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1、中北大学程设计说明书里面北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 陈伶 学 号： 0802014126 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： 成云平 职称: 副教授 指导教师： 武文革 职称: 教 授 2011年6月4日 中北大学课程设计任务书 2010/2011 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： 陈伶 学 号： 0802014126 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： 5月30日6月4日 课程设计地点： 工字楼 指
2、导 教 师： 成云平、武文革 系 主 任： 王 彪 下达任务书日期: 2011年5月30日课 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，锻炼和培育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、处理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) 学会绘制符合规定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
3、、技术参数、条件、设计要求等）：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
4、纸不少于20页）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，1994.72乐兑谦主编金属切削刀具北京：国防工业出版社，1984.65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：2011年5月30 日 消化资料、方案设计 5月31日 结构草图设计及校验计算6月1 日 6月2日 工作图设计6月3日 编写说明书6月4日 答辩系主任审查意见： 签字： 年 月 日矩形花键拉刀设计说明书目录1 设计任务
10、3;181.设计任务261. 矩形花键拉刀设计 被加工零件如图1.所示，工件材料为：45钢；硬度HBS175 ；强度b = 600Mpa；工件长度L=45mm。2. 矩形花键铣刀设计被加工零件如图2.所示，工件材料为：45钢；硬度HBS175 ；强度b = 600Mpa；工件长度L=45mm。 图1 图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或者是继续学习的过
11、程中打下一个坚实的基础。我的课程设计课题目是圆孔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,在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的程度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高今后设
12、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批评指正,不胜感激。 陈伶 2011-06-023.绪论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) 学会绘制符合规定要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件。设计内容和要求完成矩形花键铣刀、圆孔拉刀
13、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体问题以及设计计算的全部过程；设计说明书里面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。4.矩形花键拉刀的设计（一）选定刀具类型和材料的依据1选择刀具类型： 采用的刀具类型不同将对加工生产率和精度有重要影响。总结更多的高生产率刀具能够准确的看出，增加刀具同时参加切削的刀刃长度能有效的提高其生产效率。例如，用花键拉刀加工花键孔时，同
14、时参加切削的刀刃长度l=BnZi，其中B为键宽，n为键数，Zi为在拉削长度内同时参加切削的齿数。若用插刀同时参加切削的刀刃长度比插刀大得多，因而生产率也高得多。 2正确选择刀具材料： 刀具材料选择得是否恰当对刀具的生产率有重要的影响。因为硬质合金比高速钢及其他工具钢生产率高得多，因此，在能采用硬质合金、的情况下应尽力采用。由于目前硬质合金的性能还有许多缺陷，如脆性大，极难加工等，使他在许多刀具上应用还很困难，因而，目前许多复杂刀具还主要使用在高速钢制造。拉刀结构较为复杂，造价昂贵，因此要求采用耐磨的刀具材料，以提高其耐用度；考虑到还应有良好的工艺性能，根据刀具课程设计指导书表
15、29，选择高速工具钢，其应用场景范围用在所有刀具，特别是形状较复杂的刀具。（二）刀具结构参数及各部分功用1拉刀的结构图1表1代号名 称功 用1柄部夹持拉刀，传递动力2颈部连接柄部和后面各部，其直径与柄部相同或略小，拉刀材料及规格等标记一般打在颈部。3过度锥颈部到前导部的过渡部分，使拉刀容易进入工件孔中。4前导部起引导拉刀切削部进入工件的作用，5切削部担负切削工作，包括粗切齿、过渡齿及精切齿。6校准部起刮光、校准作用，提高工件表面光洁度及精度，并作为切削部的后备部。7后导部保持拉刀与工件的最后相对位置，防止在拉刀即将离开工件时因工件下垂而损坏工件已加工表面及刀齿。8尾部支持拉刀使之不下垂，多用于较大
16、较长的拉刀，也用于安装压力环。 2 切削方式：采用分层拉削方式中的同廓式拉削方式 3拉削余量：对于花键孔A=De-Do 4拉刀刀齿结构： 表2名称功用前刀面切削流出的表面后刀面最终形成已加工表面的面副后刀面刀齿上和已加工表面相对的表面、分屑槽两侧面刃带也称第一后刀面，是主切削刃和后刀面之间的后角为零的窄面，它有稳定的拉削过程，防止拉刀摆尾的作用主切削刃是前后刀面的交线副切削刃是前刀面和副后刀面的交线，分屑槽中也有两条副切削刃过渡刃可以是直线或圆弧，它有助于减缓刀尖的磨损刀尖主副切削刃的相交点容屑槽其形状必须有利于切屑卷曲，并能宽敞地容纳切屑分屑槽减小切削宽度，降低切削卷曲阻力，便于切削容纳在容
17、屑槽内，从而改善拉削状况棱刀齿后刀面与齿背的交线齿背容屑槽中靠近后刀面的部分 三.矩形花键拉刀参数计算1.选择拉刀材料：V2.拉刀几何参数汇总如下表3已知条件：1、花键孔尺寸： 大径 小径 键槽宽度倒角C=0.5mm键数n=8 2、拉削长度：L=45mm 3、工件材料：45钢 硬度HBS175 强度b = 600Mpa 4、预制孔直径：Do=55mm 5、拉床型号：L6120序号项目符号计算公式或选取方法计算精度计算举例1拉刀材料W18Cr4V2齿升量af查表4-6af=0.06mm3齿距t按表4-12取t=9mm4同时工作齿数ZeZe=（l/t）+1Ze=65拉削余量切削顺序根据表4-39确
22、四） 对技术条件的说明1 拉刀各部分的表面光洁度表4部 位Ra刃带0.4前后刀面；前后导部；各种花键拉刀齿形表面0.8柄部；过渡锥；矩形花键拉刀表面侧隙面1.6容屑沟底及齿背，颈部3.2花键刀齿底径12.5（1）4.2 拉刀各部分尺寸偏差（2）拉刀外圆直径在全长上的最大径向跳动量之差（3）切削齿外圆直径偏差：0.020（4）精切齿外圆直径偏差按-0.01mm（5）校准齿外圆直径偏差（包括与校准齿直径相同的精切齿），查得-0.009mm（6）矩形花键拉刀其他尺寸偏差 键宽偏差：根据工件键宽的精度确定，可再-0.01-0.02之间 花键齿圆周相邻齿距误差，应小于拉刀键宽偏差，但小于0.02mm
23、 花键齿圆周不等分累积误差 花键齿的底径偏差按d11或只准负偏差 花键齿两侧面的不平行度，螺旋度及键齿对拉刀轴线不对称度在键宽公差范围内；倒角齿对拉刀轴线mm 拉刀倒角齿计算值M的偏差：0.02mm2键槽拉刀的尺寸偏差 切齿齿高偏差（mm）齿升量齿高偏差相邻齿高偏差0.050.080.0250.025 精切齿及校准齿齿高偏差取0.015mm 刀体侧面和底面不直度偏差：键宽为312mm时为0.06/100 键宽偏差取为工件槽宽公差的1/3，但不大于0.02mm，符号取（） 键齿对刀体中心线的不对称度在拉刀键宽公差范围内 键齿对刀体中心不对称的在键宽公差以内3拉刀
24、别的部分长度偏差 拉刀总长偏差：当L1000mm时取2mm。 切削部分长度偏差取2mm。 校准部分长度偏差取1mm。 柄部长度取偏差取1mm。 前导部，后导部长度偏差取1mm。 容屑槽深偏差：当h4mm时，取0.3mm5.矩形花键铣刀的设计6.心得感受通过这次课程设计我收获了很多，知道了基本的设计方法和思路，对一些基本的刀具有了一个更深的了解，同时通过这次设计学到了很多课堂上所没有的东西，懂得了设计不是一个人的事情，需要大家很好的配合才能做好。我查阅了很多有关的资料，矩形花键拉刀的设计基本上满足了题目的要求。
25、成形车刀的设计也基本上满足了题目相应的要求。这两个刀具在某些数据的选择上和所查资料上的数据稍微有点偏差，但都在允许范围内。当然由于知识有限此次的设计也有许多不足之处，在矩形花键拉刀中，矩齿形和圆孔间的过渡不平稳，这就使刀具的耐用度受到了影响。我会在以后的学习中更加注意，使自己防止同样的问题。7.参考文献刀具设计手册袁哲俊 刘华明 机械工业出版社 1999.6金属切削刀具乐兑谦 国防工业出版社 1984.6金属切削刀具设计简明手册刘华明 机械工业出版社 1994.7互换性与测量技术基础 庞学慧 武文革 电子工业出版社 2009.7刀具课程设计指导书 刘华明 哈尔滨工业大学.1981金属切削原理与刀具 陈锡渠 彭晓南 北京大学出版社.2006金属切削原理与刀具 陆剑中 孙家宁 机械工业出版社.2006第 24 页 共 24 页
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