圆孔拉刀及矩形花键铣刀的设计说明书

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圆孔拉刀及矩形花键铣刀的设计说明书

目录

前言3一.绪论

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1.1刀具的发展31.2本课题的研究目的3二.圆孔拉刀的设计4原始条件和设计要求4

2设计步骤42.1选择拉刀材料42.2拉削方式42.3拉削余量52.4几何参数52.5齿升量62.6确定齿距72.7确定同时工作齿数82.8容屑槽形状82.9确定容屑系数82.10确定容屑槽尺寸82.11拉刀的分屑槽形状及尺寸92.12确定拉刀的齿数和每齿直径尺寸112.13柄部结构形式及尺寸122.14颈部直径与长度122.15过渡锥长度132.16前导部直径长度132.17后导部直径长度132.18柄部前端到第一齿长度132.19计算最大切削力142.20拉床拉力校验16

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2.21拉刀强度校验162.22计算校验拉刀172.23确定拉刀技术要求17三．矩形花键铣刀的设计203.1前言203.2花键轴尺寸203.3拉削长度203.4工件材料203.5设计步骤203.6铣刀各参数具体计算及设计过程223.6.1材料的选择及热处理223.6.2计算齿槽半角223.6.3计算圆弧中心半角223.6.4计算齿顶宽223.6.5齿廓高度223.6.6铣刀宽度233.6.7齿顶圆半径233.6.8铣刀前角233.6.9铣刀孔径233.6.10铣刀外径233.6.11铣刀圆周齿数233.6.12铣刀后角的选择233.6.14容屑槽的设计233.6.15分屑槽尺寸243.6.16键槽尺寸的确定243.7技术条件243.8技术要求25四.总结25五．中北大学课程设计说明书

11d0=30mm，槽数n=(?)?d0=28

76槽宽b=1?1.2mm，深h??0.5mm，槽形角?????

2.12确定拉刀齿数和每齿直径尺寸

过度齿齿数zg=3～5,精切齿齿数zj=3～7,校准齿齿数zx=5～7

取过渡齿与精切齿齿升量递减为：0.025、0.020、0.015、0.015、0.01、0.01mm，

1切除余量Ag?Aj，其中，前2齿齿升量大于af，可属过渡齿；后4齿齿升量较小，

2属精切齿。

Ag?Aj=2×（0.025+0.020+0.015+0.015+0.010+0.010）=0.19mm粗切齿齿数zc=

????g??j?2af?1=15

粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量:[（15－1）×2×0.03＋0.19]mm=1.030mm剩下（1.040-1.030）mm=0.010mm的余量未切除，需增设一个精切齿切到要求的尺寸。按表4-14，取校准齿7个，则拉刀总齿数为：

zc?zg?zj?zx=15+2+5+7=29

按齿号列出了各齿直径尺寸及其公差见下表2.10：表2.10各齿直径尺寸及其公差

齿号12345678910

直径基本尺寸D(mm)29.00029.10029.20029.30029.40029.50029.60029.70029.80029.860直径尺寸公差(mm)?0.015?0.01

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111213141516171819202122232.13柄部结构形式及尺寸

29.91029.95029.98030.00030.02030.04030.04030.04030.04030.04030.04030.04030.040?0.010?0.07拉刀圆柱形前柄的结构形式可分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型用于柄部直径小于18mm的拉刀，

Ⅱ型用于柄部直径大于18mm的拉刀。Ⅰ型和Ⅱ型又可分为无周向定位面和有周向定位面。当拉刀用于实现工作行程和返回行程的自动循环时，需要有后柄结构，后柄放置在拉刀后导部的后边，后柄的结构形式有Ⅰ型和Ⅱ型两种，Ⅰ型为整体式，Ⅱ型为装配式，一般在后柄直径较大时采用。

故该拉刀选择Ⅱ型A-无周向定位面的圆柱形前柄型式.查表2.11知:

?0.025'0前柄L3?l1?120D1?d1??50f8D?d??38h12?0.0642?0.250

l?25l?32c?5

'''

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2.14颈部直径

d2l与长度2

颈部直径可取与前柄直径一致值,也可略小于前柄直径.颈部长度要保证拉刀第一个刀齿尚未进入工件之前,拉刀前柄能被拉床的夹头夹住.因此可得拉刀颈部长度计算公式颈部长度：l2?m?Bs?A?l3?110mm

对于L6120型号的拉床,其尺寸如下:式中:l2--颈部长度

m=10～20取m=15

Bs--拉床床壁厚度75mm

A--法兰盘厚度35mm

l3--过渡锥长度10，15或20mm，这里选l3=15mm

颈部直径；d2?d1??????????

取d2?d1?????????mm

2.18过度锥长度l3

l3=15mm2.19前导部直径

d4,长度l4

d54f7?0.0304?dwmin???0.060

l4?l或l4?40取l4=40mm

2.20后导部直径错误！未找到引用源。,长度l7??????????l或l7?20取l7=20mm

d0.0307?dmmin??55f7??0.060

'2.21柄部前端到第一齿长度L1

拉刀前柄端面至第1刀齿的距离

L'1?l'1?m?Bs?A?l4?120+15+75+35+40=285mm

l'1前柄伸入夹头的长度l1'?l1???????或l1'?l1取l1'=120mm

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2.22计算最大切削力Fcmax

按表2.12、表2.13、表2.14和表2.15计算最大拉削力。根据综合式拉削特点，切削厚度ac?2af

Fmax?Fz??aWZemaxk0k1k2k3k4?10?3?233?55??5?1.27?1.15?0.9?1?10?3?132.23KN2式中:Fz?-切削刃单位长度上的切削力查表4-22有Fz?=233N

表2.12拉刀颈部、过渡锥部、前导部和后导部的计算（mm）

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表2.13拉削力计算公式

表2.14拉削力修正系数

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中北大学课程设计说明书表2.15拉刀切削刃上的切削力（N/mm）

2.23拉床拉力校验

计算出的拉削力Fmax应小于拉床的实际拉力,Fmax?Fr

对于良好状态的旧拉床,F允=0.8Fr,其中L6120型拉床的公称拉力Fr=200KN故Fmax?0.8Fr=0.8?200=160KN,所以拉床拉力足够.

2.24拉刀强度校验

为防止拉刀拉断,拉削时产生的拉应力应小于拉刀材料的许用应力,即

?=Fmax/Amin????,

式中:Amin--拉刀上的危险截面积,一般在柄部或颈部.???--拉刀材料的许用应力,高速钢的???=0.35GPa

2A?d23.14?382min=2=2=1134.1mm2

?=Fmax/Amin=132.23/1134.1=0.116GPa60最大总长度

28d030d028d026d025d024d0缜密圆拉刀一般不超过20d02.27确定拉刀技术要求(GB3813-83)①拉刀热处理

用W6Mo5Cr4V2高速工具钢制造的拉刀热处理硬度刀齿和后导部63?66HRC

前导部60?66HRC

柄部45?58HRC允许进行表面加强处理②拉刀表面粗糙度(见表2.16)

表2.16拉刀表面粗糙度拉刀表面表面粗糙度拉刀表面表面粗糙度17

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Rz1.6?m刀齿圆柱刃带表面精切齿前面校准齿前面粗切齿前面刀齿后面Rz1.6?mRz1.6?mRz????mRz3.2?m前导部外圆柱表面后导部外圆柱表面中心孔工作锥面柄部外圆柱表面Ra?????mRa?????mRz????mRa1.25?m

③拉刀粗切齿外圆直径的极限偏差(见表2.17)表2.17拉刀粗切齿外圆直径的极限偏差齿升量?0.03?0.05外圆直径极限偏差相邻齿齿升量差0.007?0.015

④圆拉刀精切齿与外圆校准齿外圆直径的极限偏差(见表2.18)表2.18圆拉刀精切齿与外圆校准齿外圆直径的极限偏差被加工孔的直径偏差校准齿与其尺寸一致的精切齿的外圆直径的极限偏差0.018其余精切齿的外圆直径的极限偏差0?0.010?0.0050?0.0070?0.0090?0.0120?0.015>0.018?0.027>0.027?0.036>0.036?0.046>0.046

⑤拉刀外圆表面对拉刀基准轴线的径向圆跳动公差(见表2.19)

表2.19拉刀外圆表面对拉刀基准轴线的径向圆跳动公差

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对拉刀基准轴线的径向跳动公差拉刀柄部与卡爪接触的锥面对拉刀基准轴线的斜向圆跳动公差拉刀各部分的径向圆跳动应在同一个方向校准齿和校准齿一致直径的精切齿及后导部不得超过表五中所规定的外圆直径公差值

其余部分拉刀全长与其基本直径的比值径向圆跳动公差0.115>15?25>250.030.040.06⑥拉刀前导部与后导部外圆直径公差(按f7)⑦拉刀全长尺寸的极限偏差(见表2.20)表2.20拉刀全长尺寸的极限偏差拉刀全长尺寸长度尺寸允许的极限偏差?3?5?1000>1000⑧拉刀表面

拉刀表面不得有裂纹,碰伤,锈迹等影响使用性能的缺陷.⑨拉刀切削刃

拉刀切削刃应锋利,不得有毛刺,崩刃和磨削烧伤.⑩拉刀容屑槽

拉刀容屑槽的连接应圆滑,不许有台阶.2.28绘制拉刀工作图

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三．矩形花键铣刀的设计

3.1前言

铣刀是一种应用很广泛的多齿多刃回转刀具。铣削加工时，铣刀饶起轴线转动，而工件做进给运动。

铣削加工与刨削加工相比较，铣削时同时参与工作的切削刃总长度较长，且无空行程，而使用的的切削也叫高，故加工生产效率也一般较高，表面的粗糙度也较小。铣刀的种类好多。3.2花键轴尺寸3.23.28d108键均布0.015A3.21.61x45°1x45°48a11742f401.6A0.05图2.图1.内径错误！未找到引用源。键数Z＝8

0.040键宽b?8??0.098

外径错误！未找到引用源。键底圆角半径r＝13.3拉削长度L=60mm

3.4工件材料球墨铸铁QT800－2硬度HBS250强度σb=600Mpa

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3.9绘制铣刀工作图

四．总结

课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是稳定大学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验毕业生综合应用知识的