资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共64页)
编号：38637072
类型：共享资源
大小：19.11MB
格式：ZIP
上传时间：2020-01-09
上传人：QQ14****9609
认证信息
个人认证
郭**（实名认证）
陕西
IP属地：陕西
25
积分
- 关 键 词：
-
计算机辅助
设计
程序
开题
报告
- 资源描述：
-
计算机辅助拉刀设计含程序及开题报告.zip,计算机辅助,设计,程序,开题,报告
- 内容简介：
-
计算机辅助拉刀设计摘要拉刀是用来加工各种形状的通孔、槽以及简单或复杂形状的外表面。拉削加工与其他切削方法相比，有生产效率高、加工精度和表面光洁度高、成本低、机床结构简单、操作简单的优点。因此在大量和成批生产中获得了广泛的应用。拉刀的设计十分复杂，将拉刀设计分为切削部分设计、校准部分设计、光滑部分设计。通过计算机可以使设计过程大大缩短，设计更准确，减少了设计人员工作量，计算机辅助必然是拉刀设计的发展趋势。本文选取三种拉刀进行详尽的研究，普通式圆孔拉刀、轮切式矩形花键拉刀和键槽拉刀，将拉刀设计计算的各个步骤和公式通过 Visual Basic6.0 整合到一款软件中， 设计成具有通用性，便捷性的计算机辅助设计软件。本文详细地阐述了计算机辅助拉刀设计的全过程，其主要研究工作如下：完成三种拉刀设计程序。以普通式圆孔拉刀、轮切式矩形花键拉刀和键槽拉刀为研究对象，将设计过程和数据汇集，通过VB6.0 设计一款可实现拉刀辅助设计的软件。研究在不同加工要求及条件下的拉刀设计方法，拉刀参数的计算和拉刀简图的绘制， 验证拉刀的可行性。最后对软件使用方法进行说明。本软件的已经过多次调试，可以较好地实现人机交互、人机结合，通过本软件可方便地完成计算机辅助拉刀设计，并将简图呈献给设计者，将设计参数整合，能够达到拉刀设计的要求。关键词：拉刀设计；计算机软件；圆孔拉刀；花键拉刀；键槽拉刀IIABSTRACTThe broach is used to process various shapes of the through-hole, groove and simple or complex shape outer surface. Compared with other cutting methods, broaching process has the following advantages: higher production efficiency, machining accuracy and surface roughness, lower cost, simpler structure and easier operation. Therefore, it has been widely used in mass production. In recent years, as the demand for product quality has been improved, especially in the processing of the more complex shapes, small batch production is also commonly used for processing. The design of broach is also very complicated. It is divided into cutting part design, calibration part design and smooth part design. The design of the cutting part also includes the drawing mode, the drawing is shortened greatly, the design is more accurate, the designers individual workload is reduced, and the computer assistance will must be the development trend of the drawing design.This article selects three broach and research, throughout, ordinary round hole broach, wheel and cutting rectangle spline broach and keyway broach design calculation of the various steps and formulas by VB. 6.0 integrated into the software, designed the versatility, ease of computer aided design software. This paper elaborates the whole process of computer- aided drawing knife design, and its main research work is as follows:Three kinds of drawing design process, calculation formula and reference data are summarized. Round hole broach with ordinary type, round type cutting rectangle spline broach and keyway broach as the research object, the design process and data acquisition, through Visual Basic6.0 design can realize the broach cad software. In this paper, the design method of broach in different processing requirements and conditions is studied, the calculation of broach parameters and drawing of the drawing of the drawing are verified, and the feasibility of the broach is verified. Finally, the software usage method is explained.This software has been after many debugging, can better realize the human-computer interaction, man-machine combination, through the software can easily complete the computer aided design broach, diagram and will be presented to the designers, the design parameters of the integration, to meet the requirements of the broach design.Keywords: Broach design; Computer software; Circular broach; Splinebroach; Keyway broach目录摘要IABSTRACTII1.绪论11.1 计算机辅助拉刀设计的目的和意义11.2 计算机辅助拉刀设计的发展趋势21.3 主要设计工作及内容32.拉刀的设计52.1 拉刀的组成和工作原理52.2 普通式圆孔拉刀设计62.3 轮切式矩形花键拉刀设计82.4 键槽拉刀设计113.计算机辅助拉刀设计系统总体框架134.普通圆孔拉刀程序设计164.1 软件功能164.2 已知加工条件窗体设计164.3 拉刀参数计算窗体设计184.4 拉刀后角选择窗体设计204.5 拉刀齿升量选择窗体设计214.6 拉刀各刀齿直径计算窗体设计225.轮切式矩形花键拉刀程序设计265.1 软件功能265.2 加工条件和方案比较参数窗体设计265.3 方案比较窗体的设计285.4 圆形粗切齿部分计算窗体设计305.5 各刀齿直径计算窗体设计306.键槽拉刀程序设计336.1 软件功能336.2 键槽拉刀参数计算窗体设计336.3 容屑槽尺寸选择窗体设计346.4 键槽拉刀各刀齿直径窗体设计357.程序使用说明398.结论48参考文献49附录 1 外文译文50附录 2 外文原文54致谢58 计算机辅助拉刀设计1.绪论1.1 计算机辅助拉刀设计的目的和意义拉削是利用多刀齿的拉刀对工件进行切削加工，可以用来加工各种形状的通孔， 槽，以及简单或复杂的外表面，例如单键、花键等。有生产效率高，加工精度的表面光洁度高，机床结构简单，操作简单的优点。拉刀集粗精加工及光整加工为一体，结构复杂，制造成本非常高，普通拉刀的价格要达到几千元。拉刀又分为圆孔拉刀、键槽拉刀、矩形花键拉刀、渐开线花键拉刀、三角花键拉刀、成形孔拉刀，其中每一大类又细分成许多小类。例如，圆孔拉刀又有普通式圆孔拉刀、综合轮切式圆孔拉刀、轮切式圆孔拉刀、圆孔推刀、亚光圆孔拉刀。拉刀的设计同样十分复杂，将拉刀设计分为切削部分设计、校准部分设计、光滑部分设计。切削部分设计又包含拉削方式、拉削余量、前角和后角、齿升量、齿距及同时工作齿数、容屑槽的形状及尺寸、拉刀的分屑、切削部分的长度。校准部分的设计又分为前角及后角、齿距及齿形、齿数、校准部分的直径及长度。拉刀的光滑部分设计分为柄部、颈部及过渡锥、前导部、后导部。这些参数的设计都对拉削过程，质量产生很大的影响。拉刀作为一种复杂、高效刀具，被广泛应用于大批量生产和一些其它方法难以加工的特型面的生产中。拉刀性能和质量的优劣，将直接影响加工效率、加工精度和表面质量。但是长期以来拉刀的设计与管理仍然采用手工设计和人工管理，造成了大量的重复性劳动，标准化程度低、设计优化性差、周期长、难管理、易混乱，不能够有效地利用现代科学技术成果。随着计算机技术的发展，可以将拉刀的设计规模有序化，通过对实际加工方式的选择和具体参数的选用并且将基本公式固化到程序中，大大优化了拉刀的设计，减轻了设计者的工作负担，并且提高了设计的准确性，将其引入拉刀设计领域中来解决常规刀具设计所存在一系列问题具有普遍意义。所以通过计算机辅助设计拉刀十分重要。本设计通过 VB 对拉刀设计过程进行辅助设计，将拉刀设计过程引用到计算机上， 用计算机算法编写设计过程和计算方法，使设计过程更加清晰，设计结果更加准确可靠。计算机是 20 世纪最先进的科学技术发明之一，对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革。工业离不开计算机，通过计算机辅助机械设计， 通过开发计算机拉刀辅助软件，很大程度上提高了拉刀的设计效率，使拉刀设计、制造成本得到有效降低，较好地解决了常规拉刀设计所存在的周期长、标准化程度低、51优化性差、难管理较混乱的局面，并为其他刀具系统开发奠定了基础，具有一定的指导意义，对工程实际应用也具有较好的借鉴作用。1.2 计算机辅助拉刀设计的发展趋势键槽拉刀的拉削方式可分为分层式,分块式和综合式, 其中分层式又可分为同廓式和渐成式。下面从拉刀刀齿负荷分配,拉刀长度,拉削力大小,拉刀耐用度,加工质量,加工效率,齿升量,齿距,刀具成本等几方面对以上这几种拉削方式的现状和发展趋势做一 阐述。(1)分层同廓式分层同廓式键槽拉刀的特点是刀齿的刃形与被加工键槽的形状相似, 仅尺寸不同,即刀齿的高度和宽度向后递增,加工余量被一层一层切去。这种键槽拉刀,每个刀齿的负荷分配大,拉削力大,刀刃容易磨损,拉刀耐用度低,刀具成本高,切削宽 度大, 切削厚度小,故齿升量要取小,齿数多, 拉刀长度大,拉刀难制造,加工效率低,进一 步增加了刀具成本。这种拉削方式属于成型拉削,故加工的质量好。在未来的发展趋势中,因为同廓式键槽拉刀的加工质量好, 还会继续发展,如何通过改进刀具材料等途径 增加刀齿强度,提高刀具耐用度,是其未来发展方向。(2)分层渐成式分层渐成式键槽拉 刀是被加工的键槽廓型由各刀齿拉削后衔接而成。这种键槽拉刀,每个刀齿的负荷分配 小,拉削力小,刀刃不易磨损,拉刀耐用度高,刀具易制造,刀具成本低,切削宽度小,切削厚 度大, 齿数少,拉刀长度小,加工效率高。但是这种拉削方式,键槽的形状和尺寸是由各刀齿的副刃切成的,故在键槽表面上可能出现副切削刃的交接痕迹,所以加工的表面质量 很差。在未来的发展趋势中, 因为分层式键槽拉刀的加工效率高,还会继续发展,特别是适用于精度要求不高的键槽的加工,如何通过改进各齿的刃形,进而消除副切削刃切削 留下的的交接痕迹,是其未来发展方向之一。(3)分块式分块式键槽拉刀是将加工余量 分段由几个刀齿先后切去。这种键槽拉刀,加工效率很高,加工时,切削宽度小,切削高度大,拉刀长度小,故每个刀齿的负荷分配大,拉削力大,刀刃易磨损,拉刀耐用度低,但拉刀 易制造, 可以降低刀具成本,被加工的键槽面是由最后几个刀齿的刃形拼接而成,所以加 工的表面质量很差。这种拉削方式常常和同廓式拉削方式配合使用,即前面的切削齿属 于分块式,后面的成型齿属于同廓式,既能取分块式的高效率,又能得到同廓式的高精度。在未来的发展趋势中,分块式键槽拉刀因为加工效率高,主要还是应用于低精度的键槽 加工,与其它的拉削方式相配合,以弥补其加工质量低的缺陷,是其未来发展方向之一。(4)综合式综合式键槽拉刀是将以上几种拉削方式综合应用,取长补短,进而获得更高表面质量的一种拉削方式。最常用的综合式键槽拉刀是,前面切削齿做成分块式的,以最大速度切除大部分加工余量,后面切削齿做成同廓式的,以期得到较高的表面质量。实验证明,这种键槽拉刀加工效率高,加工表面质量好,但是因为前后刀齿的刃形不一样,所以刀具的制作成本高。在未来的发展趋势中,综合式键槽拉刀是一个最大的亮点。如何通过改进刀具结构,改善刀具材料,来降低刀具的制作成本,是未来的发展趋势之一。总结键槽拉刀的制造中,对于分层同廓式拉削方式,只要突破了刀齿强度和制造工艺的瓶颈,就可以高效加工出高质量的键槽,至于分层渐成式拉削方式,只要突破了设计制造的困难,也可以加工出相对质量不错的键槽。对于分块式拉削方式,尽可能的增大其材料切除率,发挥其专有的特长,就能够快速加工出普通键槽。对于综合式拉削方式, 如何分布刀齿,将各种拉削方式取长补短,是其主要的发展方向。以上四种拉削方式在各自不断改进的同时,也在相互融合,取长补短,综合式拉削方式将来会成为主导。3拉削是利用多刀齿的拉刀对工件进行切削加工。拉削是利用多刀齿的拉刀对工件 进行切削加工。拉刀作为一种复杂、高效刀具，被广泛应用于大批 量生产和一些其它方法难以加工的特型面的生产中。拉刀性能和质量的优劣，将直接影响加工效率、加 工精度和表面质量。但是长期 以来拉刀的设计与管理仍然 采用手工设计和人工管理， 造 成了大量的重复性劳动，标准化程度低、设计优化性差、周期长、难管理、易混乱， 不能够有效地利用现代科学技术成果。随着计算机技术的发展，将其引入拉刀设计领 域中来解决常规刀具设计所存在一系列问题具有普遍意义。长期以来拉刀的设计与管 理仍然采用手工设计和人工管理，造成了大量的重复性劳动，标准化程度低、设计优 化性差、周期长、难管理、易混乱，不能够有效地利用现代科学技术成果。8随着计 算机技术的发展，将其引入拉刀设计领域中来解决常规刀具设计所存在一系列问题具 有普遍意义。将参数设计与参数绘图想结合起来的非常罕见。因此，未来计算机辅助 拉刀设计的发展趋势必然是计算与绘图相结合的综合性应用。随着计算机算法，计算 机技术的不断提高，使计算机具有相当程度的智能化，这样计算机可以搜寻数据库， 比较并总结拉刀设计的最佳方案，从根本上解决拉刀辅助应用的难题。1.3 主要设计工作及内容根据复杂刀具设计手册将拉刀设计分为以下几个方向。明确拉刀的设计原理，计算公式在程序中的表达，建立程序中的数据传递关系。设计信息的描述即信息的输入采用交互式输入，此方法较为成熟，信息输入量较大，用户的工作量也较大。同时运用到菜单技术、数据技术、图形技术、数组技术。1 明确拉刀工作原理，整理各拉刀设计步骤和参数计算公式。2 设计普通圆孔拉刀设计程序窗体和代码。3 设计矩形花键拉刀设计程序窗体和代码。4 设计键槽拉刀设计程序窗体和代码。5 调试程序并进行优化。通过代码建立软件功能关系，将拉刀的设计过程更加清晰，简洁地展示在设计者面前。软件的窗体功能清晰明确，使用简单快捷，设计者可以通过软件将所需要的拉刀参数快速选取，将参数整合到一个窗体上，通过计算机计算大大节约了时间并且保证计算结果的准确性。软件可以通过计算结果进行强度校核计算。使整个拉刀设计信息化，系统化，高效化，节省了设计者反复查表计算的工作量。2.拉刀的设计2.1 拉刀的组成和工作原理拉刀的种类很多，按加工表面的不同，可分为内拉刀和外拉刀；按刀具的受力方式不同可分为拉刀和推刀。拉刀由柄部、颈部、过渡锥、前导部、切削部、校准部、后导部及支托部，见图2-1。一般情况下，拉刀的刀柄是与工作部分一起用整体高速钢（也有用合金钢 CrWMn） 制成的。为了节约高速钢，直径较大的拉刀柄部可用 40Cr，然后与高速钢的工作部分在过渡锥部对焊起来。为了提高拉刀，不仅在外拉刀上逐渐较多地使用硬质合金而且在内拉刀上也开始使用硬质合金。M柄部：夹持拉刀，传递动力部分。颈部：柄部与其后各部分的连接部分，其直径与柄部直径相同或略小。拉刀材料、尺寸规格等标记，一般都打在颈部。过渡锥：颈部与前导部之间的过渡部分，起对准中心作用。前导部：切削部进入工件前，起引导作用，防止拉刀歪斜，并可检查拉刀前孔径是否太小，以免拉刀第一个刀齿因负担太重而遭致破坏。切削部：担负切削工作，包括粗切齿、过渡齿及精切齿，切去全部加工余量。图 2-1 拉刀的组成校准部：起刮光、校准作用，提高工件表面光洁度及精度，并为切削部的后备部。后导部：保持拉刀最后的正确位置，防止拉刀在即将离开工件时因工件下垂而损坏已加工面及刀齿。支托部：支持拉刀不使其下垂。拉削的运动方式为直线式，在运动方向上前进，刀齿就会从工件上切下切屑。拉刀的后一个刀齿比前一个刀齿的直径稍大，这样每经过一个刀齿便会从工件上切下切屑，直到最后一个刀齿工作完毕。拉刀工作时可参考图 2-2。图 2-2 圆孔拉刀工作情况2.2 普通式圆孔拉刀设计首先明确被加工圆孔的参数，确定被拉孔直径 D，预加工孔直径0然后确定拉削长度0、工件材料和拉床型号等条件。预加工孔直径0按先确定拉削余量0的方式选取：在拉削用钻头或扩孔钻加工过的圆孔是时，其加工余量0为：0 = 0.05D + (0.10.2)0（2-1）在拉削用镗刀、铰刀或粗拉刀加工过的圆孔是时，其加工余量0为：0 = 0.05D + (0.050.1)0（2-2）接下来计算拉刀的具体参数：（1）确定刀具材料，一般为 W18Cr4V，柄部材料选用 40Cr。（2）确定刀齿的几何参数：前角 、后角 和刃带宽度 ，按表 2-1 和表 2-2 的选择，刃带宽度为 0.05mm。被加工材料硬度（HB）表 2-1 拉刀前角的选择后角（）被加工材料前角（） 1971618可锻铸铁10钢19822915灰铸铁 2291210 180105钢、铝及镁合金、巴氏20合金 1805青铜、黄铜5拉刀类型表 2-2 拉刀后角的选择圆拉刀及花键拉刀键槽拉刀切削齿校准齿切削齿校准齿后角 2.540.5 1.53 4.51.5 2.5（3）确定齿升量。（4）确定齿距 t 和同时工作齿数，按查表确定。（5）确定拉刀刚度允许最大槽深h，查表 2-3 得。表 2-3 拉刀刚度允许容屑槽深（mm）拉刀直径1011121314161723242930333435465454容屑槽最大22.534567不限9深度（6）校验容屑系数K：K = 0.07520计算出来的K大于选用的K值，适用。制（2-3）（7）确定容屑槽尺寸，查表分为切削齿 t、h、g、r 和校准齿、h、g、r。（8）查表确定柄部尺寸1、1、D。包括第一齿槽底直径d = 0 2、切屑刃总长B = d保留一位小数、最大拉削力= pB 取整数。最小断面拉应力 = ，按柄部尺寸查表得， 时，拉力校核通过。（10）计算拉刀校准齿直径 = ,保留 3 位小数。为被拉孔直径最大值，由基本尺寸加上偏差算得。为拉削时的扩张量，由金属性质和零件形状决定。（11）计算拉削余量：0 = 0。（2-5）（12）计算切削齿齿数：= 0 + (25)，取整数。（2-6）2（13）计算校准齿齿数，见表 2-4，按拉刀种类及加工孔的精度选取合适的范围，再选取确定值。圆孔拉刀表 2-4 拉刀校准齿齿数拉刀类型校准齿数加工 2 级及 4 级精度的孔57加工 6 级精度的孔34加工 7 级精度的孔23花键拉刀、方拉刀及具有单面刀齿的拉刀（键槽、槽、平拉刀和外拉到等）45成套拉刀中的粗拉刀23（14）确定各刀齿直径，根据上述计算，确定粗切齿、精切齿及校准齿的数量， 按齿升量计算各刀齿的直径，列表表示。（15）计算切削部长度 = （2-7）（16）计算校准部长度长度 = （2-8）（17）确定分屑槽尺寸，查表槽数1、槽宽1、槽深1、槽底圆半径1。（18）计算前导部直径和长度3 = 0，公差按 e8 或 f7 配合。3 = (0.751.0)0（2-9）（19）计算后导部直径和长度4 = D，公差按 e8 或 f7 配合。4 = (0.50.7)0（2-10）（20）计算颈部直径和颈部长度，颈部直径2查表，颈部长度2 = + ，和分别为拉床的床壁厚度和花盘法兰厚度。过渡锥长度3取 20mm。柄部前端到第一齿长度 1 + 2 + + 0，取整数。131（21）计算拉刀总长 = + + + 4，取整数。2.3 轮切式矩形花键拉刀设计（1）确定拉刀材料和几何参数，选取方法与圆孔拉刀相同。（2）计算倒角侧面到拉刀中心线距离1:1 = + 2 精确到 0.001（2-11）sin 1= 1 精确到 0.0001（2-12） = 90 1 精确到 0.0001 见图 2-7（2-13）1= cos 2精确到 0.01（2-14）（3）计算倒角与键槽交点处直径： = 21 cos 2 sin 精确到 0.0001（2-15）tan1 = 2精确到 0.0001（2-16）= sin 精确到 0.01（2-17）（4）计算最后一个切削齿或校准齿直径：倒角齿： = + (0.20.6) 精确到 0.01（2-18）圆形齿： = = 查表得 精确到 0.001（2-19）花键齿： = = 同上（2-20）（5）计算第一个切削齿直径：倒角齿：1 = 0（2-21）圆形齿：1 = 0（2-22）花键齿：1 = 0.1（2-23）（6）计算加工余量：倒角齿： = 1（2-24）圆形齿： = 1（2-25）花键齿： = 1（2-26）（7）柄部尺寸，同圆孔拉刀。（8）拉刀刚度允许最大容屑槽深，同圆孔拉刀。（9）每组计算参数一般选取两组不同的参数，方案比较过程计算完毕，通过设计需要选取其中最为合适的一组。（10）确定分屑形式和齿组齿数，采用弧形分屑，齿组齿数一般为 2。（11）确定齿距、容屑深度、同时工作齿数，同圆孔拉刀。（12）第一个齿槽底直径: = 0 2h（2-27）（13）计算第一个齿槽底直径允许最大拉力： = 2 选取同圆孔拉刀（2-28）4（14）计算柄部允许最大拉力，同圆孔拉刀。（15）计算拉床允许最大拉力，同圆孔拉刀。（16）拉刀允许拉力，在上述三种拉力间选取最小值。（17）花键切削刃总长 ： = 精确到 0.1（2-29）（18）计算单位刀刃切削力 p：p = 精确到 0.1（2-30）（19）按拉削力选取齿升量，同圆孔拉刀。（20）按容屑槽深选取齿升量，同圆孔拉刀。（21）按弧形槽选取齿升量，选取方法查表。（22）确定拉刀齿升量，选取上述三种齿升量最小值。（23）初定切削齿齿数： = + 1（2-31）（24）初定切削部长度: = （2-32）（25）计算上述参数后确定最佳方案。圆形粗切齿部分计算（1）计算圆形刀齿的切削刃宽及每组齿数: 2 精度到 0.1（2-32）（2）选取齿距、容屑槽深、同时工作齿数、齿升量，与花键齿相同。单位刀刃切削力 p:p = 1.15 精确到 0.1（2-33）（3）按拉削力选取齿升量，同圆孔拉刀查表所得。（4）确定圆形齿齿升量，在上述两种齿升量中选却最小值。（5）初定切削齿齿数：= 02取整数（2-34）（6）初定切削部分长度： = （2-35） 确定一把拉刀的可用性：（1）计算前导部直径3，长度3，后导部直径4，长度4，计算方法同圆孔拉刀。1（2）柄部前端到第一齿长度 ，计算方法同圆孔拉刀。（3）精切齿齿距和校准齿齿距3、同圆孔拉刀。（4）精切齿齿数3:3 = 3 + 3（2-36）（5）精切部分长度3:3 = 3 3（2-37）（6）确定切屑部分及校准部分长度: = + + 3 + 2（2-38）1（7）确定拉刀总长度: = + + 4（2-39） 轮切式矩形花键拉刀其余部分计算：（1）确定个刀齿直径。（2）确定容屑槽尺寸，同圆孔拉刀。（3）计算花键齿截形尺寸：花键刀齿宽度 B：B = 精确到 0.001（2-40）取 0.0050.01 公差取-0.01 棱边1：1 = 0.81副偏角1 = 130开始磨出侧隙处的刀齿直径: = + 2.5（2-41）（4）分屑槽弧形槽半径2、槽数2查图 2-7 出。（5）倒角宽度 M=1mm。（6）齿组中倒角齿切削刃宽: = 2（2-42）（7）倒角齿内径: = 0 0.5（2-43）（8）花键齿内径: = 0.5（2-44）（9）切削部分总长度: = + (1 + 2) + 33 + (1 + 2) + 33（2-45）（10）拉刀校准部分总长度: = + （2-46）1（11）拉刀总长： = + + + 4 取整数（2-47）2.4 键槽拉刀设计键槽拉刀设计步骤：（1）首先明确加工信息。（2）选用拉刀材料，同圆孔拉刀。（3）计算加工余量 A：A = ( + D) + 0（2-48）10 = 21(1 cos )（2-49）sin = （4）计算齿升量、齿距、容屑槽尺寸、校验容屑系数同圆孔拉刀。（5）选取柄部尺寸，确定1、1、H、1。（2-50）（6）计算光滑部分长度 ： = 1 + + + + + + (015)（2-51）11（7）校验柄部强度，与圆孔拉刀强度校核相似，通过查表确定。（8）确定横截面第一齿的横截面高度1、0、1,查表 2.4-4。（9）计算最后切削齿截面高度： = 1 + 精确到 0.01。（10）刀齿宽度 B:B = 0,0取 0.01,B 偏差取-0.01。（2-52） 棱边1 = 0.80.1副偏角1 = 130（11）分屑槽尺寸同圆孔拉刀。（12）切削部分齿数:= + (25) 取 整数（2-53）切削部分长度: = （2-54）（13）校准部分高度 = （2-55）齿数、齿距查表，同圆孔拉刀。校准部长度： = ( 1) + 25（2-56）（14）容屑槽尺寸查表。（15）倒角齿部分齿升量 = 0.16（16）第一个倒角齿高度1sin = sin = +2（2-57）（2-58）1 = 1 (cos cos ) 精确到 0.01（2-59）2（17）最后一个倒角齿高度 = 1 + + (0.30.6) 精确到 0.01（2-60）（18）最后一个倒角齿齿数 ：= 1 + 1 保留整数（2-61）（19）倒角齿的测量尺寸 M齿距 = 8M = (1+ +1 + c) sin 45 精确到 0.01，偏差取0.05（2-63）2倒角齿部分长度： = ( 1) + 10（2-64）（20）容屑槽尺寸同校准齿。1（21）拉刀总长度： = + + + （2-65）3.计算机辅助拉刀设计系统总体框架软件共包含 41 个窗体和一个模块，分为三个主要程序：圆孔拉刀设计、矩形花键拉刀设计、键槽拉刀设计，如图 3-1。图 3-1 系统总体框图设计信息的描述即信息的输入采用交互式输入，同时运用到菜单技术、数据技术、图形技术、数组技术等。设计软件时，启动软件自动加载设计人员和指导教师信息，然后进入主窗口，菜 单栏分为拉刀的几大类。下一级菜单则为每一类拉刀的设计过程窗体，见图 3-2、3-3、3-4。选却拉刀种类后弹出相应窗体，窗体上应向设计者展示设计所需参数及选取范围，。软件还应具有一键清空数据的功能，方便设计软件的重复利用。圆孔拉刀设计下拉菜单有两个窗体，第一个窗体输入被拉孔直径、拉削长度、工件材料、拉床型号的信息。第二个窗体为主要计算和关键参数选取窗体，可以打开九个子窗体，这九个窗体主要用于选取如拉刀几何参数、容屑槽尺寸、齿升量、柄部尺寸、最大拉削力、分屑槽尺寸、容屑系数、齿距和同时工作齿数、最大槽深。程序最终计算出拉刀合适的齿数、各刀齿直径和总体尺寸。图 3-2 圆孔拉刀菜单矩形花键拉刀下拉菜单有五个主窗体，第一个窗体输入被拉孔尺寸、预加工孔直径、拉削长度、工件材料、拉床型号的信息，并选取和计算后续方案比较需要的参数， 可选取几何参数和柄部尺寸，计算倒角侧面到拉刀中心线距离、倒角与键侧交点处直径 、最后一个切削齿或校准齿直径、第一个切削齿直径、加工余量和最大槽深。第二个窗体为设计方案确定，查找齿距、容屑深度、同时工作齿数和齿升量，计算第一个齿槽底直径及允许最大拉力、柄部允许最大拉力、拉刀允许拉力、单位刀刃切削力、初定齿组数、切削齿齿数和切削部长度，并选取合适方案。第三个窗体计算圆形粗切齿的刃宽和每组齿数、齿距、容屑槽深、同时工作齿数、齿升量、单位刀刃切削力、初定切削齿齿数和切削部长度。第四个窗体计算前导部和后导部的尺寸、柄部前端到第一齿长度、精切齿和校准齿齿距、精切齿齿数和精切部分长度、校准齿齿数和校准部分长度、切削齿部分和校准齿部分总长度、拉刀总长度。最后一个窗体计算容屑槽尺寸、花键吃截形尺寸、开始磨出侧隙处的刀齿直径、分屑槽尺寸、倒角宽度、切削刃宽、花键齿内径、拉刀各部分长度和各刀齿直径。图 3-3 矩形花键拉刀菜单键槽拉刀下拉菜单有三个窗体，第一个窗体同圆孔拉刀，第二个窗体选取拉刀几何参数、容屑槽尺寸、齿升量、柄部尺寸、最大拉削力、分屑槽尺寸、容屑系数、齿距和同时工作齿数、最大槽深。计算柄部强度、横截面第一齿尺寸、最后齿横截面尺寸、齿宽、棱边、副偏角、切削部分参数、校准部分参数、倒角齿部分参数，最终计算出刀齿直径和总长度。图 3-4 键槽拉刀菜单4.普通圆孔拉刀程序设计4.1 软件功能拉刀辅助设计的程序设计主要工作内容是将计算步骤和计算公式较为清晰地整合到一起，传统设计方式中方涉及到大量查找数据的过程，通过设计辅助软件，简化设计过程，将数据内嵌至程序中，尽可能将表格数据化，使设计过程更加简便。设计者需输入被拉孔直径、拉削长度、拉床型号，并根据表格选取前后角、升量、同是工作齿数、容屑槽尺寸、柄部等尺寸参数，最终由程序输出拉刀的刀齿直径和各部分长度、直径等参数。普通圆孔拉刀设计程序共包含 9 窗体。4.2 已知加工条件窗体设计第一个窗体为加工信息，见图 4-1。本窗体运用了 3 组框、15 个标签、12 个文本框、4 个组合框和 3 个按钮。图 4-1 已知加工条件窗体中 1 号框为一个组框，框中输入被拉孔的直径信息。2、3 号为标签控件，用来表示其后的文本框所表示的含义。选择工件材料应用两个组合框，其下拉可选择工件材料的种类和材料的硬度。示例为预先设置好的参数，方便检验软件工作可靠性。确认并退出按钮会退出当前窗体。拉床参数组框内由一个组合框选择拉床型号，通过点击控件即确认按钮由程序输入拉床的具体参数。程序框图见图 4-2。图 4-2 机床参数选择程序框图显示拉床参数时运用大量 if 条件语句，通过判断手动选择的拉床型号的 txet 属性文本，从已经输入的代码中选取对应的数据显示出来。Private Sub Command17_Click()Command17 即为确认按钮，单击事件If Combo4.Text = L6110 Thenif 语句判断拉床型号Text5.Text = 10000 then 之后的语句显示对应拉床的具体参数Text50.Text = 125 text5 等表示公称拉力等文本框Text51.Text = 60Text52.Text = 100Text53.Text = 60Text54.Text = 30Text55.Text = 1400 End IfIf Combo4.Text = L6110-1 Then如果上一 if 语句不成立，判断下一语句Text5.Text = 10000Text50.Text = 150Text51.Text = 70Text52.Text = 100Text53.Text = 70Text54.Text = 30Text55.Text = 1250End IfEnd if 结束当前条件语句4.3 拉刀参数计算窗体设计第二窗体为拉刀各参数选择和计算窗体，在本窗体中又套入了 7 个窗体，这些窗体大多为数据选择窗体。运用了标签、按钮、组框、组合框、文本框控件。本窗体包含设计者选择和计算机计算的参数，其中前角、齿距、最大容屑槽深等是可以直接计算出来的，通过一个统一的计算按钮（右下方）计算。这个按钮的 click 事件编写为个参数的计算公式，选取其中一个在下一节中详细讲解。还有一些数据是通过二次计算才能得到的，即先计算出齿距、齿数等。若不加以区分，可能导致计算的参数没有显示从而使结果为 0。因此，在这种参数旁另设计算按钮，见图 4-3。图 4-3 拉刀参数计算窗体拉刀前角的选择，拉刀前角的选择判断依据为工件的材料，编程中主要运用了 if条件判断的方法。程序流程图见图 4-4，代码如下：图 4-4 前角选择流程图Private Sub Command1_Click()Command1 为右下角的计算按钮If 圆孔已知.Combo1.Text = 钢 And 圆孔已知.Combo2.Text = 小于等于 197HB Then 查找前角 Combo1 Combo2 为上一窗体选择工件材料的控件 Text6.Text = 16-18 text6 为输出前角的文本框 End IfIf 圆孔已知.Combo1.Text = 钢 And 圆孔已知.Combo2.Text = 198-229HB Then Text6.Text = 15End IfIf 圆孔已知.Combo1.Text = 钢 And 圆孔已知.Combo2.Text = 大于 229HB Then Text6.Text = 12-104.4 拉刀后角选择窗体设计拉刀后角的选择需要打开另一个窗体，见图 4-5。本窗体运用了组框、标签、选择和按钮控件。图 4-5 拉刀后角选择窗体拉刀后角的选择需要确定拉刀类型，选好拉刀类型后点击查找按钮，会在数据范围组框内显示后角的范围，再有使用者选取并且点击确认将数据传递回主窗体。本窗体程序设计为 if 条件判断，与上一程序的结构相似，不多做说明。这里在工程中添加了一个模块，在其中定义全局变量，因为这个窗体被次引用， 所以需要判断其数据传递的对象。通过 Module1.s 来判断，将打开此窗体按钮的时间代码如下:Private Sub Command19_Click()Command19 为查表按钮拉刀后角.Show打开窗体Module1.s = True将 Module1.s 设置为“真“End Sub这样便可以通过 Module1.s 的属性确定其工作情况。本窗体实现数据传递的代码如下：Private Sub Command1_Click() command1 为确认按钮If Module1.s = True Then判断为 Module1.sputong.Text7.Text = Text3.Text确认其数据传递目标 这里的 text 为主窗体接收数据的控件，putong 表示 text7 所在的窗体putong.Text63.Text = Text4.Text ElseIf Module1.s = False Then当 Module1.s = False 时，传向另一目标轮切式.Text24.Text = Text3.Text轮切式.Text28.Text = Text4.Text End IfEnd Sub4.5 拉刀齿升量选择窗体设计还有一些参数是要通过查表才能得到，这些参数的选择要通过链接打开另一个窗体才能进行选择，例如齿升量的选择，齿升量选择窗体见图 4-6。图 4-6 齿升量选择窗体本窗体运用了组合框表示拉刀类型，下拉可选择拉刀类型。按钮查找数据，点击查找级即可显示数值范围。选择控件选择工件材料，点击对应的材料会在程序中添加判断值。数据显示在文本框中，最后点击确认按钮可将数据传递回去。打开窗体后，首先要选择拉刀类型，然后确定工件材料参数，点击查找后会在齿升量标签所对应的文本框中给出齿升量的范围，用户在选取一个合适的填入选取标签对应的文本框中没点击确认按钮将数据传递回主窗体。4.6 拉刀各刀齿直径计算窗体设计本设计中最为困难的就是刀齿直径计算，窗体见图 4-7。图 4-7 刀齿直径计算窗体本窗体在打开时直接自动计各刀齿直径。先应该明确加工余量，粗切齿齿升量， 精切齿的齿升量按 0.8、0.5、0.3 倍的粗切齿齿升量计算。首先可以用加工余量减去 3 种精切齿的加工余量，然后除以粗切齿的齿升量，这里得到的结果有可能是带有小数的。这样就把小数部分补偿给精切齿。本窗体应用数组技术，将文本框建立成就几个数组，在用循环语句将粗切齿的刀齿直径装入对应序号的文本框中。本窗体的设计难点在于如何确定粗切齿与精切齿的数量关系，要将计算结果进行粗切齿部分计算多出来的部分从新分给精切齿，并判断新增精切齿与原有三个精切齿的排列顺序。而要实现这些功能需要定义大量变量，变量过多也给程序设计带来一定困难。刀齿直径计算流程图见图 4-8。图 4-8 刀齿直径计算流程图以下为圆孔拉刀各刀齿直径的代码：Private Sub Form_Load()窗体载入时执行Dim a As Doublea = Val(putong.Text9.Text)引用上一窗体数据Dim b As Double同上b = Val(putong.Text23.Text) / 2 Dim c As Variantc = (b - (0.8 * a) - (0.5 * a) - (0.3 * a)Dim e As Doublee = c / a计算粗切齿齿数，有可能产生小数Dim g As Integer取出结果中的整数部分，为确定的粗切齿数g = Int(e)Dim d As Doubled = e g取出结果中的小数部分，为补偿给精切齿的余量Dim f As Doublef 最为比较补偿值与精切齿三种齿升量的变量，通过 f 的值确定需要加几个精切齿及其齿升量Dim b3() As Variant定义粗切齿直径数组Dim z As Double定义循环变量For z = 0 To (Val(putong.Text25.Text) - 1)循环开始，将校准齿直径放图文本框中Text6(z) = Val(putong.Text22.Text) Next zFor z = 0 To gText1(z) = Val(圆孔已知.Text2.Text) + (2 * z * a)计算各粗切齿直径，并存入文本框中Next zDim b4 As Doubleb4 = Val(圆孔已知.Text2.Text) + (2 * (e - 1) * a)最后一个粗切齿直径If d = 0.8 Then比较补偿量，当比较值大于 0.8 时，需加两个精切齿f = d - 0.8Dim b2 As Doubleb2 = f * a计算精切齿直径，数组中每一项代表一个精切齿b3() = Array(b4 + (0.8 * 2 * a), b4 + (0.8 * 2 * a) + (0.8 * 2 * a), (b4 + (0.8 * 2 * a) +(0.5 * 2 * a) + (0.8 * 2 * a), (b4 + (0.8 * 2 * a) + (0.5 * 2 * a) + (0.3 * 2 * a) + (0.8 * 2 * a),(b4 + (0.8 * 2 * a) + (0.5 * 2 * a) + (0.3 * 2 * a) + (f * 2 * a) + (0.8 * 2 * a) For z = 0 To 4Text4(z) = b3(z) Next zElseIf d = 0.5 Then当补偿量在 0.8 和 0.5 之间时，需加一个 0.5 倍的粗切齿齿升量的精切齿，将差值作为最后一个精切齿齿升量。f = d - 0.5b2 = f * ab3() = Array(b4 + (0.8 * 2 * a), (b4 + (0.8 * 2 * a) + (0.5 * 2 * a), (b4 + (0.8 * 2 * a) +(0.5 * 2 * a) + (0.5 * 2 * a), (b4 + (0.8 * 2 * a) + (0.5 * 2 * a) + (0.5 * 2 * a) + (0.3 * 2 * a),(b4 + (0.8 * 2 * a) + (0.5 * 2 * a) + (0.5 * 2 * a) + (0.3 * 2 * a) + (f * 2 * a) For z = 0 To 4Text4(z) = b3(z) Next zElseIf d Val(Text13.Text) Then a = Val(Text13.Text)End IfIf a Val(Text14.Text) Then a = Val(Text14.Text)End IfIf a Val(Text15.Text) Then a = Val(Text15.Text)End If Text16.Text = a End Sub5.4 圆形粗切齿部分计算窗体设计圆形粗切齿部分计算窗体是轮切式矩形花键拉刀设计的第三个主窗体，见图 5-4。图 5-4 圆形粗切齿部分计算窗体 这部分计算比较简单，大多为 if 语句编程，计算方法在第二章详细介绍。确认拉刀可能性的窗体同样简单，不多做介绍。5.5 各刀齿直径计算窗体设计轮切式矩形花键拉刀的刀齿直径计算十分复杂，其倒角齿和花键齿均有两齿为一组的齿组，齿组中的第二个齿比第一个齿在直径上小 0.04mm,齿升量的计算为两齿组第一个齿的差值。因此，将刀齿直径计算出来并按顺序排列十分复杂，程序框图见图5-5。部分代码如下：Dim b1 ,b2,b3As Double定义需要用到的变量。b1 = Val(轮切式.Text32.Text) b2 = Val(轮切式.Text42.Text) b3 = db4 = Val(轮切式.Text39.Text)。b5 = b2 / 2 / b3 b6 = Int(b5)b7 = b5 - b6 Text10(0) = b4 Text10(1) = 2 * d + b4图 5-5 倒角齿计算程序框图首先计算出前两个齿的直径，因为齿组是从第二个齿开始，这样方便与用 for 循环来根据规律计算刀齿直径。每隔一个齿加一次齿升量，因此在循环中用 1+（a*2） 来表示需要计算的齿序号，从 a=1 开始，这样会在第一齿循环中从新计算第二个齿， 但将计算公式设置为 Text10(1) + (2 * d) * a，这样的结果为 Text10(1)= Text10(1)，对结果不产生影响。计算结果见图 5-6。For a = 1 To (b6 - 1)Text10(1 + (a * 2) = Text10(1) + (2 * d) * a Next aFor a = 1 To b6Text10(a * 2) = Text10(a * 2 - 1) - 0.04 Next aText10（2b6）= Text10(2b6-1)+b7*b3*2计算齿组中第二个刀齿直径，原理同上，只是齿的序号和计算方法不同。Dim b10 As Double b10 = b7 * b3 / 5 Dim b11 As Doubleb11 = Text10(2 * b6 - 1)最后一个粗切齿直径（齿组第一个）以下为计算精切齿直径，设置 7 个精切齿，前四个为 2 个齿组，后 3 个不设齿组。Text12(0) = 2 * b10 + b11 Text12(1) = 2 * b10 + b11 - 0.04Text12(2) = 2 * b10 * 2 + b11 Text12(3) = 2 * b10 * 2 + b11 - 0.04Text12(4) = 2 * b10 * 3 + b11 Text12(5) = 2 * b10 * 4 + b11 Text12(6) = 2 * b10 * 5 + b11 For a = 0 To 4Text14(a) = b1 Next a图 5-6 各刀齿直径计算表窗体6.键槽拉刀程序设计6.1 软件功能本程序功能基本与普通圆孔拉刀设计程序功能一致。输入工件孔径、键槽宽度、拉削长度、倒角、键槽深度、工件材料和拉床型号，可以快速选取刀齿前后角、齿升量、容屑槽尺寸、柄部尺寸、横截面第一齿尺寸、分屑槽尺寸等，最终计算出拉刀各刀齿直径，各部分长度，并进行强度和拉力校核。本程序总共包含 11 窗体，有 3 个主窗体，剩下 8 个窗体为数据查找窗体6.2 键槽拉刀参数计算窗体设计图 6-1 键槽拉刀设计参数计算窗体键槽拉刀的计算项目与圆孔拉刀略有不同，主要在组框 10 和 14 里的项目有差异。其中第一个倒角齿高度计算有些复杂，需要运用三角函数公式推导正弦与余弦之间的转换，再用语句编写出来，其内容如下：Dim a As Double Dim b As Doublea = Val(键槽已知.Text2.Text) / Val(键槽已知.Text1.Text)b = (Val(键槽已知.Text2.Text) + (2 * 0.3) / Val(键槽已知.Text1.Text) Text64.Text = 0.16Text65.Text = Val(jiancao.Text42.Text) - (Val(键槽已知.Text1.Text) / 2 * (Sqr(1 - (a * a) - Sqr(1 - (b * b)上述的 Sqr(1 - (a * a)语句中，a 代表正弦值，sqr 为开根号，经过转换即可求出余弦。6.3 容屑槽尺寸选择窗体设计图 6-2 容屑槽尺寸选择窗体这里将书上的数据表编写于窗台上，运用了大量的数组。图中每一列为一个数组， 通过 for 循环将数据存储到对应的文本框中，将一个文本框复制并粘贴即可建立一个数组，数组的起始值为 0。本窗体选择容屑槽尺寸的判断条件为槽的类型和齿距，为方便选择，用组合框来对槽的种类进行选择，判断其字符串。再点击齿距腿硬的文本框自动选择相应数据。程序流程图见图 6-3，部分代码如下：Private Sub Text10_click(Index As Integer) If Combo1.Text = 深槽 ThenText2.Text = Text22(Index).Text Text3.Text = Text23(Index).Text Text4.Text = Text24(Index).Text Text5.Text = Text11(Index).Text End IfEnd SubText10_click 表示文本框事件，后续(Index As Integer)与其它不同。括号内的 index 表示一个变量，其值为单击的 Text10（）数组的第 index-1 个值。因为数组从 0 开始， 所以数组的第一个值为 Text10（0）。这样就能通过 index 值选出其对应的尺寸。图 6-3 容屑槽尺寸选择程序流程图6.4 键槽拉刀各刀齿直径窗体设计键槽拉刀个刀齿直径计算与圆孔拉刀相同，程序框图也相同。不过键槽拉刀较圆孔拉刀多了一个倒角齿的计算，倒角齿的计算与轮切式矩形花键拉刀相似，不同在于键槽拉刀的倒角齿不设齿组，不用计算齿组中第二个齿的直径本窗体用组存储文本框数组，标签标各控件含义。图 6-4 键槽拉刀各刀齿直径窗体以下为键槽拉刀刀齿直径计算语句：Private Sub Form_Load()Dim a,b,d,e,z As Double倒角齿齿计算开始，定义变量Dim c As Integer窗体初始化时，清空文本框内容，应用 for 循环语句，每执行一次向一个文本框总添加”,即框内为空。For z = 0 To 61 Text2(z) = Next zFor z = 0 To 8 Text4(z) = Next zFor z = 0 To 7 Text6(z) = Next zFor z = 0 To 7 Text15(z) = Next z接下来先计算出一种刀齿的加工余量，这种刀齿的加工过程完毕后，每一刀齿齿升量的总和为余量。对于倒角刀齿来说，齿升量为 0.16，将余量除以齿升量，整数部分加一即为总的倒角刀齿数目，小数部分乘以齿升量为最后一个刀齿的齿升量。a = Val(jiancao.Text74.Text) - Val(jiancao.Text65.Text) b = a / 0.16c = Int(b) d = b - ce = Val(jiancao.Text65.Text) For z = 0 To (c - 1) Text15(z) = e + (z * 0.16) Next zText15(c) = Text15(c - 1) + d * 0.16Text15(c + 1) = jiancao.Text65.Text倒角齿计算完毕校准齿通常几个齿的尺寸一致，只需确定校准齿数目以装入数组中。Dim z1 As Double校准齿计算Dim z2 As Doublez1 = Val(jiancao.Text57.Text) z2 = Val(jiancao.Text58.Text) For z = 0 To (z2 - 1)Text6(z) = z1Next z校准齿计算完毕Dim h ,I,j,k,l,m,n As Double m = Val(jiancao.Text42.Text) i = Val(jiancao.Text23.Text)h = Val(jiancao.Text45.Text) - Val(jiancao.Text42.Text) - (1.6 * i) j = h / ik = Int(j) l = j - kFor z = 0 To (k - 1) Text2(z) = m + (z * i) Next zIf l = 0.8 Then n = l - 0.8Text4(0) = Val(Text2(k - 1) + (0.8 * i)Text4(1) = Val(Text2(k - 1) + (1.6 * i)Text4(2) = Val(Text2(k - 1) + (2.1 * i)Text4(3) = Val(Text2(k - 1) + (2.4 * i)Text4(4) = Val(Text2(k - 1) + (2.4 * i) + (n * i) End IfFor z = 0 To 61 Text1(z) = z + 1 Next zText13.Text = jiancao.Text37.Text Text16.Text = jiancao.Text37.Text Text8.Text = jiancao.Text31.Text End Sub最后的 if 语句用来区分当补偿量不同时，精切齿的排列顺序。当需要补偿的值大于 0.8 倍的粗切齿齿升量时，需要再添加一个 0.8 倍齿升量的精切齿，余下部分独立计算放在最后一个精切齿的后面。当补偿量在判断条件中的范围不同时，将决定需要增加的精切齿的齿升量和排列顺序。7.程序使用说明这里以普通式圆孔拉刀设计程序为例。第一步，打开运行程序，在菜单栏下选择圆孔拉刀，见图 7-1。图 7-1 选择圆孔拉刀第二步，输入加工信息，见图 7-2。图 7-2 输入加工信息输入被拉孔尺寸、预拉孔尺寸和拉削长度，见图 7-3。图 7-3 输入加工信息选择工件材料，见图 7-4。图 7-4 选择工件材料选择拉床型号，点击确认出现拉床参数，见图 7-5。图 7-5 选择拉床型号输入完参数后即可退出当前窗体。图 7-6 圆孔拉刀参数计算第三步，回到菜单栏选择拉刀参数计算，弹出如下窗体，见图 7-6。第四步，点击右下角计算按钮，将可以直接计算的数据呈现出来，见图 7-7。图 7-7 计算后窗体情况第五步，在标有数字 2 的框内点击查表按钮，弹出后角选择窗体，根据拉刀条件进行选择，然后点击查找显示数据范围，在选择合适数据即可。见图 7-8。点击确认按钮可将数据传递回主窗体。结果如图 7-9。图 7-8 选择后角图 7-9 几何参数第六步，点击齿升量查找按钮，弹出如下窗体。选择拉刀类型和加工材料属性。点击查找出现数据范围，选取合适数据，确认返回。见图 7-10。图 7-10 查找齿升量第七步，点击查找容屑系数，先选择槽的类型，然后按粗切齿齿距在表中单击对应的数值，将槽深数据自动填到矿中，按条件选择容屑系数。点击验算，显示计算的系数。若系数大于规定，则弹出窗体提示，需从新选择计算。见图 7-11。图 7-11 验算容屑系数第八步，确定容屑槽尺寸，操作同上，点击确认数据传回主窗体。见图 7-12。图 7-12 选取容屑槽尺寸第九步，选择柄部尺寸，如图 7-13。图 7-13 选取柄部尺寸第十步，拉刀强度校核，点击计算按钮，先算出直径。然后点击查表选择数据并计算，如图 7-14。图 7-14 校验拉刀强度计算最大切削力，见图 7-15。图 7-15 计算切削力图 7-16 计算拉应力计算最小断面拉应力，如图 7-18。第十一步，点击验证机床拉力。在序号 13 的框中点击计算，出现切削齿齿数范围，注意这里齿数若为分数，选取较大的整数，见图 7-19。图 7-17 参数选择和计算第十二步，确认校准齿齿数，点击查表弹出如下窗体。按条件选择并点击确认， 如图 7-18。图 7-18 确认校准齿数点击拉刀简图，弹出各刀齿直径窗体。显示刀体种类和直径，见图 7-19。图 7-19 刀齿直径第十三步，查找分屑槽尺寸，确认数据并返回，见图 7-20。图 7-20 分屑槽尺寸选择第十四步，计算其余参数，如图 7-21图 7-21 计算其余尺寸8.结论本设计通过复杂刀具设计手册对拉刀设计原理和过程进行了详细的研究，总结拉刀设计的步骤和公式，对参考数据进行数据化处理，并最终设计出一套符合实用性和方便性的计算机辅助拉刀设计系统。本设计包含 39 个窗体，3000 行代码，软件通过选取和输入被拉孔尺寸、拉削长度、拉床型号、几何参数、容屑槽尺寸、齿升量、柄部尺寸、最大拉削力、分屑槽尺寸、容屑系数、齿距和同时工作齿数、最大槽深。计算柄部强度、横截面第一齿尺寸、最后齿横截面尺寸、齿宽、棱边、副偏角、切削部分参数、校准部分参数、倒角齿部分参数，最终计算出刀齿直径和总长度。本设计攻克了如下技术难点:(1)在程序设计中，构建数据联系比较困难，因此要先定义很多变量来存储暂时数据、调用数据，明确每一个变量所代表的内容。并且用 val 语句将字符串转换为程序可计算的参数。(2)在编程软件中，考虑到有些公式难以表达，先使用数学推导的形式将公式展开或变形，再通过代码编写出来，例如三角函数的推导。(3)设计过程中，由于拉刀的各刀齿直径计算十分复杂，需要定义多个变量，并反复验算优化，可以通过条件语句和循环语句建立逻辑联系解决这一难点。(4)参考书中表格所展示的数据在计算机程序中表现也十分复杂，需要建立可以存放多数据的文本数组，通过函数将表中数据一一存储到文本框中。本设计基本完成三种拉刀的设计工作，对各种参数的计算达到了预期的结果。同时该程序有以下优点：(1)程序结构严谨切简单，数据传递准确。(2)设计步骤和参数表达清晰明确，设计方法合理，计算结果准确。(3)便于使用和重复利用。本设计还可以在下述几方面进行完善：(1)扩大设计拉刀种类，包括推刀等。(2)将 CAD 与程序想结果，输出带有计算结果的草图。(3)随着计算机技术发展，可以让系统有一定自我分析的能力，设计出更合理的拉刀。参考文献1齐平.浅议计算机辅助设计的现状及发展J.教育界:高等教育研究,2011(4):192-192.2何庆,张振坤.圆孔拉刀参数化设计J.林业机械与木工设备, 2003, 31(11):26-28.3郭峰,程晓芳.键槽拉刀的改进J. 工具技术,2014, 48(5):69-70.4隋丽娜等.Visual Basic 范例开发大全M.北京：清华大学出版社，2010.6.5 盛精 , 姚丽萍 , 刘 东 方 . 一 种 渐 开 线 花 键 拉 刀 的 有 限 元 分 析 J. 工具技术,2009,43(11):46-49.6胡照海.矩形花键拉刀三维参数化设计研究D.西南交通大学,2006. 7高春艳，刘彬彬等.Visual Basic 开发实战宝典M.北京：清华大学出版社，2010.1. 8张捷,李建明,曾有亮,等.计算机辅助拉刀设计系统研究J. 四川理工学院学报(自科版), 2005, 18(2):27-30.9璩柏青,石庆峰,黄曜玥等.拉刀全参数化计算机辅助设计及其强度效验J.机械设计与制造, 2002(4):66-67.10 Zhang S L, Li Y L, Fang R, et al. Key technology research and CAM system development for broach grindingJ. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2011, 17(10):2150- 2155.11 El-Wardany T I, Butler S L, Young B B, et al. Broach tool design methodology and systems: US, US8000942P. 2011.12袁哲俊,刘华明,薄化川.金属切削刀具设计手册:拉刀M. 机械工业出版社, 2009.13赵炳桢,商宏谟,辛节之.现代刀具设计与应用M. 国防工业出版社, 2014.张文涛,程百新,张松林.渐开线花键粗拉刀优化设计及拉削过程数值模拟J.工具技术, 2017, 51(8):55-58.14王巍,唐臣升.高效率参数化渐开线花键拉刀设计方法J.工具技术, 2016, 50(4):71-73.15刘劲松.一种简易的装配式键槽拉刀的设计J.机械工程师, 2015(6):141-144. 16Kakutani S, Murai Y. Cemented carbide broach and broaching machine:US,US 20040228698 A1P.2004计算机辅助拉刀设计附录 1 外文译文53摘要：硬质合金拉刀和拉削机床拉刀具有硬质合金材料的主体。在该主体上，前握持部分、在前握持部分之后的 圆柱形部分和在其外周缘设置有多个导向部件，在圆柱形部分的端部之后，具有多个 切削刃的拉刀切削刃部分。并且整体地提供了在拉刀切削刃部分之后的圆柱形延伸部， 并且具有最大的外周尺寸，使得延伸不干扰工件。在圆柱形延伸部的端面上，形成载 荷接收肩部，这导致包括小直径部分的后夹紧部分，并且相对于拉刀轴线正交或倾斜。载荷接收肩部具有足够的面积来承受切削载荷。拉削机将后夹紧部分与负载接收表面 紧靠在硬质合金拉刀的载荷接收肩部上。拉刀即使当具有小直径时，也不会受到前握 持部分拉伸强度不足的影响。关键词：硬质合金拉刀；拉床；切削刃本发明涉及一种用于拉削花键孔、方孔、键槽、圆孔等的推压式或压载式硬质合金拉刀和拉削机。硬质合金内拉刀具有由硬质合金材料形成的切削刃，用于硬化加工后具有高硬度4565 的 HC（罗克韦尔硬度 C 刻度）的材料。在该硬质合金拉刀中，当握持部分和切削刃在一个主体中制造时，握持部分由硬质合金材料形成，该硬质合金材料对拉伸或拉伸载荷的耐受性低，并且存在握持部分断裂的问题。鉴于此，JPA2002137118 在其图 1 中提出了一种组合拉刀，其中空心圆柱形切削刃部分由硬质合金材料形成，而夹紧部分由合金钢形成。然而，在这种组合结构中，当具有小孔尺寸的工件的拉刀直径小时，穿过中空圆柱形构件的轴形部分的直径变小，这是形成前握持部分的构件中的切削刃。但是有一个问题，抗拉强度将是不够的。另一方面，JPA10-058226 公开了一种拉削机，其中拉削或压缩载荷而不是拉或拉伸载荷施加到拉刀上以进行切削。如出版物的图 5 所示，该拉刀具有后部
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号