刀具課程設(shè)計---成形車刀及矩形花鍵拉刀設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計 說 明 書</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號： </p><p>　　學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　題 目：

2、 成形車刀及矩形花鍵拉刀設(shè)計 </p><p>　　2012年5月28日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 金屬切削刀具課程設(shè)計的目的........................................4</p><p>　　2 設(shè)計內(nèi)容和要求.....

3、...............................................4</p><p>　　3 成形車刀的設(shè)計....................................................4</p><p>　　3.1前言...........................................................

4、.4</p><p>　　3.2 成形車刀設(shè)計題目及數(shù)據(jù)..........................................5</p><p>　　3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇及計算............................................6</p><p>　　3.3.1選擇刀具的材料....................

5、......................,.....6</p><p>　　3.3.2選擇前角和后角................................................6</p><p>　　3.3.3刀具廓形及附加刀刃計算........................................6</p><p>　　3.3.

6、4 計算切削刃的總長度并校驗之值..........................8</p><p>　　3.3.5確定結(jié)構(gòu)尺寸..................................................8</p><p>　　3.3.6用計算法求圓體成形車刀廓形上的各個點所在圓半徑 ............8</p><p>　　3.3.

7、7求廓型深度...................................................9</p><p>　　3.3.8最小后角的校驗...............................................10</p><p>　　3.3.9車刀廓形寬度即為相應(yīng)工件廓形的計算長度................10</p>&

8、lt;p>　　3.3.10 繪制刀具的加工工作圖和樣板工作..............................11</p><p>　　4矩形花鍵拉刀設(shè)計.................................................12</p><p>　　4.1前言.............................................

9、..............12</p><p>　　4.2矩形花鍵拉刀設(shè)計題目及數(shù)據(jù).....................................12</p><p>　　4.3選定刀具類型和材料的依據(jù).......................................13</p><p>　　4.3.1選擇刀具類型 ...........

10、.....................................13</p><p>　　4.3.2正確選擇刀具材料.............................................13</p><p>　　4.4刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何參數(shù)的選擇和設(shè)計 ............................14</p><p>　　4

11、.4.1拉刀的結(jié)構(gòu)...................................................14</p><p>　　4.4.2切削方式和拉刀拉削齒的循序...................................14</p><p>　　4.4.3拉削余量................................................

12、.....14</p><p>　　4.4.4拉刀刀齒結(jié)構(gòu) ................................................15</p><p>　　4.4.5確定校準(zhǔn)齒直徑...............................................16</p><p>　　4.4.6 分層式拉刀粗切齒齒升量....

13、...................................16</p><p>　　4.4.7 拉刀容屑槽及分屑槽的尺.......................................16</p><p>　　4.4.8矩形花鍵拉刀前導(dǎo)部的尺寸.....................................18</p><p>　　

14、4.4.9拉削力計算及校驗.............................................18</p><p>　　4.4.10 花鍵齒截形設(shè)計..............................................18</p><p>　　4.4.11確定拉刀齒數(shù)及每齒直徑...................................

15、...18</p><p>　　4.4.12 拉刀齒部長度................................................19</p><p>　　4.4.13 設(shè)計拉刀其他部分............................................19</p><p>　　4.4.14 拉刀總長及其校驗.......

16、.....................................20</p><p>　　4.5矩形花鍵拉刀的計算........................................ .....20</p><p>　　4.5.1矩形花鍵拉刀的幾何參數(shù).......................................20</p><p&

17、gt;　　4.5.2 排齒升量.....................................................22</p><p>　　4.6對技術(shù)條件的說明...............................................23</p><p>　　4.6.1注意的問題..................................

18、.................23</p><p>　　4.6.2鍵槽拉刀的尺寸偏差...........................................23</p><p>　　4.6.3拉刀其他部分長度偏差.........................................24</p><p>　　4.6.4 拉刀主要技術(shù)條件.

19、............................................24</p><p>　　5 總 結(jié)............................................................24</p><p>　　6 參考文獻(xiàn): .....................................................

20、..25</p><p>　　1 金屬切削刀具課程設(shè)計的目的</p><p>　　金屬切削刀具課程設(shè)計是學(xué)生在學(xué)完“金屬切削原理及刀具”等有關(guān)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是使學(xué)生鞏固和深化課堂理論教學(xué)內(nèi)容，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和理論的能力，是對學(xué)生進(jìn)行獨立分析、解決問題能力的強(qiáng)化訓(xùn)練。</p><p>　　通過金屬切削刀具課程設(shè)計，具體應(yīng)

21、使學(xué)生做到：</p><p>　　(1) 掌握金屬切削刀具的設(shè)計和計算的基本方法；</p><p>　　(2) 學(xué)會運(yùn)用各種設(shè)計資料、手冊和國家標(biāo)難；</p><p>　?。?）學(xué)會繪制符合標(biāo)準(zhǔn)要求的刀具工作圖，能標(biāo)注出必要的技術(shù)條件。</p><p><b>　　2 設(shè)計內(nèi)容和要求</b></p><

22、;p>　　完成成形車刀、成形銑刀、拉刀其中兩種刀具的設(shè)計和計算工作，繪制刀具工作圖和必要的零件圖以及編寫一份正確、完整的設(shè)計說明書。</p><p>　　刀具工作圖應(yīng)包括制造及檢驗該刀具所需的全部圖形、尺寸、公差、粗糙度要求及技術(shù)條件等；說明書應(yīng)包括設(shè)計時所涉及的主要問題以及設(shè)計計算的全部過程；設(shè)計說明書中的計算必須準(zhǔn)確無誤，所使用的尺寸、數(shù)據(jù)和計量單位，均應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法定計量單位；使用A4紙打印，語言

23、簡練，文句通順。具體設(shè)計要求見附頁。</p><p><b>　　3 成形車刀的設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1前言</b></p><p><b>　　1 成形車刀的概述</b></p><p>　　成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形表面的專用工具，它的切削刃形狀是根據(jù)

24、工件的輪廓設(shè)計的。成形車刀主要用于大批量生產(chǎn)，在半自動或自動車床上加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)體的成形表面。用成形車刀加工，只要一次切削行程就能切出成形表面，操作簡單，生產(chǎn)效率高，成形表面的精度與工人操作水平無關(guān)，主要取決于刀具切削刃的制造精度。</p><p>　　成形車刀具有以下特點：</p><p>　?。?）加工質(zhì)量穩(wěn)定 它可以保證被加工工件表面形狀和尺寸精度的一致性和互換性，加工精度可達(dá)IT9

25、—IT10，表面粗糙度Ra6.3—Ra3.2。 </p><p>　　（2）生產(chǎn)效率高 工件成形表面是由刀具一次切削成形，減少了復(fù)雜的工藝過程。</p><p>　?。?）刀具壽命長 成形車刀的可重磨次數(shù)多，使用壽命長。</p><p>　　但是刀具的設(shè)計和制造較復(fù)雜，成本高，故主要用在小型零件的大批量生產(chǎn)中。由于成形車刀的刀刃形狀復(fù)雜，用硬質(zhì)合金作為刀具材料時

26、制造比較困難，因此多用高速鋼作為刀具的材料。</p><p><b>　　2 成形車刀的分類</b></p><p>　　(1) 平體成形車刀 其外形為平條狀，與普通車刀相似，刃形具有一定的廓形，結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，成本低。但可重磨次數(shù)不多。用于加工簡單的外成形表面，如螺紋車刀和鏟制成形銑刀的鏟刀等。 　　</p><p>　　(2) 棱體成

27、形車刀 棱柱體的刀頭和刀桿分開制作，大大增加了沿前刀面的重磨次數(shù)，刀體剛性好，但比圓體成形車刀制造工藝復(fù)雜，刃磨次數(shù)少，且只能加工外成形表面。 　　</p><p>　　(3) 圓體成形車刀 它好似由長長的棱體車刀包在一個圓柱面上而形成。它允許重磨的次數(shù)最多，制造也比棱體成形車刀容易，且可加工零件上的內(nèi)、外成形表面。</p><p>　　3.2成形車刀設(shè)計題目及數(shù)據(jù) </p>

28、<p>　　被加工零件如圖1 所示，工件材料為：45Mn；硬度HBS250 ；強(qiáng)度σb =877MPa</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　3.3結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇及計算</p><p>　　3.3.1選擇刀具的材料</p><p>　　45Mn是中碳調(diào)質(zhì)鋼，強(qiáng)度、韌性及淬透性均比45

29、號鋼高，調(diào)質(zhì)處理后可獲得較好的綜合力學(xué)性能，切削加工性能尚好，但焊接性能差，冷變形塑性低，有回火脆性傾向，一般在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，也可在淬火和回火或正火狀態(tài)下使用。用于制造受磨損的零件，如轉(zhuǎn)軸、心軸、曲軸、花鍵軸、連桿、萬向節(jié)軸、嚙合桿、齒輪、離合器盤、螺栓、螺母等。</p><p>　　根據(jù)刀具材料的性能要求，并考慮到現(xiàn)在成形車刀比較復(fù)雜而高速鋼適于制造成形車刀，首先考慮高速鋼。由于這幾年W的價格不斷增加，加上按

30、要求要少用W，所以根據(jù)《金屬切學(xué)原理及刀具》的表2-2，選用通用型高速鋼：W6Mo5Cr4V2(M2)。</p><p>　　3.3.2選擇前角和后角</p><p>　　因被加工材料是45Mn鋼，其σb =877Mpa。根據(jù)《金屬切削刀具設(shè)計簡明手冊》的表3.5成形車刀的前角和后角查得：</p><p>　　=5°，=10°-15°。

31、因后角越大刀具的耐用度就高，則選大后角。因此，選擇：=5°，=15°。則楔角為70°。</p><p>　　3.3.3刀具廓形及附加刀刃計算</p><p>　　根據(jù)《金屬切削刀具設(shè)計簡明手冊》=15°-45°，在這里選擇 =20°。</p><p>　　取a=2mm，b=2mm，c=4mm，d=1mm&l

32、t;/p><p>　　如圖2所示：以0—0線（過7—8段切削刃）為基準(zhǔn)，計算出1—12各點處的計算半徑r。（注：為了避免尺寸偏差值對計算準(zhǔn)確性的影響，故常采用計算尺寸---計算長度和計算角度來計算）</p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　=基本半徑</b></p><p>

33、;　　==22/2=11.00mm</p><p>　　rj3=rj4=(25/2-0.1/4)mm=12.475mm</p><p>　　rj5= rj7=18/2=9.00mm</p><p>　　rj6= rj5 -(18-9)=6.588mm</p><p>　　rj8= rj1-1/tan45°=10.00mm</p

34、><p>　　rj9=rj10= rj1-b/tan45=9.00mm</p><p>　　rj11= rj12=rj5-ccos2°=6.00mm</p><p>　　以上各個半徑就是標(biāo)注點的相對0—0線的半徑長度，半徑是進(jìn)行刀具切削的各個點的設(shè)計繪制的。</p><p>　　再以1，2點為基準(zhǔn)點，計算長度 ：</p>

35、<p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　Lj4=15.00mm；</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　3.

36、3.4 計算切削刃的總長度并校驗之值</p><p>　　Lc=50+a+b+c+d=50+2+2+4+1=59mm；</p><p>　　由于刀具的一正常用的加工部分，則可以對刀具的外部半徑進(jìn)行圓整，最后考慮到加工刀具的精度問題取 為60mm。</p><p><b>　　則=60/12=5</b></p><p>　

37、　3.3.5確定結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　(1)為了達(dá)到加工結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和合理的加工工藝，應(yīng)使：</p><p>　　根據(jù)《金屬切削刀具設(shè)計簡明手冊》查表3.3帶銷孔圓體成形車刀結(jié)構(gòu)尺寸，得 ：</p><p>　　C類車刀 ； d=12mm;</p><p>　　選用毛坯直徑為28mm,則；</p><p>&l

38、t;b>　　代入上試，可得；</b></p><p><b>　　則取m=7mm。</b></p><p><b>　　由表3-3查得</b></p><p><b>　　刀體結(jié)構(gòu)尺寸： </b></p><p>　　L>22,d0=52,d=12,d1

39、=20,d2=32,l1=2-5,g=11,LC=10,d4=30。</p><p>　　銷孔尺寸：d3=6.2,N=8,C1=11。</p><p>　　3.3.6用計算法求圓體成形車刀廓形上的各個點所在圓半徑 </p><p>　　計算過程如表（1—1）所示：</p><p>　　其中表中各個值的計算公式為：</p><

40、;p><b>　　，</b></p><p><b>　?。?；</b></p><p><b>　??； ；</b></p><p><b>　　表1</b></p><p>　　備注： 標(biāo)注廓形徑向尺寸時，應(yīng)該選公差要求最嚴(yán)的1~2段廓形為尺寸標(biāo)

41、準(zhǔn)基準(zhǔn)，其它各點用廓形深度見表1。</p><p>　　3.3.7求廓型深度</p><p>　　根據(jù)表（1—1）可確定各個點廓形深度的公差</p><p>　　1 ） 的為：0；</p><p>　　2） 的為：0.01；</p><p>　　3） 的為：0.02；</p><p>　　4）

42、 的為：0.04；</p><p><b>　　5）的為：0.1；</b></p><p>　　6），的為：0.04；</p><p>　　3.3.8最小后角的校驗</p><p>　　由于1—8段切削刃與進(jìn)給方向的夾角最小，所以這段切削刃上后角最小。</p><p><b>　　則有：

43、</b></p><p>　　αo=arctg[tg(ε8-γ8)sin45。]</p><p>　　=arctg[tg(41.454-4.499)sin45。]</p><p>　　一般要求后角不小于，所以后角校驗合格。</p><p>　　3.3.9車刀廓形寬度即為相應(yīng)工件廓形的計算長度</p><p>

44、;　　其數(shù)值及公差按表3.7確定.表中未列出者可酌情取</p><p><b>　　各個值分別為：</b></p><p>　　L3=Lj4=15.000.08mm；</p><p><b>　　mm.</b></p><p>　　3.3.10 繪制刀具的加工工作圖和樣板工作圖</p>

45、<p>　　根據(jù)以上得到的結(jié)果，按照數(shù)據(jù)進(jìn)行刀具圖的繪制，繪制圖一張。根據(jù)相關(guān)的要求制定粗糙度等等的標(biāo)注。（詳細(xì)說明見圖紙）</p><p>　　(1) 成型車道的廓形通常用樣板檢驗，稱此樣板為工作樣板，它的磨損情況用校驗樣板檢驗，故成型車刀樣板應(yīng)成對設(shè)計制造。</p><p>　　成型車刀樣板的廓形與成型車刀廓形完全相同，尺寸標(biāo)注基準(zhǔn)應(yīng)是刀具廓形的尺寸標(biāo)注基準(zhǔn)，即工件廓形表

46、面精度要求最高的表面。樣板廓形尺寸偏差可取為（工件表面精度要求不高時，偏差可取大些）。樣板工作表面粗糙度為，其余表面為。</p><p>　　樣板常用低碳鋼15，20制造，滲碳淬火后，也可用碳素工具鋼制造，厚度約為1.5～2mm。</p><p><b>　　表面粗糙度</b></p><p><b>　　1）前、后刀面為；</

47、b></p><p><b>　　2）基準(zhǔn)表面為；</b></p><p><b>　　3）其余表面為；</b></p><p>　?。?）成型車刀廓形公差</p><p>　　按表3.7去得廓形深度公差為，廓形寬度公差為0.060mm。</p><p>　　（4）圓體

48、成型車刀結(jié)構(gòu)尺寸公差</p><p>　　1）外徑的尺寸結(jié)構(gòu)尺寸公差可按選取；</p><p>　　2）內(nèi)孔的尺寸偏差可按選??；</p><p>　　3）前刀面對軸心線平行度誤差在100mm長度上不得超過0.15mm</p><p>　　4）前刀面至刀具軸線距離的偏差為；</p><p>　　5）刀具的安裝高度H的偏差

49、為；</p><p>　　6）圖中未注出角度偏差為；</p><p><b>　　4矩形花鍵拉刀設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1前言</b></p><p>　　在拉床上使用拉刀加工工件的工藝過程稱為拉削加工。拉削主要用于大批量生產(chǎn)中加工各種形狀的通孔、平面及成形面等。拉刀是一種定型

50、刀具，在一次拉削中完成粗切、精切、校準(zhǔn)、修光操作，切除被加工表面的全部加工余量，生產(chǎn)率高，加工質(zhì)量高。但一把拉刀只適宜于一種規(guī)格尺寸的孔或槽，拉刀制造復(fù)雜，且成本高，只用于大批量生產(chǎn)中。</p><p>　　拉削過程是用拉刀進(jìn)行的，拉刀是一種多齒、精加工刀具。拉刀工作時沿軸線做直線運(yùn)動，以其后一個刀齒高于前一個刀齒，一層一層的依次從工件上切下很薄的金屬層，以獲得所需要的加工表面。</p><p

51、>　　1 拉削的特點有：</p><p>　　生產(chǎn)效率高 拉削時刀具同時工作齒數(shù)多，切削刃總長厚大，一次行程便能夠完成粗、精加工。</p><p>　　加工精度與表面質(zhì)量高 拉削速度Vc =2m/min-8m/min，拉削平穩(wěn)，切削層厚度很薄，拉削精度可達(dá)IT7-IT8級，表面粗糙度可達(dá)2.5μm-0.8μm，甚至0.2μm。</p><p><

52、b>　　拉刀耐用度高</b></p><p><b>　　拉床結(jié)構(gòu)簡單</b></p><p><b>　　切削條件差</b></p><p><b>　　加工范圍廣。</b></p><p>　　2 拉削的種類和用途</p><p>

53、　　按拉刀的結(jié)構(gòu)可分：整體拉刀和組合拉刀。其中整體拉刀主要用于中小型高速鋼拉刀，而組合拉刀用于大尺寸和硬質(zhì)合金拉刀。按加工表面可分為內(nèi)拉刀和外拉刀。按受力方向分為拉刀和推刀。</p><p>　　4.2矩形花鍵拉刀設(shè)計題目及數(shù)據(jù)</p><p>　　被加工零件如圖3 所示，工件材料為：45Mn；硬度HBS250 ；強(qiáng)度σb =877MPa；工件長度L=22mm。</p>&l

54、t;p><b>　　圖3</b></p><p>　　4.3選定刀具類型和材料的依據(jù)</p><p>　　4.3.1選擇刀具類型</p><p>　　對每種工件進(jìn)行工藝設(shè)計和工藝裝備設(shè)計時，必須考慮選用合適的刀具類型。事實上,對同一個工件，常可用多種不同的刀具加工出來。</p><p>　　采用的刀具類型不同將對

55、加工生產(chǎn)率和精度有重要影響?？偨Y(jié)更多的高生產(chǎn)率刀具可以看出，增加刀具同時參加切削的刀刃長度能有效的提高其生產(chǎn)效率。例如，用花鍵拉刀加工花鍵孔時，同時參加切削的刀刃長度l=B×n×Zi，其中B為鍵寬，n為鍵數(shù)，Zi為在拉削長度內(nèi)同時參加切削的齒數(shù)。若用插刀同時參加切削的刀刃長度比插刀大得多，因而生產(chǎn)率也高得多。</p><p>　　4.3.2正確選擇刀具材料</p><p&g

56、t;　　刀具材料選擇得是否恰當(dāng)對刀具的生產(chǎn)率有重要的影響。因為硬質(zhì)合金比高速鋼及其他工具鋼生產(chǎn)率高得多，因此，在能采用硬質(zhì)合金、的情況下應(yīng)盡力采用。由于目前硬質(zhì)合金的性能還有許多缺陷，如脆性大，極難加工等，使他在許多刀具上應(yīng)用還很困難，因而，目前許多復(fù)雜刀具還主要應(yīng)用高速鋼制造。</p><p>　　45Mn是中碳調(diào)質(zhì)鋼，強(qiáng)度、韌性及淬透性均比45號鋼高，調(diào)質(zhì)處理后可獲得較好的綜合力學(xué)性能，切削加工性能尚好，但焊

57、接性能差，冷變形塑性低，有回火脆性傾向，一般在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，也可在淬火和回火或正火狀態(tài)下使用。用于制造受磨損的零件，如轉(zhuǎn)軸、心軸、曲軸、花鍵軸、連桿、萬向節(jié)軸、嚙合桿、齒輪、離合器盤、螺栓、螺母等。</p><p>　　根據(jù)刀具材料的性能要求，拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，因此要求采用耐磨的刀具材料，以提高其耐用度；考慮到還應(yīng)有良好的工藝性能，選擇高速工具鋼，其應(yīng)用范圍用于各種刀具，特別是形狀較復(fù)雜的刀具。由于這幾年

58、W的價格不斷增加，加上按要求要少用W，所以根據(jù)《金屬切學(xué)原理及刀具》的表2-2，選用通用型高速鋼：W6Mo5Cr4V2(M2)。</p><p>　　4.4刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)、幾何參數(shù)的選擇和設(shè)計</p><p>　　4.4.1拉刀的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　表2&l

59、t;/b></p><p>　　4.4.2切削方式和拉刀拉削齒的循序</p><p>　　切削方式：采用分層拉削方式。</p><p>　　拉刀拉削齒的循序為：花鍵齒－圓孔齒。</p><p><b>　　4.4.3拉削余量</b></p><p>　　對于花鍵孔A=dmmax-dwmin。

60、 根據(jù)《刀具課程設(shè)計指導(dǎo)書》查表4-1計算圓形拉削余量為0.5mm。取預(yù)制孔徑為12.5mm。</p><p>　　實際拉削余量 =13.016-12.5=0.516mm</p><p>　　花鍵余量 =16.065-12.5=3.565mm</p><p>　　4.4.4拉刀刀齒結(jié)構(gòu) </p><p><b>　　

61、表3</b></p><p>　　拉刀刀齒的幾何參數(shù)有：切削齒前角γ0，校準(zhǔn)齒前角γ0g，切削齒后角α0，校準(zhǔn)齒后角α0g，齒距p，容屑槽深h，齒厚g，刃帶寬ba1。拉刀刀齒的主要稽核參數(shù)前角、后角和刃帶寬數(shù)值的大小主要取決于工件材料和拉刀的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　由于工件材料為45Mn，硬度為HBS250,σb =877MPa，根據(jù)表4-2拉刀刀齒前角及倒棱和表4-3

62、拉刀后角的選擇，取：</p><p><b>　　表4</b></p><p>　　由此表確定刀具幾何參數(shù)，具體參看圖示。</p><p>　　4.4.5確定校準(zhǔn)齒直徑</p><p>　　花鍵齒、圓形齒的擴(kuò)張量分別為0.005mm、0。002mm，則圓形齒校準(zhǔn)齒和花鍵齒校準(zhǔn)齒直徑為</p><p&g

63、t;　　dyx=(16.070-0.005)=16.065mm</p><p>　　dhx=(13.018-0.002)=13.016mm</p><p>　　4.4.6 分層式拉刀粗切齒齒升量</p><p>　　根據(jù)表4-4選擇齒升量，得到</p><p>　　圓形齒：afy=0.02mm 花鍵齒：afh=0.05mm</p&g

64、t;<p>　　4.4.7 拉刀容屑槽及分屑槽的尺寸</p><p>　　1.拉刀切削部的齒距是拉刀的重要設(shè)要素。其影響如下：</p><p>　?。?）齒距過大，則拉刀過長，不僅制造成本高，拉削生產(chǎn)率也低；齒距過大，同時工作齒數(shù)太少，拉削過程不平穩(wěn)，影響拉削加工表面質(zhì)量。</p><p>　?。?）齒距過小，容屑空間也小，切削容易堵塞；齒距過小，同時

65、工作齒數(shù)會過多，切削力就增大，可能導(dǎo)致拉刀折斷及機(jī)床超載；齒距過小，還會給刃磨帶來困難，砂輪切入時有與相鄰刀齒碰撞的危險。</p><p>　　計算齒距的經(jīng)驗公式：</p><p>　　P=(1.25～1.5)L1/2</p><p>　　查手冊表4-8，得粗切齒p=(1.25～1.5)L1/2 =5.863mm～7.036mm 過渡齒pg=p 精切齒及校準(zhǔn)齒pj

66、=(0.6～0.8)p</p><p><b>　　2.容屑槽計算</b></p><p><b>　　（1）計算齒距</b></p><p>　　粗切齒齒距P參照手冊表4-8取接近的標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　P=(1.25～1.5)L1/2=6mm</p><p>　　過

67、渡齒齒距: Pg=P=6mm</p><p>　　精切齒齒距：Pj=(0.6～0.8) P=4.5mm</p><p>　　校驗同時工作齒數(shù) ,,滿足3≤Ze≤8的條件。</p><p>　?。?）選取容屑槽形狀及尺寸</p><p>　　容屑槽是形成刀齒的前刀面和容納切屑的環(huán)狀或螺旋狀溝槽。環(huán)形齒拉刀的拉削屬于封閉容屑槽形式；螺旋齒拉刀的

68、拉削屬于半封閉容屑形式。切削容納在拉刀的容屑槽中，如果容屑空間不夠大，切屑會在槽內(nèi)擠塞，影響加工表面質(zhì)量，嚴(yán)重的還會使刀齒崩刃或拉斷拉刀。參照表4-9，選用曲線齒槽形一般槽型。粗切用深槽，h＝2.5mm，g=2mm，r=1.3mm,R＝4mm。精切用基本槽，h=2mm，g=1.5mm，r=1mm，R=2.5mm。</p><p>　　容屑槽尺寸的最后確定，須校驗其是否有足夠的容屑空間，即容屑槽的有效容積必須大于切

69、屑體積，即Vp〉Vc，若忽略切削寬度方向的變形，即是要求上述體積可近似用拉刀軸剖面中的面積Ap和Ac來表示，二者的比值為容屑系數(shù)K，有： Ap/Ac≧K</p><p><b>　　（3）校驗容屑條件</b></p><p>　　查表4-9，取ac=2af,容屑系數(shù)取K=3.5，計算</p><p>　　應(yīng)使 <已選定的容屑槽深度，<

70、;/p><p><b>　　所以容屑條件合格。</b></p><p><b>　　（4）分屑槽</b></p><p>　　為了便于卷屑和容屑、減少切削力、改善已加工表面質(zhì)量，應(yīng)在拉刀前后刀齒上交錯地磨出分屑槽。設(shè)計分屑槽時應(yīng)該注意以下幾點：</p><p>　　a.分屑槽的深度必須大于齒升量，即h&

71、gt;,否則不起分屑作用。</p><p>　　b.為了使分屑槽上兩側(cè)的切削刃也有足夠的后角，槽底后角應(yīng)大于拉刀刀齒后角，取為+2°。</p><p>　　分屑槽的數(shù)目應(yīng)保證切削寬度不太大，便于卷曲成為較緊的切屑，有利于容納在容屑槽內(nèi)。當(dāng)拉刀直徑d0<25mm時：</p><p>　　為便于測量拉刀直徑，分屑槽數(shù)目一般取偶數(shù)，所以=8。</p&

72、gt;<p>　　且直徑d0<25mm，所以宜采用高平面分屑槽。</p><p>　　在拉刀最后的精切齒上，由于齒升量很小，切屑較少，可以不作分屑槽，以保證加工表面質(zhì)量。加工鑄鐵等脆性材料時，由于切屑呈崩碎狀態(tài)，不需磨出分屑槽。分屑槽位置應(yīng)前后齒錯開。</p><p>　　根據(jù)表4-13, 選取合適的分屑槽參數(shù)。數(shù)值見圖。</p><p>　　4

73、.4.8矩形花鍵拉刀前導(dǎo)部的尺寸</p><p>　　由表4-18，選取II型-A前柄，刀柄直徑=11f8，則。其余見圖</p><p>　　4.4.9拉削力計算及校驗</p><p>　　查表4-21，4-22，4-23的=240N/mm，=1，=1.15，=1.15，=1，=1.20</p><p>　　查表4-26，拉刀許用應(yīng)力=0.3

74、5。</p><p>　　由表4-18，選取II型-A前柄，則。</p><p><b>　　表5</b></p><p>　　4.4.10 花鍵齒截形設(shè)計 </p><p>　　花鍵齒鍵寬Bh按下式計算，精確到0.001mm：</p><p>　　Bhmax=Bmax-δb</p>

75、<p>　　Bhmin=Bhmax-Δb</p><p>　　式中，Bmax為內(nèi)花鍵槽寬最大極限尺寸；δb為拉削擴(kuò)張量（δb＝0.002mm）；Δb為拉刀鍵齒寬制造公差帶，為保證鍵齒尺寸耐用度高，Δb應(yīng)在制造條件允許范圍內(nèi)取小值，此處取Δb＝0.010mm。則</p><p>　　Bhmax=（3.53-0.002）mm＝3.528mm</p><p>

76、　　Bhmin=（3.523-0.010）mm＝3.513mm</p><p>　　拉刀鍵齒側(cè)面應(yīng)制出的修光刃,其下應(yīng)磨出側(cè)隙角。</p><p>　　4.4.11確定拉刀齒數(shù)及每齒直徑</p><p><b>　　1花鍵齒齒數(shù)</b></p><p>　　擬過渡齒與精切齒齒升量為0.04mm，0.03mm，0.02mm

77、，0.01mm，0.005mm,逐步遞減，共切除余量A″=0.21mm。</p><p><b>　　花鍵粗切齒齒數(shù)</b></p><p>　　Zhc=（Ah-A″）/2afh+1=（3.565-0.21)/(2×0.05)+1=33.55</p><p>　　取35齒，多切了0.45×0.05×2＝0.045的

78、余量，應(yīng)減去0.0225的齒升量。調(diào)整過渡齒與精切齒的齒升量為0.035mm，0.025mm，0.0125mm，0.005mm 0.005mm，這樣花鍵齒段有粗切齒35個，過渡齒3個，精切齒2個。</p><p><b>　　2圓齒齒數(shù)</b></p><p>　　初擬過渡齒與精切齒齒升量同花鍵齒</p><p><b>　　初圓齒粗

79、切齒齒數(shù)</b></p><p>　　Zyc=（Ay-A″）/2afy=（0.516-0.21）/(2×0.05)=3.06</p><p>　　取3齒，少切了0.06×0.05×2＝0.006mm的余量，需要增加一個精切齒，其齒升量為0.003mm，這樣圓形齒段有粗切齒3個，過渡齒3個，精切齒3個。</p><p><

80、;b>　　3校準(zhǔn)部齒數(shù)</b></p><p><b>　　查表4-15得：</b></p><p>　　圓形齒段：Zyx=7</p><p>　　花鍵齒段：Zhx=5 </p><p>　　4.4.12 拉刀齒部長度</p><p>　　圓形齒部分：ly=(6

81、15;6+4.5×10)mm=81mm</p><p>　　花鍵齒部分：lh=(6×38+4.5×7+6)mm=265.5mm</p><p>　　總長度：l齒=ly+lh=346.5mm</p><p>　　4.4.13 設(shè)計拉刀其他部分</p><p>　　按表4-17、4-19、4-23計算：</p&

82、gt;<p>　　前柄 l1=80mm d1=11f8mm</p><p>　　頸部 l2=m+Bs+A-l3=(10+60+30-10)mm=90mm d2=d1-0.5mm=10.5mm</p><p>　　過渡錐 l3=10mm</p><p>　　前導(dǎo)部 l4=40mm d4=dwmin=12.5f7</p><p&g

83、t;　　前柄伸入夾頭長度l1′=80-10mm=70mm</p><p>　　前柄端部值第一刀齒的距離 L1′=l1′+m+Bs+A+l4=(70+10+60+30+40)mm=210mm</p><p>　　后導(dǎo)部 l7=20mm d7=dmymin=13f7mm</p><p>　　后柄 l8=60mm d8=12f8mm</p><p&

84、gt;<b>　　其余見圖</b></p><p>　　4.4.14 拉刀總長及其校驗</p><p>　　L=L1′+L齒+L7+L8=210+346.5+20+60mm=636.5mm</p><p>　　4.5矩形花鍵拉刀的計算</p><p>　　4.5.1矩形花鍵拉刀的幾何參數(shù)（包括計算公式和計算結(jié)果）<

85、/p><p><b>　　表6</b></p><p>　　4.5.2 排齒升量</p><p><b>　　表7</b></p><p>　　4.6對技術(shù)條件的說明</p><p>　　4.6.1注意的問題</p><p>　?、?鍵寬偏差：根據(jù)工件鍵寬

86、的精度確定，可再-0.01-0.02之間</p><p>　?、?花鍵齒圓周相鄰齒距誤差，應(yīng)小于拉刀鍵寬偏差，但不得大于0.02mm</p><p>　?、?花鍵齒圓周不等分累積誤差</p><p>　?、?花鍵齒的底徑偏差按d11或只準(zhǔn)負(fù)偏差</p><p>　?、?花鍵齒兩側(cè)面的不平行度，螺旋度及鍵齒對拉刀軸線不對稱度在鍵寬公差范圍內(nèi)；倒

87、角齒對拉刀軸線不對稱度不大于0.05mm</p><p>　　4.6.2鍵槽拉刀的尺寸偏差</p><p>　?、偾旋X齒高偏差（mm）</p><p>　?、诰旋X及校準(zhǔn)齒齒高偏差取－0.015mm</p><p>　?、鄣扼w側(cè)面和底面不直度偏差：鍵寬為3－12mm時為0.06/100</p><p>　　④鍵寬偏差取

88、為工件槽寬公差的1/3，但不大于0.02mm，符號?。ǎ?lt;/p><p>　?、萱I齒對刀體中心線的不對稱度在拉刀鍵寬公差范圍內(nèi)</p><p>　?、捩I齒對刀體中心不對稱的在鍵寬公差以內(nèi)</p><p>　　4.6.3拉刀其他部分長度偏差</p><p>　　①拉刀總長偏差：當(dāng)L<1000mm時取±2mm。</p>

89、;<p>　　②切削部分長度偏差取±2mm。</p><p>　?、坌?zhǔn)部分長度偏差取±1mm。</p><p>　　④柄部長度取偏差取±1mm。</p><p>　?、萸皩?dǎo)部，后導(dǎo)部長度偏差取±1mm。</p><p>　　⑥容屑槽深偏差：當(dāng)h<4mm時，取±0.3mm。

90、</p><p>　　4.6.4 拉刀主要技術(shù)條件</p><p>　　拉刀各部分的表面粗糙度：</p><p>　　刀齒前面Ra0.8µm 后導(dǎo)部表面Ra0.8µm</p><p>　　刀齒后面Ra0.8µm 柄部表面Ra1.6µm</p><

91、;p>　　刃帶表面Ra0.4µm 頸部表面Ra6.4µm</p><p>　　前導(dǎo)部表面Ra0.8µm 過渡錐表面Ra1.6µm</p><p>　　拉刀外徑在全長上的徑向跳動不超過0.06mm。</p><p><b>　　5總結(jié)</b></p>&

92、lt;p>　　在考試之際，我們一邊要復(fù)習(xí)一邊要課程設(shè)計，提高了我們對事物的協(xié)調(diào)能力。我們這個學(xué)期的刀具課程給予我們的是零散的知識點，對于刀具課程我們只有在零散的知識中理解和慢慢掌握，要求比較低，只要是大學(xué)生就差不多可以達(dá)到了!但是對于刀具的課程設(shè)計我們就應(yīng)該整合我們所學(xué)的知識，并且通過自己的各方面能力，綜合考慮各方面知識來得出結(jié)果。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我學(xué)到了：</p>&

93、lt;p>　　我了解到機(jī)械特別是刀具方面的內(nèi)容也是很繁瑣的，過去一直以為刀具就是能切就可以，例如菜刀等常用的，經(jīng)過課程設(shè)計后發(fā)現(xiàn)并非如此！</p><p>　　查閱資料的方法和說明書怎么寫。</p><p>　　對金屬切削原理有了更加全面的了解，并且對刀具有了更深入的了解，特別是刀具設(shè)計方面的知識。</p><p>　　剛好鞏固了前段時間學(xué)的Pro/e軟件和熟

94、練了大一時學(xué)AutoCAD軟件。</p><p>　　對辦公軟件word和excel有了更好的掌握。</p><p>　　但是由于對刀具知識學(xué)習(xí)有限、刀具資料有限、經(jīng)驗不足加上時間比較緊迫有些設(shè)計過程難免有不足和缺點，懇請老師您指正批評。</p><p><b>　　6參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　(1)武文革

95、辛志杰主編. 金屬切學(xué)原理及刀具，國防工業(yè)出版社，2009.9(1.1)</p><p>　　(2)龐學(xué)慧 武文革主編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ),電子工業(yè)出版社，2009.7（1）</p><p>　　(3)戴枝榮 張遠(yuǎn)明主編. 工程材料（第二版），高等教育出版社，2006.3（2.13）</p><p>　　侯華 葉云編著. 金屬工藝學(xué)實習(xí)教程，2007.6<

96、/p><p>　　（5）鄧文英 郭曉鵬主編. 金屬工藝學(xué)（第五版），高等教育出版社，2008.4（5.9）</p><p>　?。?)李虹 暴建崗 程軍主編. 畫法幾何及機(jī)械制圖（第二版），國防工業(yè)出版社，2008.8（2.1）</p><p>　?。?）蔣加伏 沈岳主編. 大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)（第三版），北京郵電大學(xué)出版社，2006.4（3.15）</p>&

97、lt;p>　?。?）金屬切削刀具指導(dǎo)書</p><p>　　(9)機(jī)械工程手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，1980年</p><p>　　Pro/ENGINEER專用培訓(xùn)教材。</p><p>　　樂兌謙主編.金屬切削刀具（第二版），機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　劉華明主編.金屬切削刀具課程設(shè)計指導(dǎo)資料，機(jī)械工業(yè)出版社，1986。