1、本科毕业论文（20 届）矩形花键拉刀的设计与工艺所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 矩形花键拉刀的设计与工艺 1课题意义及目标：本设计的主要任务：设计加工矩形花键拉刀，绘制矩形花键拉刀的图纸，并编制矩形花键拉刀的加工工艺规程。目标：1.通过本次设计了解矩形花键拉刀的结构型式。2.了解拉刀各部分尺寸的计算方法。3. 矩形花键拉刀各种切削角度的选取原则。4.通过工艺规程的编制，学习矩形花键拉刀的完整
2、加工过程，掌握工艺规程的编写要求，真正理解工艺规程在实际加工中的作用和重要性。2主要任务：要求：绘制的图纸符合机械制图国家标准，并做到内容完整、准确。设计的工艺既要切合实际又要保证产品的精度要求，还要符合经济性的要求。内容：设计并绘制矩形花键拉刀的图纸，编制矩形花键拉刀的加工工艺规程，并编写毕业设计论文。3主要参考资料：1. JB/T 9992-2011 矩形花键拉刀 技术条件.2. GB 3832.3-2008 拉刀圆柱形后柄 型式和基本尺寸.3. GB 3832.2-2008 拉刀圆柱形前柄 型式和基本尺寸.4. 刀具设计手册 机械工业出版社 1999 年 6 月.5. 拉刀设计与使用 机
3、械工业出版社 1990 年 10 月.4进度安排：设计各阶段名称 起 止 日 期1 确定设计思路，进行开题检查 2015-01-012015-03-142 完成矩形花键拉刀产品 2015-03-142015-03-303 进行工艺规程的编制，进行中期检查 2015-03-302015-04-254 完成工艺规程的编制，编写毕业设计论文2015-04-252015-05-315 设计及及图纸整理，准备答辩 2015-05-312015-06-10审核人： 年 月 日I矩形花键拉刀的设计与工艺摘 要：在追求效率的现代工业中，拉刀作为一种经济高效的生产工具已经在零件生产中得到了越来越广的应用，其重要
4、性可见一斑。而通过完成我此次的毕业设计矩形花键拉刀的设计与工艺，不仅可以帮助我掌握机械刀具的设计过程，还可以帮我巩固机械设计工艺课程的相关知识。相信通过完成该毕业设计会对以后的工作设计有相当大的帮助。同时，在设计中需要根据一些被加工的拉刀的零件的相关的设计技术及其要求，能够准确地综合合理地运用刀具设计中的基本规则及一些技巧方法，了解并且能够应用一些特有的刀具设计计算的方法。并通过完成刀矩形花键拉刀的具整体结构的设计，来提高对刀具的自我认知和综合运算及设计能力。关键词：矩形花键拉刀，机械刀具，机械设计工艺，刀具设计原理，验算公式，结构参数The design and process of rec
5、tangle spline broachAbstract：In the pursuit of efficiency of modern industry, broach as a kind of economic and efficient production tool has been more and more wide application,so it is very important. And by completing the graduation design - the design and process of rectangle spline broach, it no
6、t only help us grasp the design of machine tool, but also help me to consolidate the knowledge of mechanical design technology course. I believe that the graduation designing will help me a lot in work after the design.At the same time, according to some machining broach parts and technology require
7、ment, we can reasonably use the tool in the design、some techniques and methods synthetically a to apply some special tool design and calculation method.Through complete the knife of rectangle spline broach ,it will improve us the skill of completing the rectangle spline broachs structure and integra
8、ted design ability.Keywords: Rectangle spline broach, Machine tool, Mechanical design process, The design principle of cutting tool, Checking calculation formula , Structure parameter.II目 录1 前言 41.1 该课题研究的目的61.2 选择刀具的具体类型 62 矩形花键拉刀的设计 72.1 正确地选择刀具材料 72.2.矩形花键拉刀的设计参数 82.3 刀具结构参数及各部分功用 92.4 矩形花键拉刀具体几何
9、参数的设计和选择112.5 设计数据汇总173.矩形花键拉刀在制造中及制造后存在的相关注意事193.1 矩形花键拉刀刃磨后的检验 193.2 在拉削过程中遇到的问题及消除方法 193.3 容易使拉刀寿命降低的问题及注意事项 203.4 拉刀多齿崩刃或断裂产生原因及解决办法224 结 论24参考文献 25致 谢 2611.前言在工业化发展飞速的现在，刀具作为一种高效率的生产方式，经济实用且已被大量的投入到工厂中去生产实践，可见其重要性。刀具在我国的制造也有了相当悠久的一段历史，并有很多相应的工具厂生产各种刀具，可见其在我国的影像里之大及其庞大的规模。但是，比较客观的说的话，我们国家与工业发达国家
10、例如美国等西方国家相比，机械的工业水平存在着较为明显的阶段性的现实差距。它可以明显表现在产品的机械质量及其水平并不够高不够全面，技术开发能力还差强人意以及科技的投入不够多等几个方面。尤其对一些其他的机械制造的相关产业来说，对制造的机械的工业的认识与了解不足及不够多，甚至有相当长的一段时间阶段之内的时间对其的认识度不足，重视度尚存在一些不足。不过，可喜的是，自从我国吹响改革开放的号角以来，在国内的制造机械的工业充分吸取及利用我国和外国如美国，英国等工业强国的好多方面的设计技术宝贵的资源，并进行了严密的，有计划的企业的技术的不断的循序渐进的艰苦的充分改造，促进并引领各个大小不同的企业走向依靠着科技
11、发展的不断进步的伟大的道路，使得机械这个行业的生产及其制造的工业的相关技术，刀具相关的设计的产品的生产质量及其水平以及生产设计最关心的机械厂的经济效益已经有了长足的进步和水平提高。而这一举动，也为为繁荣我们国内的较为萧条的现有机械市场，扩大机械刀具的出口创汇，及不断的推动国民经济的稳中发展起到了深远并重要的积极影响和作用。在这些年来，也就是近几年来，全世界的各个国家都已经开始注意把提升和提高机械刀具的产业的相关的竞争力以及发展一些更加高端的先进技术，以便能过抢夺并占领以后及未来几年的经济制的最高点，来作为科技等高科技工作的以后的主攻的首要方向。同时，各国也开始对机械工业及机械刀具设计的重要性，
12、必要性及其相关的作用开始有了进一步更深的研究认识与了解。而这也就表示，是时候对我们机械这个分工的工业设计并改造原有的一些一成不变的的东西，而我们这个刀具的机械设计及其制造的一些基础的设计技术更得到了很大的，足够的重视。尤其可以认识到，机械这个行业的工业的技术相关水平和他的设计规模，可以说是一个衡量及权衡像中国这样一个国家的相关科技水平和经济底蕴及其实力的一个重要的标志。2在这个飞速发展的 21 世纪，机械及其产品的国际影响及竞争已经开始演变的愈来愈激烈了，由于此原因，设计的机器的相关的各个零件都无法离开我们的机械刀具。并且由于现代的一些机器的工作原理，结构的组成，设计思维方式等已不同于许多的传
13、统的机器及其工具，机器等机械的零件的设计已经无法离开我们熟知的刀具。因此，可想而知，刀具的设计理论思想的创新改变思想，创新理念便由此而应运而生。这便要求我们对刀具要开始进行不断的创新改革，努力提升并完善产品的各个方面的质量，改进和完善其机械刀具的相关各个方面的性能，以便能够满足多变市场的全方面的苛刻的需要。刀具及其产品的相关设计大致可以分为两部分：即刀具产品的概念设计(Conceptual Design)和刀具产品的理论构型设计(Configuration Design)。刀具的概念设计大致是决定的是刀具现有产品质量的水平的优劣，性能水平的高低和经济效益整体成功与否的最为关键性的一个步奏。刀具
14、的设计的最重要也是其首要的任务，应该是进行刀具的整体性的方案的构思，及其刀具的相关类型，相关的尺寸和其一些基本的角度。经过上述的详细介绍，鉴于前文所说的机械刀具现在在我国的已有地位，我国的各个理工学校也开始慢慢的在响应国家的这个号召。而作为山西省省会的太原市众多的工科院校之一的我的母校太原工业学院，也响应了国家的这些号召，积极推动机械刀具方面的教育，以便能过跟上时代的步伐，促进我国工业现代化，高效化的工业设计要求。而这就要求我们以及我个人要认真实际的去做这个机械刀具的毕业设计题目。由此可见，其实我们熟知的机械设计的刀具其实是机械行业制造的核心，而刀具设计出来的质量的好坏更直接的关系到并影响着甚
15、至决定着生产端各个产品的整体的质量的好坏。而我的这个“矩形花键拉刀课程设计与工艺”的毕业设计是我在大三时金属切削刀具课程设计基础上，继续深入研究完成完整的刀具设计等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节。其目的是使我能够更加巩固和深化课堂上李老师交给我们的理论教学内容，通过对“矩形花键拉刀设计与工艺”的设计，锻炼和培养并体现我所学的知识和理论能力的综合运用。因此可知，在学期后开设的这门矩形花键拉刀的设计与工艺的毕业设计能够让我将自己以前所学的知识更加巧妙的融合与结合在一起。同时也加深了我对与常用的一些刀具材料的的相关的种类、性能及应用范围的理解和掌握。同时也培养了我3能够根据已有的加工条件
16、来合理的选择刀具的材料、刀具的几何相应参数的能力。培养根据设计的一些已有条件，和正确运用资料、手册及公式，想出改造刀具设计中的相关的齿数和刀具参数的一些相关的基本技能。以及培养由已知的设计，以最为经济，减小加工中的支出数额为中心，判断最佳的工业设计生产的整体的技术。1.1.该课题研究的目的这门矩形花键拉刀的设计与工艺的毕业设计作为工科个大院校大学生的必有环节，不单单是巩固学生大学所学理论知识的一个较为重要的环节，而且也应该是被当做是在检验大学生在综合理论应用知识的能力、自学能力、独立认知的操作的能力和培养自我创新认识的能力，是大学生参加工作前的最后一次宝贵的实践性的一次锻炼方式。通过本课题设计
17、基本可以达到下述几个基本目的：1 进一步提高我们计算机操作的相关基本技能CAD 软件等机械专业仿真模拟软件的相关基本的应用。2 可以使我能够综合地运用我以前学过的先关专业设计的理论知识，能独立掌握和拟订一些基本刀具合理的工艺路线，具备设计中等复杂刀具零件的能力。 3 能根据一些被加工的零件的相关设计的技术的要求，能够综合地运用刀具设计的基本原理及其方法，掌握一些专用刀具设计方法，完成刀具整体结构的设计，以提高对刀具的自我设计能力。4 认知和熟知学会使用各种各样的设计的手册，以便能更加了解与掌握使用网络搜寻一些机械类型的刀具的设计的多种相关资料，掌握一定数量的的工艺方式的实际制订的方法和某些技巧
18、。1.2.选择刀具的基本类型根据改变花式各异的矩形花键拉刀的种类便能够产生对各式各样的制造运作率和准确度有能够发生一定的理论冲击。通过不断的总结花式繁多的拥有较高生产率的矩形花键拉刀刀具，我们可以清楚的看出，改变并提高矩形花键拉刀的时候假如能同时增加矩形花键拉刀进行切削时的矩形花键拉刀的刀刃的长，能够有效地提高4其制造的一定效率。举个例子，如果我们用花键的拉刀来加工花键的孔时，同时参进加入切削的刀刃长度 l=BnZi，其中 B 是键宽，n 为键数，Zi 表示在拉削长度内同时参加切削的齿数。若用插刀同时增加切削的刀刃长度比插刀大得多，由此可得生产率也高得多。 2.矩形花键拉刀的设计2.1.正确地
19、选择刀具材料在这一环节，我们应该知道，选择刀具材料的得是否得当对机械的刀具的整体的生产率，有着极为重要生产的影响。因为硬质合金，比相关的高速钢及其他工具钢生产率要高得多。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，尚还有许多的缺陷，如脆性大，极难加工等等原因，使他在许多刀具上的设计应用还较为的困难。由此可知道，目前许多的复杂刀具，还主要在应用W6Mo5CrV2 来制造。众所周知，机械刀具的拉刀的结构较为的复杂。其造价也较昂贵，因此要求采用耐磨的刀具材料，以增加其相应耐用度。联想并认识到其还应有良好的工艺性能，可已根据复杂刀具的设计手册一书，我们选择选择 W6Mo5CrV2，其应用范围用于各种刀具，特别是形状较复杂的刀具。2.2.矩形花键拉刀的设计参数(1)拉前孔径(d0)：26+0.20 +0.15；(2)拉削长度(L)：60； (3)键数(n)：6；(4)工件材料：20CrMnTi；(5)工件键宽(B)：6+0.13 +0.11；(6)工件大径(D)：32+0.125 +0.105；(7)工件小径(d)：26+0.20 +0.15；(8)小径倒角(C)：0.345；
