

49、t;/p><p>　　(16) 拉削余量（A0）</p><p>　　A0=Dz-D0=32.095-30.410=1.625</p><p>　　(17) 切削齒齒數(shù)（zq）</p><p>　　zq=A0/2Sz+（2～5）,取整數(shù)，</p><p>　　zq=1.625/2×0.04+2=22.31，取

50、zq=22</p><p>　　(18) 校準(zhǔn)齒齒數(shù)（zz）</p><p>　　通過查表1·6-23可得zz=6</p><p>　　(19) 切削部分長(zhǎng)度（Lq） </p><p>　　Lq=zqt=22×9=198</p><p>　　(20) 校準(zhǔn)部分長(zhǎng)度（Lz）</p>

51、<p>　　Lz=zzt=6×9=54</p><p><b>　　(21) 前導(dǎo)部</b></p><p>　　直徑 D3=D0=30.47+0.050 -0.85</p><p>　　長(zhǎng)度 l3=l0=40</p><p><b>　　(22) 后導(dǎo)部</b></

52、p><p>　　直徑 D4=D0=30.47+0.050 -0.080 </p><p>　　長(zhǎng)度 l4 通過參考《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1·1-30可得l4=30</p><p>　　(23) 柄部前段到第一齒的長(zhǎng)度</p><p><b>　　頸部直徑（D2）</b></p><p&

53、gt;　　通過參考《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1·1-25可得D2=27</p><p><b>　　頸部長(zhǎng)度（l2）</b></p><p>　　l2=b′+b′′，通過參考《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一章附錄可得b′=75，</p><p>　　b′′=35，所以l2=75+35=110</p><p>　　過渡錐長(zhǎng)度

54、l3′=20</p><p>　　柄部前端到第一齒長(zhǎng)度(L1′)</p><p>　　L1′≥l1+l2+l3′+l0，取整數(shù)，</p><p>　　L1′≥75+110+20+40=245，取L1′= 265</p><p>　　(24) 拉刀總長(zhǎng)（Lg）</p><p>　　Lg=L1′+Lq+Lz+l4，取整數(shù)

55、，</p><p>　　Lg=265+198+54+30=547，取L g = 550</p><p>　　(25) 工件分圓壓力角（αf）</p><p>　　sinαf=De′sinβ/df，取計(jì)算精度0.0001°，</p><p>　　sinαf = 32.370×sin41.25°=1.0349458

56、×0.6593458 = 0.6823872,可得αf=43.030047°</p><p>　　(26) 工件分圓弧齒槽寬（Sf）</p><p>　　Sf=dfεf，按照GB1145-74上面規(guī)定的相應(yīng)的模數(shù)弧齒寬公差，取計(jì)算精度為0.0001°，εf=31.277×0.0310677=0.97170，所以取Sf=0.972+0.130 -0.

57、060</p><p>　　(27) 工件分圓齒槽中心半角（εf）</p><p>　　εf = αf –β，取精度為0.0001°，</p><p>　　εf=43.030047°- 41.25°=1.780047°=0.0310677弧度</p><p>　　(28) 分圓周節(jié)（tf）</

58、p><p>　　tf = πm，去計(jì)算精度為0.001，</p><p>　　tf = πdf/z = π×31.277/48=20.47</p><p>　　(29) 刀具分圓弧齒厚（Sfg）</p><p>　　Sfg = Sfmax – δω，其中δw是齒槽的擴(kuò)張量，其值等于工件槽寬公差的三分之一，去計(jì)算精度為0.001，<

59、;/p><p>　　Sfg = 1.102 – 0.020 = 1.082</p><p>　　(30) 刀具分圓齒槽中心半角（ωf）</p><p>　　ωf = 57.29578（tf – Sfg）/df，取計(jì)算精度為0.0001°，</p><p>　　ωf = 57.29578×</p><p&g

60、t;　?。?.047 – 1.802）/31.277 = 1.7678°</p><p>　　(31) 量棒直徑（dl）</p><p>　　dl = df×sinωf÷cosΦ，取計(jì)算精度為0.001，</p><p>　　dl = 31.277×sin1.7678°÷cos45° = 31.

61、277×0.0308487÷0.7071068 = 1.365，所以取dl = 1.441</p><p>　　(32) 刀具分圓壓力角（αfg）</p><p>　　αfg = Φ-ωf，去計(jì)算精度為0.0001°，</p><p>　　αfg = 45°-1.7678° = 43.2322°</

62、p><p>　　(33) 每齒抬高量（δh）</p><p>　　按δh = 0.0015～0.0020選取，所以取δh = 0.0020</p><p>　　(34) 齒形修正齒槽半角（Φx）</p><p>　　ctgΦx = ctgΦ+[（sinΦ-sinαfg）÷（sinωfmin sinΦ）]×(δh

63、7;Sz)，偏差參考《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1·1-38,取計(jì)算精度為0.0001°</p><p>　　ctgΦx = ctg45°+[(sin45°-sin43.2322°)÷（sin1.7678°÷sin45°）]（0.0020÷0.04）=1.0507713，Φx = 43.58181° = 43&

64、#176;34′54″，所以取Φx = 43°35′±1′</p><p>　　(35) 齒形修正后的測(cè)量值（M′）</p><p>　　M′ = df sinαfg÷sinΦ+dl÷sinΦx – 2δhzx + dl</p><p>　?、僭诘?8齒的位置測(cè)量</p><p>　　式中的zx =

65、28 – 1 = 27，取計(jì)算精度為0.001，M′的偏差在《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表1·1-38中</p><p>　　M′=31.277×sin43.2322°÷sin45°+1.441÷sin43.58181°-2×0.002×27+1.441 = 33.720 0 -0.02</p><p>

66、　?、谠诘?3齒的位置測(cè)量</p><p>　　式中的zx = 13 – 1 = 12，取計(jì)算精度為0.001</p><p>　　M′=31.277×sin43.2322°÷sin45°+1.441÷sin43.58181°-2×0.002×12 +1.441 = 33.7805 0 -0.02，所以取M′

67、 = 33.781 0 -0.02</p><p>　　(36) 齒形不修正的測(cè)量值（M）</p><p>　　M = （df sinαfg + dl）÷sinΦ+dl ，偏差參考《復(fù)雜刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1·1-38，</p><p>　　計(jì)算精度取0.001，</p><p>　　M = （31.277×si

68、n43.2322°+1.441）÷sin45°+1.441 = （31.277×0.6849567+1.441）÷0.7071068+1.441 = 33.776 0 -0.02</p><p>　　(37) 拉刀內(nèi)院直徑（Dig）</p><p>　?。―ig）max = Dimin，取計(jì)算精度為0.01，</p>&l

69、t;p>　?。―ig）max = 30.47，下線沒有限制</p><p>　　(38) 拉刀宗抬量（H）</p><p>　　H = δh（zq + zz）Lg ÷（Lq + Lz），取計(jì)算精度為0.01，</p><p>　　H = 0.002(22 + 6)×547÷(198 + 54) = 0.12</p>

70、;<p>　　2.2 三角花鍵拉刀在制造中及制造后存在的相關(guān)注意事項(xiàng)</p><p>　　2.2.1 拉削表面常見的缺陷和解決方法</p><p>　　在對(duì)工件進(jìn)行拉削的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)因?yàn)樯婕笆褂门c刃磨等很多方面因素的影響，從而總是會(huì)在拉削的表面上產(chǎn)生缺陷，使拉削表面質(zhì)量達(dá)不到預(yù)定的要求，下面是幾種常見的表面缺陷：</p><p><b>

71、　?、侪h(huán)狀波紋</b></p><p>　　表面上出現(xiàn)的環(huán)狀波紋或者嚙齒現(xiàn)象多半都是因?yàn)槔对O(shè)計(jì)上本身的缺陷造成的。產(chǎn)生環(huán)狀波紋的主要原因是在拉削過程中，切削力變化程度較大，拉刀不穩(wěn)定工作所造成的。</p><p>　　解決方法：為了消除這種缺陷，應(yīng)該從拉刀設(shè)計(jì)與使用兩方面檢查原因。在設(shè)計(jì)方面主要看齒升量是不是太少，刃帶的寬度是不是太小，最重要的是需要檢查在校準(zhǔn)齒前面的那幾個(gè)切

72、削齒。在使用方面主要就是看使用的拉削速度是不是太高，或者拉床的精度還有剛度夠不夠好，會(huì)不會(huì)產(chǎn)生震顫現(xiàn)象等等。</p><p>　　拉刀的同時(shí)工作尺寸不能太少，還有刃帶的寬度需要一致，刀口上不能有毛刺、卷毛等缺陷，此外，還需要考慮拉刀的彎曲度和徑向跳動(dòng)是不是超差等等。</p><p><b>　?、诰植縿潅?lt;/b></p><p>　　加工的表面

73、粗糙度基本上符合需要，但是有局部的劃傷時(shí)，一般只需要采取相應(yīng)的措施就可以解決問題。比如：因?yàn)楸９懿簧茝亩诘洱X的刃口上碰上的缺口，如果有，就會(huì)在缺口的附近造成刃口局部凸出從而劃傷加工的表面。刀齒上是不是有附著的切削沒清洗干凈，拉刀經(jīng)過很多次的刃磨后，容屑槽會(huì)不會(huì)因?yàn)槟Σ晾p上不光滑的臺(tái)階，從而使切屑卷曲不順利導(dǎo)致擠壞刀齒和劃傷加工表面等等。</p><p><b>　?、埕~鱗狀</b><

74、/p><p>　　魚鱗狀缺陷主要是因?yàn)樵诶鞯倪^程中，已加工表面上纏上較大的塑性變形所導(dǎo)致的，當(dāng)工件材料的硬度為180HBS時(shí)，因?yàn)榍敖禽^小，刀齒的刃口鈍化時(shí)，就會(huì)很容易產(chǎn)生此種缺陷，</p><p>　　因此，應(yīng)該合理正確的選擇刃磨拉刀的前角。還有就是對(duì)工件采用熱加工處理，可以改善工件的加工性。對(duì)于那些鈍化了的刀齒要及時(shí)的進(jìn)項(xiàng)研磨或者刃磨，或者選一些性能好的切削液來消除。對(duì)于那些已經(jīng)使用很久

75、的拉刀，應(yīng)該特別注意檢查第一個(gè)校準(zhǔn)齒是不是和最后一個(gè)切削齒相差太大，規(guī)定上不得超過0.03ram，如果相差較大時(shí)，則應(yīng)該在第一個(gè)校準(zhǔn)齒上開出和最后一個(gè)切削齒分布的分屑槽，用來減少切削變形和便于清除切削。</p><p><b>　　（4） 斷屑溝痕</b></p><p>　　在校準(zhǔn)齒的前一個(gè)切削齒上的分屑槽位置上，有時(shí)在加工表面上就會(huì)出現(xiàn)斷屑溝痕。這是因?yàn)樵谙鄳?yīng)于

76、這個(gè)切削齒分屑槽的位置處的金屬層沒有被切去，但是校準(zhǔn)齒沒有齒升量，刃口也不夠鋒利，多以只能針對(duì)殘余的金屬薄層產(chǎn)生擠壓，從而致使了分屑槽的壓痕，消除的措施主要就是需要適當(dāng)?shù)臏p小最后一個(gè)切削齒的殘余量。</p><p><b>　　（5） 擠亮點(diǎn)</b></p><p>　　這個(gè)是因?yàn)榈洱X后刀面和加工的表面之間產(chǎn)生比較劇烈的擠壓摩擦所造成的，措施是需要選擇較為合適的后角

77、還有齒升量，還有就是使用較好的切削液以及對(duì)硬度高的工件采用熱處理。</p><p>　　2.2.2拉削過程中出現(xiàn)的問題與解決方法</p><p>　　2. 2.3 拉刀壽命降低的問題及改進(jìn)：</p><p>　　通常拉刀重磨一次可以拉削數(shù)百至數(shù)千的工件，整個(gè)拉刀可重磨數(shù)次至數(shù)十次。帶硬質(zhì)合金擠光環(huán)的圓拉刀，壽命可以延長(zhǎng)數(shù)倍到數(shù)十倍。 拉刀壽命低時(shí)，可比正常情況差數(shù)

78、十倍。拉刀嚴(yán)重磨損時(shí)，可能即行報(bào)廢。</p><p>　　拉刀壽命低的主要原因有：</p><p>　?。?） 拉刀容屑空間不足 </p><p>　　拉刀是屬于封閉式切削的刀具，若果在切削過程中切削的空間不足，切削就會(huì)堵塞在容屑槽里面，從而因?yàn)槟Σ亮κ沟美髁拙湓龃?，?huì)致使刀齒損壞或者拉刀折斷。為此，使用外購(gòu)的拉刀的時(shí)候，應(yīng)該先計(jì)算拉刀的容屑系數(shù)K。必須使容屑

79、槽的有效面積大于切削草截面積。</p><p>　　（2） 刀具幾何參數(shù)選擇不當(dāng)</p><p>　　拉刀前角選擇不當(dāng)。后角太小或者刃帶太寬，經(jīng)切齒上磨的分屑槽為U形槽，切削條件差，刀齒磨損快，這些問題嚴(yán)重時(shí)都會(huì)使得拉刀卡在工件孔中，使拉刀折斷。拉刀前角一般取得都是5度到18度，拉削塑性材料的時(shí)候可以取較大值，拉削脆性材料的時(shí)候需要選擇較小值。拉刀的后角，切削齒上可以選取3°&

80、#177;30′，校準(zhǔn)齒上可以選擇1°±30′。 刃帶寬度一般在粗切齒和過渡齒上都是<0.2mm，經(jīng)切齒是0.3mm，校準(zhǔn)齒是0.5mm-0.6mm。</p><p>　　（3） 齒升量選擇不當(dāng)</p><p>　　拉削一般材料的時(shí)候，齒升量會(huì)過大，或者齒升量不均勻，這些都會(huì)縮短拉刀壽命，因?yàn)榍邢髫?fù)荷大的刀齒會(huì)很快的磨損，導(dǎo)致下個(gè)刀齒也很快磨損。但當(dāng)拉削不銹鋼

81、時(shí)，因其有冷硬層，采用齒升量為（0.05～0.06）mm時(shí)，拉刀磨損反而減小。拉削鈦合金，將齒升量有由0.05mm增加到0.1mm，使切削刃避開冷硬層，效果更好。拉刀多次重磨后，齒升量會(huì)不均勻。必要時(shí)，需重磨拉刀后刀面，以校正各刀齒齒升量。</p><p>　　(4) 拉刀刃磨退火</p><p>　　重磨拉刀的時(shí)候不能進(jìn)刀太快，吃刀太快，要避免產(chǎn)生刃口的地方過熱，退火和燒傷等現(xiàn)象，從而

82、使刀齒磨損加劇，并且拉刀的壽命降低，所以，重磨的時(shí)候拉刀必須小心操作。</p><p>　　（5） 工件預(yù)制孔尺寸不當(dāng)以及拉削長(zhǎng)度過長(zhǎng)</p><p>　　工件預(yù)制孔直徑偏小的情況下，當(dāng)拉刀前導(dǎo)部需要強(qiáng)制通過的時(shí)候，就容易使得拉刀卡住從而折斷；或者當(dāng)工件預(yù)制孔直徑偏大的時(shí)候，造成孔的偏移從而使得拉刀折斷。為此，拉削的時(shí)候需要選的合適的預(yù)制孔直徑尺寸，一般的時(shí)候拉刀前導(dǎo)部的直徑尺寸需要等于

83、工件預(yù)制孔的基本尺寸。還有，被拉削工件的拉削長(zhǎng)度也必須不可以超過拉刀在設(shè)計(jì)的時(shí)候規(guī)定的長(zhǎng)度，避免同時(shí)參見的工作齒數(shù)增大，從而由于切削力過大使得刀齒損壞或者拉刀折斷。</p><p>　　(6)拉削速度過高 </p><p>　　拉削速度過高會(huì)使拉刀壽命迅速降低。對(duì)于內(nèi)表面拉削，由于系統(tǒng)剛度較差，還會(huì)使刀齒受到更大的沖擊，導(dǎo)致各種不正常損壞，如崩齒、剝落等，拉刀壽命明顯降低。</p&g

84、t;<p>　　(7)切削液選擇或澆注的方式不當(dāng)</p><p>　　切削液對(duì)保證拉刀的的壽命至關(guān)重要，并且對(duì)加工表面粗糙度和加工精度都有影響，必須予以充分注意。</p><p><b>　　(8)振動(dòng)</b></p><p>　　拉削時(shí)如果有振動(dòng)，將導(dǎo)致拉刀幾局磨損或損壞，因此，應(yīng)采取措施減少振動(dòng)。</p><

85、;p>　　3三角花鍵拉刀的工序過程</p><p><b>　　切料校直；</b></p><p><b>　　去除應(yīng)力退火；</b></p><p><b>　　車端面，打中心孔；</b></p><p><b>　　車外圓以及卡環(huán)槽；</b>&l

86、t;/p><p><b>　　車切削齒錐度；</b></p><p><b>　　打字，校直；</b></p><p><b>　　車刃溝；</b></p><p><b>　　校直；</b></p><p><b>　　磨外

87、圓；</b></p><p><b>　　銑花鍵，銑倒角齒；</b></p><p><b>　　銑卡槽；</b></p><p><b>　　熱處理；</b></p><p><b>　　研中心孔；</b></p><p&

88、gt;<b>　　磨支撐；</b></p><p><b>　　粗磨外圓；</b></p><p>　　粗磨前刃面，磨容屑溝底；</p><p><b>　　校直；</b></p><p><b>　　磨支撐；</b></p><p&g

89、t;<b>　　粗磨鍵寬，磨鍵底；</b></p><p><b>　　校直；</b></p><p><b>　　磨支撐；</b></p><p><b>　　精磨外圓倒后角；</b></p><p><b>　　前導(dǎo)部花鍵倒角；</b&

90、gt;</p><p><b>　　精密校直；</b></p><p><b>　　磨支撐；</b></p><p><b>　　精磨鍵寬和倒角齒；</b></p><p><b>　　磨側(cè)隙角；</b></p><p><b

91、>　　劃線；</b></p><p>　　磨分屑槽或者弧形槽；</p><p><b>　　精磨前刃面；</b></p><p><b>　　標(biāo)記；</b></p><p><b>　　清洗，防銹，包裝。</b></p><p><

92、;b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完《金屬切削原理及刀具》等有關(guān)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是讓我們鞏固和深化在課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，鍛煉并且培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和理論的能力，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立分析、解決實(shí)際問題的能力的強(qiáng)化訓(xùn)練。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是鞏固了大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，而且也是在檢驗(yàn)畢業(yè)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、自學(xué)能力、CAD等繪圖軟件的引用、對(duì)各

93、種手冊(cè)、書籍的查閱。</p><p>　　具體的有以下幾點(diǎn)收獲：</p><p>　　(1)掌握了三角花鍵拉刀具體的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法；</p><p>　　(2)靈活掌握并且運(yùn)用各種資料、書籍、手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等；</p><p>　　(3)學(xué)會(huì)繪制符合要求的工具圖，能標(biāo)出必要的技術(shù)條件。</p><p>　　這次設(shè)計(jì)圓滿

94、結(jié)束，以后將要面對(duì)的是生活還有工作中的各種具體問題，通過這次設(shè)計(jì)的鼓勵(lì)，我更有信心去面對(duì)，相信自己會(huì)做的更好。 </p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　衷心的感謝我的知道老師原宏和辛佳毅老師，通過老師們的傾力指導(dǎo)和耐心的幫助下，我才可以順利的完成本次設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚品德，源于律己，

95、寬容的高尚品德，樸實(shí)進(jìn)人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。本論文從選題到最后完成的過程，每一步都是有指導(dǎo)老師的幫助在里面的，也傾注了老師很多的汗水，在此，想我的指導(dǎo)老師表示崇高的敬意。</p><p>　　大學(xué)四年的學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此，我想對(duì)我的母校，我的老師們，我親愛的同學(xué)表示由衷的感謝，感謝我的母校太原工業(yè)學(xué)院給了我在大學(xué)四年學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓我可以繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝我的老師們和同學(xué)們四年來無私的關(guān)心和幫助。老師

96、們?cè)谡n堂上的激情洋溢，課堂下的耐心教誨；同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情和在生活上的互相幫助都讓我的大學(xué)時(shí)光充滿著感動(dòng)。其中尤其我的指導(dǎo)老師幫助我最多，每次我遇到不會(huì)的難題，第一個(gè)想到的總是我的指導(dǎo)老師，老師總會(huì)耐心詳細(xì)的給我講解，然后一起找到解決的方法。</p><p>　　四年的大學(xué)生活，所收獲的不僅僅是課本上的知識(shí)，也開闊了我的思維方式和視野，感謝四年來我所有的良師益友給我很多的幫助和指導(dǎo)，讓我度過了一個(gè)快樂、充實(shí)

97、的大學(xué)生活。</p><p>　　在今后的學(xué)習(xí)和生活中，我會(huì)不斷學(xué)習(xí)，不斷完善自己，爭(zhēng)取做得更好。在此感謝陪伴我度過大學(xué)時(shí)光的老師和同學(xué)們。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王啟仲.拉刀設(shè)計(jì)應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010年4月.</p><p>　　[2] 袁哲俊，劉

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