刀具课程设计矩形花键拉刀与矩形花键铣刀设计说明书

矩形花键拉刀与矩形花键铣刀设计说明书
目录
1.前言 (2)
2.绪论 (3)
3.成型车刀设计 (4)
3.1前言 (4)
3.2设计要求 (4)
3.3刀具材料及原始条件 (4)
3.4选择前角及后角 (4)
3.5刀具廓型及附加刀刃计算 (4)
3.6计算切削刃的总长度 (6)
3.7确定结构尺寸 (6)
3.8用计算法计算圆体成型车刀各点圆半径 (7)
3.9最小后角的检验 (8)
3.10车刀廓型宽度 (8)
3.11绘制刀具的加工工作图 (8)
4.矩形花键拉刀设计 (9)
4.1花键孔尺寸 (9)
4.2拉削长度 (9)
4.3工件材料 (9)
4.4设计步骤 (9)
4.5各齿尺寸 (16)
小结 (18)
参考文献 (18)
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成型车刀的设计。

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:张国斌
2009-6-12
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) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件。

设计内容和要求:
完成成型车刀、矩形花键拉刀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。

成形车刀设计
3.1 前言
成形车刀又称为样板刀,它是加工回转体成形表面的专用刀具,它的切削刃形状是根据工件廓形设计的.成型车刀主要用于大量生产,在半自动或自动车床上加工内,外回转体的成型
表面.
成型车刀的种类很多,按照刀具本身的结构和形状分为:平体成形车刀,棱体成形车刀和圆体成形车刀三种.它的优点和缺点:稳定的加工质量,生产率较高,刀具的可重磨次数多,使用期限长,但是它的设计,计算和制造比较麻烦,制造成本高.目前多在纺织机械厂,汽车厂,拖拉机厂,轴承厂等工厂中使用.
3.2设计要求
设计要求:按照要求完成一把成型车刀，并且能够用该刀具加工出图示的工件。

3.3材料及原始条件
工件材料为：黄铜H80；硬度HBS100 ；强度σb = 390Mpa 。

选取刀具材料：18W 4r C V 3.4选择前角及后角
由表（2-4）《金属切削刀具设计简明手册》得：f γ =20°，f α=15°。

3.5 刀具廓形及附加刀刃计算 根据设计要求取
r κ=20°。

a=3mm ，b=1.5mm ，c=5mm ，d=1mm
如图（1）所示：以0—0线（过6切削刃）为基准，计算出1—14各点处的计算半
径r.
图1
jx r =基本半径±2
半径公差
j1r =j2r =11mm;
mm mm r j 15)4
1
.0230(
4=-==j3r ; 97==j5r j r ；
(
)mm
1.1211222222
2=⎪⎭⎫ ⎝
⎛---=j7
j6r r ；
mm r j 1011=-=j8r ；
mm r r j j 5.95.1110=-==j9r ；
mm tg r r j j 25.6201
712=︒
-==j11
r ；
mm tg r 3.13201
=︒
-=j14r
以上各个半径就是标注点的相对0—0线的半径长度，jx r 半径是进行刀具切削的各个点的设计绘制的。

再以1点为基准点，计算长度 jx L ：
2
公差
基本长度±
=jx L mm 0.54247=-==j3j2
L L ；
mm 075.20=j4L ； mm 0.25=j5L ；
mm 0.36=j6L ； mm 0.47=j7L
3.6 计算切削刃的总长度
mm d c b a c
L 5847=++++=；
由于刀具的一部分是辅助用的加工部分，则可以对刀具的外部半径进行圆整，最
后考虑到加工刀具的精度问题取 c
L 为58mm.
3.7 确定结构尺寸
为了达到加工结构的优化和合理的加工工艺，应使：
d m
e A R +++≥=)(22max 00d
由表（2—3）查得《金属切削刀具设计简明手册》 ： C1312车床（刀具结构为b 型） mm 68=0
d
；d=16mm;
选用毛坯直径为32mm,则mm r A j 10266max =-=；
代入上试，可得mm d
A R 162
max
=--≤+0m)(e ；
最终取m=6mm.e=9mm.
3.8用计算法求圆体成形车刀廓形上的各个点所在圆半径 x R
计算过程如表（3—1）所示：
表1
备注： 以上各个值的计算公式为：)sin arcsin(
0f jx
j r r fx
γγ=，
f j fx jx r r r cos cos 0-=γx C ；x C B -=0x
B
；
)tan(x
c
B h ar =x
ε ； x c h εsin =x R ；
3.9 最小后角的校验
由于7—11段切削刃与进给方向的夹角最小，所以这段切削刃上后角最小。

则有：
()
[]
︒-=20si n 1111f r e tg arctg 0a 所以后角校验合格。

3.10 车刀廓形宽度
x L 即为相应工件廓形的计算长度jx L
其数值及公差按表手册（2—5）确定
各个值分别为：
mm L j 53==3L ；
mm L j 255
==5L ； mm L j 366
==6L ； mm L j 477
==7L ；
3.11 绘制刀具的加工工作图
根据以上得到的结果，按照数据进行刀具图的绘制，绘制2
A 图一张。

根据相关的要
求制定粗糙度等等的标注。

（详细说明见图纸）
4矩形花键拉刀设计
图2
4.1花键孔尺寸
外径 084
.00
26+=φe D 内径
021.0023+=φd
键宽 B=6 倒角 45c ⨯︒ C=1
键数 n=6
4.2拉削长度 l=40mm
4.3工件材料 黄铜 硬度HB80 强度σb =390Mpa
4.4 设计步骤
33
切削角
度及刃
带宽
γ
α
a
b
查表4—9
粗切齿
1.0
3
50
=
=
=
粗
，
，
a
b
α
γ
校准齿
5.0
,
10
,
=
=
a
b
α
精切齿
1.0
,
30
1,
=
=
精
a
b
α
34 过度锥
长度
/
3
l/
3
10~20
l mm
=/
3
l=10mm
35 柄部尺
寸
/
D
1
D
/l
//
l
1
l
c
查表4—25
02
053
1
20。

-
-
=
D
180
15。

-
='D
20
='l
25
=''l
90
1
=
l
C=4
36 颈部长
度
2
l
/
23
l m B A l
=++-
m,
B,A见手册
取
m=20
B=60
A=30
100
2
=
l
37
由柄部前
端到第一
个切削齿
的距离
/
1
l//
11233
l l l l l
=+++240
10
40
100
90
1
=
+
+
+
=
'l
38 拉刀总
长
L
1
l
l
l
l
L'
+
+
+
=
圆
花
倒
+
4
l L=144+102+104+240+24=61
4
拉削力计算及校验
39
最大拉
削力
40
拉削强
度校验
[]
max
min
F
A
σσ
=≤
直径最小的截面为柄
部
[]σ=350~400MPa
经计算[]σ
σ≤
合格
4.5各齿尺寸
小结
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设计时间较短，在设计过程中难免有不足和缺点，但是我觉得得到教训也算是一种收获。

参考文献
[1] 刘华明主编.《刀具课程设计指导书》.哈尔滨：哈尔滨工业大学.1981
[2] 陈日曜主编.《金属切削原理》.机械工业出版社.2002
[3] 乐兑谦主编.《金属切削刀具》.北京：机械工业出版社.2001
[4] 庞学慧、武文革、成云平. 《互换性与测量技术基础》.北京：国防工业出版社.
[5]刘华明主编. 《金属切削刀具设计简明手册》.机械工业出版社.。