圆孔拉刀矩形花键铣刀的设计说明书.docx
- 文档编号:18531586
- 上传时间:2023-08-19
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:139.33KB
圆孔拉刀矩形花键铣刀的设计说明书.docx
《圆孔拉刀矩形花键铣刀的设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《圆孔拉刀矩形花键铣刀的设计说明书.docx(24页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
圆孔拉刀矩形花键铣刀的设计说明书
圆孔拉刀,矩形花键铣刀的设计说明书
前言2
圆孔拉刀的设计2
原始条件和设计要求2
刀具设计3
矩形花键拉刀的设计8
参考文献14
总结16
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程中打下一个坚实的基础。
拉刀种类繁多,它可加工各种形状通孔,直槽,螺旋槽和直线或曲线的外表面。
拉刀按加工表面不同,可分为内拉刀和外拉刀;按工作时受力方向不同,可分为拉刀和推刀。
拉削方式是指拉削过程中切削余量在各切削齿上的分配方式。
拉削方式对拉刀的结构和制造,拉到的耐用度,拉削力,拉削的表面光洁度和生产率有很大的影响。
拉刀是一种高生产率刀具,它切削速度低,耐用度高,寿命高。
拉刀是多刃切削刀具,切削力较大但机床结构简单,成本高,只适用于大批量生产
我的课程设计课题是圆孔拉刀,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AUTOCADPRO/E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。
由于编者等水平有限,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可能会有一些不尽如人意的地方,为了共同提高今后设计编写的质量,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,不胜感激之至.
二、圆孔拉刀设计
2.1已知条件
被加工零件如图1所示,工件材料为:
灰铸铁HT150硬度HBS170;强度cb=130Mpa工件长度L=46mm拉削前预制孔为钻孔,钻头直径27,拉床型号:
L6120。
查表得圆孔直径2800.021
序号
符号
公式
结果
1
刀具材料
W18Cr4V
2
几何参数
前角:
102
后角:
切削齿:
2.50.5
f
校准齿:
z1.50.5
f=0.05
fz=0.20
3
jdbiri2L_a
齿升里
Sz
Sz=0.03
3
齿距
同时工作齿数
t
Zi
t=10
Zi=5
5
拉刀刚度允许
最大槽深
hmax
hmax=9
6
检验容屑槽系数
查表得:
t=10时
h=4
k
9.1kmin
所以适用
3.2
7d106键均布
0.012A
05
卩
k
0.758h2,
kmin
Szl。
加工灰铸铁时匕山1.5
7
容屑槽尺寸
查表得
切削齿:
t=10h=4
g=2r=2
校准齿:
tz=7h=2.5
g=2.5r=1.3
8
柄部
D1
D250-025
W厶Q0.085
11
I175
1
D
D190.28
9
拉刀强度校核
第一齿槽底直径:
d'
d'D02h
d'272419
切削刃总长:
B
BD
B2887.96
pmax10487.9645739.2N
PmaxPBZi
取大拉削力:
Pmax
查表得:
p104N/
r/mm
pmaxFmin
160卩2
/mm
最小断面在柄部
查表得:
2
Fmin283mm
对40Cr
[]250附2
/mm
[]
10
机床拉力校核
[Q]
[Q]=0.9[Qmax]
[Q]=0.9X20吨=18吨>Pmax
11
拉刀校准齿直
Dz
DzDmax
Dz28.0210.0327.991
径
查表得:
0.03
12
拉削余量
A
Ao=Dz-D。
A.=27.991-27=0.991
13
切削齿齿数
Zq
ZqA2
2Sz
1.018c“
zq219
q20.03
14
校准齿齿数
Zz
查表得
Zz=3
15
确定各刀齿直
径
16
切削部长度
Lq
LqtZq
Lq=10X19=190
17
校准部长度
Lz
LztzZz
Lz=7X3=21
18
分屑槽尺寸
查表得
槽数:
n仁14
槽宽:
b1=1
槽深:
h仁0.7
槽底圆角半径:
r仁0.3
19
前导部
直径:
D3
查表得:
D3=D0
D3=27
长度:
13
I3=0.75lo
l3=0.75X46=34.5
20
后导部
直径:
D4
D4=D
D4=27
长度:
14
查表得
l4=35
21
柄部前端到第一
齿长度:
颈部直径
D2
查表得
D2=24
颈部长度
12
l2=b'+b"
查表得:
b'=75b=35
l2=110
过渡锥柄部前
端到第齿长
度:
13=20
13L;
L1l1+l2+l3+l0
L;=75+110+20+46=251
取L;=260
22
拉刀总长
Lg
Lg=L1+Lq+Lz+l4
Lg=260+190+21+35=406
取Lg=410
3.矩形花键拉刀的设计
1.矩形花键拉刀设计
被加工零件如图2.所示,工件材料为:
45钢;硬度HBS190;强度cb=610Mpa;工件
长度L=40mm。
倒角CX45°c=0.3mm键数n=6
矩形花键拉刀的设计
(一)刀具结构参数及各部分功用
1拉刀的结构
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,多用于较大较长的拉刀,也用于安装压力环。
2切削方式:
米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,便于切削容纳在容屑槽内,从而改善拉削状况
棱
刀齿后刀面与齿背的交线
丄匕才匕齿冃
容屑槽中靠近后刀面的部分
(二)、拉刀几何参数的选择和设计
1选择拉刀材料:
W18Cr4V
2:
拟订拉削余量切除顺序和拉削方式
拉削余量切除顺序为:
倒角一一键测与大径一一小径,拉刀切削齿的顺序是:
倒角齿一一花键齿——圆形齿。
实际采用分层拉削渐成式。
后面用d、h和y表示角齿、花键齿和圆形齿;用c、g、j和x表示粗切、过度、精切和校准齿;用w和m表示工件预制孔和拉削孔。
3:
选择切削齿几何参数
前脚:
0=16,精切齿与校准齿倒棱前脚ot=5
后脚:
粗切齿:
0=2°30'+1°bai=0.10
精确齿:
0=2°+30'bai=0.15
校准齿:
0=1+30'bai=0.2
4:
确定校准齿直径倒角齿不设校准齿
查表4—16得,花键齿、圆形齿的扩张量均为4um则花键齿校准齿和圆形齿校准齿直径为
dhx=34.10-0.004=34.996mm;
dyx=28.021-0.004=28.0017mm;
5:
计算倒角齿参数
查表4—29知倒角的工艺角度为=30°。
按表4—29计算如下:
sin1=(Bmin+2ftg)/dymax=(7+2*0.5*tg45°)/28=0.2706
1=arcsin0.2115=15.7°
M=1/2dymaxsin(+1)=1/2*28*sin(45°+15.7°)=12.32mm
ctg
B=2*M/(Bminsin)-ctg=(2*12.32)/(7*sin45
)-ctg45°=3.99
b=arcctg3.99=14.34
dB=Bmin/sinB=28.71mm
d2=dB+(0.3~0.6)=29.21mm
6:
计算切削余量;
按表4-1计算圆形拉削余量为1mm预制孔径为27mm
实际拉削余量Ay=28.0017-27=1.0017mm
倒角余量Ad=29.21-27=2.21mm
花键余量Ah=34.996-(29.21-0.1)=6.396mm
7:
选择齿升量;
查表4-4选择为
花键齿:
afh=0.050mm(矩形花键拉刀栏)
&设计容屑槽
⑴齿距计算
查表4-7
P=(1.2~1.5).丨=(1.2~1.5).40=8mm=pg
Pj=px=(0.6~0.8)p=6mm
⑵选择容屑槽
查表4-8
采用曲线槽,粗切齿用深槽,h=3mm,
精切齿用基本槽
⑶校验容屑条件
查表4-9得
容屑系数k=2.5。
倒角齿齿升量大时,应校验之,应使满足式
h>1.13kaf7
1.13.kafT=1.1325*0.05*40—=2.53
因h=3,所以满足条件,校验合格
⑷校验同时工作齿数
查表4-7得l/p=5
所以:
Zemin=5Zemax=5+1=6,满足3 9: 花键齿截形设计花键齿键宽Bh按下列式子计算 Bhmin=Bhmax-b 式中,Bmax为花键键槽宽最大极限尺寸;b为拉削扩张量(查表得b=0.004mn) b为拉刀键齿制造公差带宽,为保证键赤耐用度高,b应在制造范围内取最小值,这里取 b=0.010mm则 Bhmax=7.036-0.004=7.032mm Bhmin=7.032-0.010=7.022mm 拉刀键齿侧面应制出Kr=0°的修光刃f,其下应磨出侧隙角1°30'。 工厂常在齿高为 1.25mm及以下的刀齿上磨侧隙。 10: 确定分屑槽参数除校准齿和与其相邻的一个精切齿外,拉刀切削齿均磨制三角形分屑槽(表4-13)。 由于在每个圆形齿上都存在着不工作刃段,圆形齿段不必磨分屑槽。 11: 选择拉刀前柄按表4-17选择U型A无周向定位面的圆柱形前柄, 公称尺寸d1=25mm 卡爪底径d2=21mm 12: 校验拉刀强度通过计算分析,确认倒角齿拉削力最大,因而应计算拉刀倒角齿拉削力(表4-20、4-21和 4-22) aw=z(Bhmax+2f)=6*(7.032+2*0.5)mm=48.192mm Fmax=Fz'ak°k! k2k3k4*103=98.55KN 拉刀最小截面积在卡槽底颈处,则拉应力 2 Fmax/AminFmax/(/4X29)=0.2GP [](表4-25),拉刀强度校验合格 (13)确定拉刀齿数及每齿直径 1)花键齿齿数初拟花键过渡齿与精切齿的齿升量为0.04,0.03,0.02,0.01,0.005mm逐 步递减,共切除余量A''=0.21mm。 花键粗切齿齿数 量—Ifh,为精切齿,前2齿则为过渡齿。 2 2)圆形齿齿数初拟方案与花键齿相同,即拟切去A''余量,计算圆形粗切齿齿数为 取10齿,少切了0.150.0052mm0.015mm的余量,需增加一个精切齿,其齿升量为0.0075mm这样,圆形齿段具有粗切齿6个,过渡齿2个,精切齿2个。 3)校准部齿数圆形齿和花键齿校准齿齿数查表4-14,得 花键校准齿齿数召^4 圆形校准齿齿数Zyx4 4)各齿直径基本尺寸见表4-41。 (14)拉刀齿部长度参照图4-2。 花键齿段长度Ih848+66+8=428mm 圆形齿窜长度|y810+66=116mm 拉刀齿部长度I|ylh544mm (15)设计拉刀其他部分 按表4-17,4-19,4-23计算: 前柄 l1 90mm d125f8(0.020)mm 颈部 l2 m BsA l3(10804015)mm115mm d2 d1 0.5mm 24.5mm 过渡锥 l 15mm 前柄伸入夹头长度I]115mm85mm 前柄端部至第i刀齿的距离: L'ili mB AI3 (90 1080 40 40)mm260mm 后导部|4 20mm d4 dmymin 28f7( 0.02 0.041 )mm 后柄|5 80mm d5 25f8( 0.02 0.059)mm (16)拉刀总长及其校验 LL'Il4l5(260+544+20+80)=904mm 拉刀几何参数汇总如下 表3 已知条件: 1、花键孔尺寸: 外径: De邛34H10(34+0.100)内径: D邛28H7(©28+0.021)键宽: b=7H9(7+0.036) 倒角: cX30°c=0.3 键数: n=6 2、拉削长度: L=40mm 3、工件材料: 45钢,硬度HBS190 4、预制孔直径: Do=27mm 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 W18Cr4V 2 齿升里 at 查表4-6 at=0.06mm 3 齿距 t t校 按表4-12 t校=(0.6-0.8)t 取t=8mmt校=6.5 4 同时工作齿 数 Ze Ze=(l/t)+1 Ze=4 5 拉削余量切 削顺序 根据表4-39 确定为IIIb型 加工顺序为: 1、倒角 2、圆孔3、花键 圆孔齿部分的设计计算 6 圆孔校准 齿直径 D圆校 D圆校=D圆校+S' 由表4-24查得S=0 0.00 1 D圆校=28.021mm 7 圆孔拉削 余量 A圆 A圆=。 圆校-Domin A圆=28.021-27.8 =0.41mm 8 圆形切削 齿齿数 Z圆 Z圆=(A圆/2af)+(3-5) Z圆=9.23取Z圆=10齿 9 圆形齿部 分长度 l圆切 l圆切=txZ圆 l圆切=8x10=80mm 10 圆形校准 齿齿数 Z圆校 查表4-14 Z圆校=4 11 圆形校准部分长度 l圆校 l圆校=t校x(Z圆校+2^3) l圆校=6x6 =36mm 12 圆形齿部 分总长 l圆 l圆=1圆切+l圆校 l圆=80+36=116mm 化键齿部分的计算 13 第一个花 键齿直径 D花1 D花1=ck-0.1 D花1=29.21-0.1 =29.20mm 14 花键校准 齿直径 D花校 D花校=DmaX"S 取S=0.01 0.00 1 D花校=34.10-0.01 =34.09mm 15 花键拉削 余量 A花 A花=。 花校-D花1 A花=34.09-29.20 =4.89mm 16 花键切削 齿齿数 Z花切 Z花切=(A花/2af)+(3-5) Z花切=45.75取Z花切=46 17 花键切削 部分长度 l花切 l花切=txZ花切 l花切=8x48=384mm 18 花键校准 Z花校 取Z花校=5 齿齿数 19 花键校准 l花校 l花校=t校x(Z花校+1〜2) l花校=6X6+8=44mm 部分长度 +8 20 花键齿部 l花 l花=1花切+l花校 l花=384+44=428mm 分总长 21 花键齿廓 形尺寸 b=Bmax-S',公-0.015 b=7.036-0.015=7.02 花键齿宽 b f=0.8-1 1mm 度 f 表4-28 f=1mm 棱面宽度 Kr/ oo, Kr/=1-130/ o Kr/=130, 副偏角 其他部分计算 22 容屑沟尺 h 由表4-8选取 h=3 寸 r r=1.5 g g=3 23 容屑系数 K 由表4-9选取 K=2.5 24 分屑槽 倒角齿和花键齿按表 4-13尺寸交错开分屑 槽 25 前导部尺 da d3=D>min,偏差按f7 d3=27 寸 l3 l3=l l3=40mm 26 后导部尺 d4 d4=D花校-0.05,偏差f7 d4=280.2 寸 l4 l4=(0.5-0.7)l 14=20mm 27 切削角度 丫o 查表4-2 各个刀具丫o=16o r“、r/r宀J十30‘ 和刃带宽 查表4-3 切削齿ao=2 ba 标准齿ao=1 切削齿 ba=0.05-0.15mm 标准齿ba=02-0.3mm 28 过渡锥长 度 l3? l3=10-20 取l3'=15mm 29 柄部尺寸 D 查表4-17 D=25mm Dz=19mm l/ l/=20mm l" l"=25mm li li=90mm c c=4mm 30 颈部长度 12=m+B+A-3/,m=10mm B=80mmA=40mm B、A见表4-19 12=115mm 31 由柄部前 L/ L/=l1+12+13/+l3 端到第一 90+115+15+40=260 个切削齿 的距离 32 后柄长度 l5 80 33 拉刀总长 L L=L/+l圆+1花+l4+l5 L=904mm (三)对技术条件的说明 1拉刀各部分的表面光洁度 表3 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 1键宽偏差: 根据工件键宽的精度确定,可再-0.01-0.02之间 2花键齿圆周相邻齿距误差,应小于拉刀键宽偏差,但不得大于0.02mm 3花键齿圆周不等分累积误差 4花键齿的底径偏差按d11或只准负偏差 5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;倒角齿对拉刀轴线不对称度不大于0.05mm 6拉刀倒角齿计算值M的偏差: 一0.02mm 2键槽拉刀的尺寸偏差 1切齿齿高偏差(mr) 齿升量 齿高偏差 相邻齿高偏差 0.05—0.08 ±0.025 0.025 2精切齿及校准齿齿高偏差取—0.015mm 3刀体侧面和底面不直度偏差: 键宽为3—12mm寸为0.06/100 4键宽偏差取为工件槽宽公差的1/3,但不大于0.02mm符号取(―) 5键齿对刀体中心线的不对称度在拉刀键宽公差范围内 6键齿对刀体中心不对称的在键宽公差以内 3拉到其他部分长度偏差 1拉刀总长偏差: 当L<1000mm寸取土2mm 2切削部分长度偏差取土2mm 3校准部分长度偏差取土1mm 4柄部长度取偏差取土1mm 5前导部,后导部长度偏差取土1mm 6容屑槽深偏差: 当h<4mn时寸,取土0.3mm 4参考文献 1) 1994.7 .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, 2).乐兑谦主编.金属切削刀具.北京: 国防工业出版社,1984.6 3).庞学慧武文革主编.互换性与测量技术基础.北京: 兵器工业出版社,2003.7 4.)杨晶刘云主编.机
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 圆孔 矩形 花键 铣刀 设计 说明书
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)