金属切削原理及刀具专业课程设计项目说明指导书.doc

圆孔拉刀与矩形花键铣刀设计阐明书

目录

1． 前言···········································2

2． 绪论···········································3

3． 圆孔拉刀设计···································4

4． 矩形花键铣刀设计·······························14

5． 总结···········································18

6． 参照文献·······································19

1.前言
转眼之间大学四年学习已过去多半，在咱们完毕本学期学业之前，通过课程设计来检查和考验咱们在这半年所学，同步对于咱们自身来说，这次课程设计很贴切地把某些实践性东西引入咱们设计中和平时所学理论知识有关联。为咱们无论是在将来工作或者是继续学习过程中打下一种坚实基本。
我课程设计课题目是圆孔拉刀与矩形花键铣刀设计。在设计过程当中,我通过查阅关于资料和运用所学专业或关于知识，例如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD运用，设计了零件工艺、编制了零件加工程序等。我运用本次课程设计机会对以往所有所学知识加以梳理检查，同步又可以在设计当中查找自己所学局限性从而加以弥补，使我对专业知识得到进一步理解和系统掌握。
由于水平有限,设计编写时间也仓促,在咱们设计过程中会遇到某些技术和专业知识其他方面问题，再加上咱们对知识掌握限度，因此设计中咱们设计会有某些不尽如人意地方，为了共同提高此后设计设计质量，但愿在考核和答辩过程中得到各位指引教师谅解与批评指正。

2．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”等关于课程基本上进行重要实践性教学环节，其目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能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力强化训练。
通过金属切削刀具课程设计，详细应使学生做到：
(1) 掌握金属切削刀具设计和计算基本办法；
(2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难；
(3) 学会绘制符合原则规定刀具工作图，能标注出必要技术条件。
设计内容和规定
完毕对矩形花键铣刀、圆孔拉刀两种刀具设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要零件图以及编写一份对的、完整设计阐明书。
刀具工作图应涉及制造及检查该刀具所需所有图形、尺寸、公差、粗糙度规定及技术条件等；阐明书涉及设计时所涉及重要问题以及设计计算所有过程；设计阐明书中计算精确无误，所使用尺寸、数据和计量单位，均符合关于原则和法定计量单位。

3.圆孔拉刀设计

1. 刀具构造参数及各某些功用

1.1．拉刀构造及功用(见图（一）、表（一）)

图（一）、拉刀构造
表（一）
代号
名 称
功 用
1
柄部
夹持拉刀，传递动力
2
颈部
连接柄部和背面各部，其直径与柄部相似或略小，拉刀材料及规格等标记普通打在颈部。
3
过度锥
颈部到前导部过渡某些，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作用，
5
切削部
肩负切削工作，涉及粗切齿、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，并作为切削部后备部。
7
后导部
保持拉刀与工件最后相对位置，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。

1.2 切削方式：采用分层拉削方式中同廓式拉削方式。
1.3拉削余量：对于花键孔A=De-Do
1．4拉刀刀齿构造及功用（见表（二））
表（二）
名称
功用
前刀面
切削流出表面
后刀面
最后形成已加工表面面
副后刀面
刀齿上和已加工表面相对表面、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后角为零窄面，它有稳定拉削过程，防止拉刀摆尾作用
主切削刃
是先后刀面交线
副切削刃
是前刀面和副后刀面交线，分屑槽中也有两条副切削刃
过渡刃
可以是直线或圆弧，它有助于减缓刀尖磨损
刀尖
主副切削刃相交点
容屑槽
其形状必要有助于切屑卷曲，并能宽敞地容纳切屑
分屑槽
减小切削宽度，减少切削卷曲阻力，便于切削容纳在容屑槽内，从而改进拉削状况
棱
刀齿后刀面与齿背交线
齿背
容屑槽中接近后刀面某些

2． 设计规定

设计规定：按照规定完毕一把成型拉刀，并且可以用该刀具加工出图示工件。

3． 选用拉刀材料及硬度

工件材料为：25钢；硬度HBS150 ；强度σb =430Mpa
参照附录表5，选高速钢整体制造拉刀。

4． 拟定拉削方式

综合式拉刀较短，适于拉削碳钢和低合金钢，拉削精度和表面质量并不低于其她拉削方式，且拉刀耐用度高，因而选取综合拉削。

5． 选取刀齿几何参数

按《金属切削刀具设计简要手册》表4-2、4-3查选：硬度为HBS150，25钢。
因此选取 前角：=17， 精切齿与校准齿倒棱角为5。
后角：粗切齿： ;
精切齿： ;
校准齿：

6． 拟定校准齿直径

以脚标o、w、m、c、f、j和x依次表达拉刀、预制孔、拉削孔、粗切齿、过渡齿、精切齿和校准齿。
mm
式中：—拉削变形（收缩量），按表4—15，4—16选，=0.01mm

7． 拟定拉削余量

按《金属切削刀具设计简要手册》表4-1选公式计算：
计算余量为：

取预制孔加工方式为原则麻花钻加工，按国标GB6137-85《锥柄长麻花钻》第1系列取钻头。
实际拉削余量为：

8． 选用齿升量

由材料为25钢，，且为综合式圆拉刀。按《金属切削刀具设计简要手册》表 4-4选，取粗齿升量为：。为获得较好加工表面质量和良好加工性能，取较小齿升量为

9． 设计容屑槽（图（二））

图（二）、拉刀齿形及分屑槽参数

9.1 计算齿距：
按《金属切削刀具设计简要手册》表4-7选公式计算，
粗切齿与过渡齿齿距为：

取P=8mm.
精切齿和校准齿齿距取为：

取为6mm
9.2 选用拉刀容屑槽：
查《金属切削刀具设计简要手册》表4-8，综合式拉刀或拉削塑性材料时，宜采用曲线齿背型容屑槽。故：
粗切齿、过渡齿取深槽，h=3mm;
精切齿、校准齿取基本槽,h=2mm；
9.3 校验容屑条件：
查《金属切削刀具设计简要手册》表4-10，

得容屑系数K=3

显然，，容屑条件校验合格。
9.4 校验工作齿数：
照《金属切削刀具设计简要手册》表4-7计算，
，， ；
满足校验条件，校验合格。
10. 拟定分屑槽参数

拉刀粗切齿与过渡齿采用弧形分屑槽，精切齿采用三角形分屑槽；
按《金属切削刀具设计简要手册》表4-11，4-12设计计算，
弧形分屑槽为：
当：，
槽数：，
槽宽：
切削宽度：
三角形分屑槽为：

槽数：
槽宽：
槽深：
槽角：

11. 选取拉刀前柄

按《金属切削刀具设计简要手册》表4-17，选用II型—A无周向定位面圆柱形前柄，取,卡爪处底径，
该拉刀无需设后柄。

12． 校验拉刀强度与拉床载荷

查《金属切削刀具设计简要手册》表4-25，得：
=0.35GPa。
按《金属切削刀具设计简要手册》表4-20，4-21，4-22计算最大拉削力。
依照综合式拉削特点，
切削厚度
；
（为拉刀直径）；

拉刀最小断面为前柄卡爪底部，其面积为：

危险断面部位拉应力为：

高速钢圆拉刀许用应力=0.35GPa，显然，拉刀强度校验合格。
按《金属切削刀具设计简要手册》表4-23，4-24，选用工作状态良好L6110型旧拉床，可算出拉床容许拉应力：

显然，拉床载荷校验合格。
13． 拟定拉刀齿数和每齿直径尺寸

取过渡齿与精切齿齿升量递减为,,,,,,,因此取为：0.025，0.02，0.015，0.012，0.01，0.01；共切除余量：

其中前2齿齿升量不不大于，可属于过渡齿，后4齿齿升量较小，属精切齿。
粗切齿齿数按下式计算后取整为：

粗切齿、过渡齿、精切齿共切除余量：
（15-1）×2×0.03+0.184=1.024
剩余（1.035-1.024）=0.011，需增设一种精切齿到规定尺寸；
按《金属切削刀具设计简要手册》表4-14，取校准齿7个，其直径尺寸前面已经拟定了。
这样，拉刀总齿数为：

表（三）中列出各齿直径尺寸及其公差

表（三）、各齿直径尺寸及其公差
齿号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
基本尺寸D(mm)
34．00
34．06
34.12
34.18
34.24
34.30
34.36
34.42
34.48
34.54
直径尺寸公差（mm）

齿号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
基本尺寸D(mm)
34.60
34.66
34.72
34.78
34.84
34.89
34.93
34.96
34.984
35.004
直径尺寸公差（mm）

齿号
21
22
23
24
25
26
27
28
29

基本尺寸D(mm)
35.024
35.035
35.035
35.035
35.035
35.035
35.035
35.035
35.035

直径尺寸公差（mm）

14． 设计拉刀其他某些

按《金属切削刀具设计简要手册》表4-19，
前柄： ，
颈部：
过渡锥：
前导部：
后导部：
拉刀前柄端面至第1刀齿距离：

图（三）、前柄、颈部、过渡锥、前导部
图（四）、后导部

15． 计算和校验拉刀总长

粗切齿与过渡齿长：
精切齿与校准齿长：
拉刀总长：
按《金属切削刀具设计简要手册》表4-26容许拉刀总长为，显然拉刀短得多，因此长度核验合格。

16． 制定拉刀技术条件

制定拉刀技术条件;
①、热解决：
刀齿和后导部 63～66 HRC
前导部 60～66 HRC
柄部 45～58 HRC
容许进行表面热解决。

②、拉刀几何角度极限偏差：
前角：
切削齿后角：
校准齿后角：

17． 绘制拉刀工作图

依照以上得到成果，按照数据进行刀具图绘制，绘制图一张。依照有关规定制定粗糙度等等标注。（详细阐明见图纸）

4.花键铣刀设计

1． 拟定铣刀宽度与齿形高度
铣刀宽度应比工件廓形宽度略大，经几何计算（参照图（五）），取铣刀宽度为：B=4.24mm
当取铣刀前角为零度时，k点与l点范畴内曲线即为铣刀前刀面齿形，也是铣刀轴向齿形。
铣刀齿形高度由l点拟定，纵坐标为5.33mm
铣刀齿形最大高度点l齿形高度：

最大齿形高度：

图（五）
2. 拟定容屑槽形式
容屑槽形式：平底容屑槽
3. 拟定铣刀孔径
查《金属切削刀具设计简要手册》表3-4，铣刀宽度B=4.24，可取d=13mm
4. 初选铣刀外径
由式：
可得：
5. 初选铣刀齿数：
；
由于k与r不能拟定
按式：

初步取为8，
铣刀圆周齿距为：

齿数为：

6. 拟定铣刀后角及铲削量就：
选进给方向后角，可取

应保证 不不大于，∴取
计算铲削量并按《金属切削刀具设计简要手册》附录表2圆整：
铲削量：
双重铲齿铣刀背采用Ⅰ型铲齿形式，

7. 拟定容屑槽底半径：

铣刀铲磨，取A=4，则，
（圆整为0.5mm整数倍）

8. 拟定容屑槽角
取
9. 拟定容屑槽形状和深度H（见图（六））
对于Ⅰ型齿背

图（六）
10． 检查刀齿和刀体强度
(1) 检查刀齿强度:

故刀齿强度可满足。
(2) 检查刀体强度：
为保证刀体强度,规定：

故刀体强度也可满足规定。
11. 校验铲磨齿形时砂轮与否和下一种刀齿发生干涉
(1)按所设计成形铣刀参数和r作出铣刀端面投影图,可得A,I,J三点.从第一齿顶点A沿径向取齿廓高度h得G点,从第二齿顶点J沿径向取铲削量K得B点,取齿廓高度h得E点,从A点作直线AO1,AO1与前刀面AO夹角为,又作AB两点连线中垂线与直线AO1交于O1点,以O1点为圆心,O1A为半径作圆弧连A点B点即得近似齿顶铲背曲线;以O1G为半径画圆弧GD,即为近似齿底铲背曲线 。参见图（七）。
(2) 选砂轮直径,式中25为砂轮法兰盘直径,h为铣刀齿廓高度.普通。
(3) 在弧AJ上取一点a ,使弧连接FO1并延长之,自F点在此延长线上截获得O2,以O2为圆心,为半径作圆,即得砂轮外圆周,并切弧GD于F点.此时砂轮外圆周如在下一种刀齿E点上方,则砂轮在铲磨时不会遇到下一种刀齿,如果在E点下方,则铲磨时会遇到下一种刀齿,即发生干涉。

图（七）
12. 拟定内孔空刀尺寸及键槽尺寸
内孔空刀尺寸按《金属切削刀具设计简要手册》附录3拟定,加宽为22加强套筒.取空刀尺寸为10。键槽尺寸按《金属切削刀具设计简要手册》附录表1拟定,取为20×3×3.2
13. 拟定铣刀技术条件 铣刀材料选用：
拟定铣刀刀齿形用样板检查,依照工件规定精度,取铣刀齿形公差为工件廓形公差即:0.037mm
铣刀内孔公差可取H7

5.总结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力重要环节,是对学生实际工作能力详细训练和考察过程. 课程设计作为工科院校大学生必修环节，不但是巩固大学生大学所学知识重要环节，并且也是在检查毕业生综合应用知识能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前一次实践性锻炼.
通过这一学期学习和对关于资料查阅，我运用所学专业知识和从与专业有关联课程为出发点，设计了刀具零件工艺、编制了刀具零件加工程序，并复习了所学软件AUTOCAD运用，同步学习了其她某些有关软件应用。在设计思想中尽量体现了我所学、掌握和理解知识。
回顾起本次刀具机课程设计，至今我仍感触颇多，确，从理论到实践，在整整一星期日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到诸多诸多东西，同步不但可以巩固了此前所学过知识，并且学到了诸多在课本上所没有学到过知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要，只有理论知识是远远不够，只有把所学理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才干真正为社会服务，从而提高自己实际动手能力和独立思考能力。在设计过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样问题，同步在设计过程中发现了自己局限性之处，对此前所学过知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，例如CAD用法.
大学四年学习已过去多半，在咱们踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验咱们在这几年所学知识，同步对于咱们自身来说，这次课程设计很贴切地把某些实践性东西引入咱们设计中和平时所学理论知识有关联。为咱们无论是在将来工作或者是继续学习过程中打下一种坚实基本
我从这次课程设计中获益匪浅，在后来工作中，必定会遇到许多困难，但回忆起这设计经历时候，我就萌发出那种和困难做斗争勇气
固然由于设计经验局限性，在设计过程中难免有局限性和缺陷，但是我绝得得到教训也算是一种收获吧。

6．参照文献
[1].刘华明主编 金属切削刀具设计简要手册 1986年 机械工业出版社
[2]. 乐兑谦主编 金属切削刀具 1993年 国防工业出版社
[3].许先绪主编 非原则刀具设计手册 1985年 机械工业出版社
[4].刀具课程设计指引 1985年 机械工业出版社
[5].金属切削刀具设计 1962年 机械工业出版社