矩形花键拉刀铣刀说明书

中北大学课程设计说明书

矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计说明书

目 录

1.前言 ................................................ 2 2.绪论 ................................................ 3 2.1刀具的发展 ........................................ 3 2.2本课题的研究目的 ................................... 3 3.矩形花键拉刀的设计 .................................. 4 3.1-3.3原始条件和设计要求 ............................. 4 3.4设计步骤 .......................................... 4 4.矩形花键铣刀的设计 ................................. 13 4.1-4.3原始条件和设计要求 ............................ 13 4.4.设计步骤 ......................................... 13

5.1

矩形花键拉刀工作图………………………………………. 14

5.2矩形花键铣刀工作图……………………………………. 15

总结 ................................................. 17 致谢 ................................................. 18 参考文献 ............................................. 19

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1、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程中打下一个坚实的基础。

我的课程设计课题目是矩形花键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,不胜感激之至.

编者

0602014122 孟博渊

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2、绪论 2.1刀具的发展

随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广.刀具的发展在一定程度上决定着生产率,中国加入WTO后,各行各业面临的竞争越来越激烈,一个企业要有竞争力,其生产工具必须具有一定的先进性.中国作为一个农业大国,其在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小与复杂程度,都离不开刀具. 目前，在金属切削技术领域中，我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距，但这种差距正在缩小。随着工厂、企业技术改造的深入开展，各行各业对先进刀具的需要量将会有大幅度的增长，这将有力地促进金属切削刀具的发展 2.2本课题研究的目的

课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是巩固学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验大学生综合应用知识的能力、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的一次实践性锻炼。

通过本课题设计可以达到以下目的：

1. 综合运用学过的专业理论知识，能独立分析和拟订某个刀具合理的工艺路线，具备设计中等复杂刀具零件的能力。

2. 能根据被加工零件的技术要求，运用刀具设计的基本原理和方法，掌握一些专用刀具设计方法，完成刀具结构设计，提高刀具设计能力。

3. 熟悉和学会使用各种手册，能善于使用网络搜寻一些设计的相关资料，掌握一定的工艺制订的方法和技巧。

4. 进一步提高计算机操作的基本技能﹑CAD及Pro/engineer软件应用能力(造型设计与自动编程)﹑仿真模拟软件的应用。

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3矩形花键拉刀

3.1花键孔尺寸 外径 内径 键宽 倒角 c?45? 键数 n=8 3.2拉削长度

3.3工件材料 45#钢 硬度HBS175 强度σb =600Mpa

3.4设计步骤 序项符号 计算公式或选取方计算精号 目 式 度 1 拉W18Cr4v 刀 材料 2 齿 af 升查表4-6 量 t 齿 按表4-16 3 距 t?(1.2~1.5)l 计算 t校 t校?(0.6~0.8)t =10.5取t=12mm 4

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同 4 时工作齿数 拉 5 削余量切除顺序 倒 角 齿6 测量值 Zc lZc??1 t(略去小数) =6 根据表4-39 确定为Ⅲb型 加工顺序为: 1. 倒角 2. 圆孔 3. 花键 M 按表4-42公式 b1?b?2f sin?1?b1dmax 按表 4-41 取??30? ?x?90?????1 d?cos?x M?max 2(表4-42) 7 倒角与键侧交点的直径 dB dB?bmin sin?Bbmin 2HO而tg?B? HO? =7.6mm 0.0001? =0.21096 0.001? =32.8211 0.01? =15.137mm =17.910 0.01? 0.195 11.057

2M?bmincos?2sin? 5

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(表4-42) =36.498 8 最 后 一 个d2 倒角齿直径 倒 角 齿A 切倒削余量 倒 角 齿Z 齿倒数 =36.80~37.10 d2?dB?(0.3~0.6) (表4-42) 9

=(1.04~1.34) mm A倒?d2?D0min 10 AZ倒?倒 2af实际 d2?D0min?2af?Z倒 因为第一个切削齿无齿升量,故实际 整数 =7.43~9.57 取Z倒=9 则实际Z倒应加一齿 =37.02 实际Z倒=10齿 11 倒 角 齿 部l 分倒的长度 l倒?t?Z倒 最后一个齿距取10mm =123mm 圆孔齿部分的设计计算 6

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12 圆孔校准齿直径 13 圆孔拉削余量 14 圆形切削齿齿数 D圆校?dmax?? 由表 4—24 查得 =0 D圆校 0.001 36.0250 =36.025 =36.02535.76 =0.265mm A圆 A圆?D圆校?D0min =4.89~6.89 取Z圆=5 Z圆 Z圆?A圆?(3~5) 2?af 15 圆形齿部分长度 l圆切 l圆切?t?Z圆 16 圆形校准齿齿数 圆 形 校 准17 部分 Z圆校 查表 4--23 Z圆校=2~3 取Z圆校=3 l圆校 l圆校?t校?Z圆校 最后一个要加长齿距 l圆校?9?3+7 =34mm 7

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长度 18 圆 形 齿l圆 部分总长 l圆?l圆切?l圆校 花键齿部分的计算 19 第一 个花D 花1键齿直径 =36.92mm D花1?d2?0.1 花键 齿直 径 20 花键 拉削21 余量 22 D花校 D花校?Demax?? 由表4—24 查得 ?=0.01 0.001 =40.09mm A花 A花?D花校?D花1 =3.17mm Z花切?A花2af花键 切削Z花切 齿齿数 ?(3~5) =25.6~27.6 取Z花切=26 23 24 25 花键 切削l 部分花切长度 花键 校准Z花校 齿齿数 花键 校准l 部分花校长度 l花切?t?Z花切 由表 4--23 取 Z花校=5 8

l花校?t校?Z花校

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26 花键 齿部 分总 长 l花 l花?l花校?l花切 =7.031mm 取 f?0.8?0.2mm 27 花键齿廓形尺寸 齿宽度 棱面宽 副偏角 b f b?Bmax?? 公差取 —0.005 f=0.8~1 ?r/ （表 4—40） 表4—40 ?r/?1?30/ 其他部分计算 容削沟 h 尺寸 28 r g h?1.13af?l?k K?3.2 =4.31 取 由表4—16选取K值 同上 同上 29 校准齿容削沟尺寸 h校 r校 g校 由表 4—14 mm 30 分屑槽 倒角齿和花键齿按 表 4—19 尺寸交错分开屑槽 d3?D0min

前导部尺寸 d3 9

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31 偏差按 dd l3 l3?l 32 后导部尺寸 d4 l4 d4?D花校?0.05 偏差按 -0.2 =40.04-0.2 取 /l4?(0.5~0.7)l 切削角33 度及刃带宽 查表 4—9 查表 4—10 查表 4—10 各种刀齿一律 切削齿?0?3??30 校准齿a0?1??15/ 切削齿ba?0.05~0.15 校准齿ba?0.7mm ?0 ?0 ba 34 过度锥长度 35 柄部尺寸 l3/ D/l3/?10~20mm l3/?20mm D1 /l 查表4—25 l// l1 c 36 颈部l2 长度 由柄部前端到第一个切削齿的距离 l2?m?B?A?l3/ m?10~20 B,A见表 4—30 取m?20mm B?75mm A?35mm l2?75?35?110mm =270mm 37 l /1l?l1?l2?l3?l /1/310

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38 拉刀总长 L /L?L1?l倒?l圆?l花?l4 =883 拉削力计算及校验 39 40 最大拉削力 拉削强度校验 F??max???? Amin 直径最小的截面为柄部 由表4—36查得 ???=350~400 ?????合格 齿型 齿号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 尺寸 公差 35.76 35.90 36.04 36.18 36.32 36.46 36.60 36.74 36.88 37.02 35.76 35.90 36.04 36.12 36.17 36.17 36.17 36.17 36.92 37.06 37.20 ?0.025 ba ?0.015 b 倒 角 齿 圆 型 齿 -0.01 0.3 0.7 11

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花 键 齿 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 37.34 37.48 37.62 37.76 37.90 38.04 38.18 38.32 38.46 38.60 38.74 38.88 39.02 39.16 39.30 39.44 39.58 39.72 39.86 39.94 40.02 40.06 40.09 40.09 40.09 40.09 40.09 40.09 ?0.025 ?0.15 ?0.025 ?0.05 ?0.01

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4、矩形花键铣刀

已知条件： 4.1花键轴尺寸

外径 内径

键数 Z＝8 键宽 b＝键底圆角半径 r＝1 4.2拉削长度 L=65mm

4.3工件材料 45#钢 硬度 HBS175 强度σb =600Mpa

4.4 设计步骤 序号 计算项目 符号 确定方法或计算公式 计算精设计计算数据 度 1 2 齿槽半角 齿顶圆弧中心半角 3 4 齿顶宽 初算齿廓高度 Ba H ψ ＝180/Z ψ＝ －arcsinb/Dfmin Ba＝Dfminsinψ 0.01 Ba＝6.87 h＝4 0.01o 0.01o ＝22.50o ψ＝11.02o

h＝（Da－Dfmincosψ）整数 /2＋（1－2） 5 6 铣刀宽度 按铣刀宽度最后确定齿廓高度 B H B＝Ba＋2htgф h＝（B-Ba）/2tgψ 整数 0.01 B=11 h＝4.99 13

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7 铣刀齿顶圆弧半径 Rf Rf＝Dfmin/2 0.01 Rf＝17.98 8 9 齿顶圆角半径 铣刀前角 ro γf ro＝r 精加工γf＝0o 粗加工γf＝5－20o 0.1 ro＝r＝1 γf＝0o 10 11 容屑槽形式 铣刀孔径 D 根据工件廓形确定 可根据铣刀宽度按表5－3选取 取平底形 根据B＝11，查出d＝22 12 13 14 铣刀外径 铣刀圆周齿数 铣刀的后角 do Zk αf 可按表5－4选取 可按表5－5初选 一般选αf＝8o－15o 验算侧刃后角公式为tgαo＝tgαfsin 1o 初选do＝65 初选Zk＝12 取αf＝10o αo＝4o 可以满足要求 15 铲削量 K K1 K=Πdotgαf/Zk K1＝（1.3－1.5）K r＝Π[do－2（h＋K）]/2A·Zk 0.5 K=3 K1＝4.5 16 容屑槽圆角半径 R 0.5o r＝1.6 取r＝2 H＝10.74 取θ＝25o B 不需17 18 19 容屑槽深度 容屑槽间角 分屑槽尺寸 H θ H=h＋（K＋K1）/2＋r 0.1 θ＝20o35o 按表5－8选取 要做分屑槽 20 键槽尺寸 按附录表6选取 r=0.5 b=21 空刀倒角尺寸 按附录表25选取 c c=0.5mm 22 技术条件 按表5－9，5－11选取 B= 14

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5绘制工作图 5.1矩形花键拉刀

深0.570-0.025 8键两端中心孔（35.5最大：1）

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5.2矩形花键铣刀

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总 结

课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是巩固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的一次实践性锻炼。

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的所学的知识，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。

通过这一学期的学习和对有关资料的查阅，我运用所学的专业知识和从与专业相关联的课程为出发点，设计了刀具零件的工艺、编制了刀具零件的加工程序，并复习了所学软件AUTOCAD、PRO/E的运用，同时学习了其他一些相关软件的应用。在设计思想中尽可能体现了我所学的、掌握和了解的知识。

其次我从这次课程设计中获益匪浅，在以后的工作中，肯定会遇到许多困难，但回想起这设计经历的时候，我就萌发出那种和困难做斗争的勇气。

当然由于设计经验的不足，在设计过程中难免有不足和缺点，但是我绝得得到教训也算是一种收获吧。

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致 谢

本次设计是武文革、陈云平老师的悉心指导和帮助下完成的。他们渊博的知识、勤奋的工作作风、务实的学习和工作态度、积极进取的勇气和魄力、以及对学生从严要求的治学态度都深深感染了我，值得我终身学习。他们无私的奉献精神是我毕生学习和追求的目标。在今后的学习和生活之中，老师的教诲必将激励我不断奋发向上。

同时也要感谢与我相关的课题组的同学，他们在设计中给了我很大的帮助，和他们的讨论时常使我的思路豁然开朗，他们给了我很多很好的设计性建议，使我的设计加快了进程。

在此向所有给予我帮助和支持的老师和同学们表示深深的谢意！

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参 考 文 献:

1. 机械工程手册(金属切削刀具) 1980年 机械工业出版社 2.金属切削刀具设计 1962年 机械工业出版社 3.铣刀,拉刀生产图册 1977年 技术标准出版社 4.乐兑谦主编 金属切削刀具 北京 1993年 机械工业出版社 5.刘华明主编 金属切削刀具课程设计指导资料 1986年机械工业出版社 6.刀具课程设计指导 1985年 机械工业出版社 7.许先绪主编 非标准刀具设计手册 1985年 机械工业出版社

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sxo8.html