刀具设计指导分解.doc

机械制造及自动化专业 刀具课程设计指导 山东大学机械工程学院 一、刀具课程设计的目的要求及内容1. 设计目的及要求 刀具课程设计是机械制造类(冷加工)专业学生在学习《现代切削加工理论基础》、《机械制造技术基础》及《机械制造装备设计》等课程及其它有关课程之后进行的一个实践性教学环节，其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决生产实际中刀具设计问题的能力。 通过刀具课程设计，应使学生达到如下要求： 初步掌握几种典型刀具的设计计算方法， 学会绘制刀具工作图，标注必要的技术条件， 学会使用各种设计资料、手册和国家标准，2. 设计内容 刀具课程设计的内容是从Z12V190B柴油机活塞加工过程中使用的几种刀具如成形车刀、成形铣刀等中选择两把进行设计，两把进行设计时间为。 3. 设计刀具的一般步骤 确定刀具的类型； 选择刀具材料； 确定刀具合理的几何角度； 确定刀具结构参数(包括：刀体尺寸、刀齿齿数、刀齿和容屑槽形状和尺寸、刀具夹持部分的结构和尺寸等)； 设计计算刀具的廓形； 制订合理的技术条件(包括：重要尺寸的公差、形位公差、各重要表面的粗糙度、对刀具材料及热处理的要求等)； 考虑刀具的制造工艺及检验方法； 绘制刀具工作图； 编写出刀具设计计算说明书。尖齿铣刀设计(1) 铣刀直径d和内孔直径d1 选择铣刀直径时，应保证铣刀的轴表1 硬质合金端铣刀 ap/mm ≤70 ~90 ~100 ≤4 ~5 ~6 ~6 ~8 ~10 ae/mm ≤5 ~8 ~10 ≤60 ~90 ~120 ~180 ~260 ~350 d0/mm ~80 80~100 100~125 ~80 100~125 160~200 200~250 315~400 400~500 表1 槽铣刀及切断铣刀 ap/mm ≤8 ~12 ~20 ~40 ≤5 ~10 ~12 ~25 ae/mm ~20 ~25 ~35 ~50 ≤4 ≤4 ~5 ~10 d0/mm ~80 80~100 100~160 160~200 ~63 63~80 80~100 100~125 注：如ap、bD不能同时与表中数值统一，而ap（圆柱铣刀）或bD（端铣刀）又较大时，则主要依据ap（圆柱铣刀）或bD（端铣刀）选择铣刀直径 铣刀直径d和直径d1d1 心轴直径由表2选取。 表2 铣刀直径和直径d1~100 130 150 镶齿条铣刀直径d － 60 75 90 110 130 150 铣刀心轴d1 16 22 27 32 40 50 60 为了保证铣刀体壁厚有足够的强度，所选的d及d1还必须满足以下条件 d≥d1+2m+2h 式中 m—铣刀体壁厚，通常取m≥0.3d(mm)，m小时会引起键槽处在热处理或工作时裂开； h—铣刀刀齿的高度(mm)。 图1 硬质合金端铣刀 (2) 铣刀的齿数z 铣刀按齿数多少可分为粗齿和细齿两种：粗齿铣刀的刀齿强度高，容屑空间大，重磨次数多，但平稳性差，故多用于粗加工、或切削塑性材料（为有足够容屑空间）。细齿铣刀刀齿较多，切削平稳，加工表面质量较好，故多由于半精加工和精加工。在实际生产中，铣刀刀齿常按下式计算 式中 d—铣刀直径(mm)； K—根据铣刀种类和切削条件确定的系数，按表3选取。 表3 系数K值 铣刀种类 螺旋角(/(() K 粗齿圆柱平面铣刀 30 1.05 细齿圆柱平面铣刀 15~20 2 镶齿粗齿圆柱平面铣刀 20 45 55~60 0.9 0.8 0.5 细齿端铣刀 － 2 粗齿端铣刀 － 1.2 细齿槽铣刀 － 2 角度铣刀 － 2.8~2.5 成形铣刀 － 1.5~1.2 注：对于角度铣刀和成形铣刀，大直径时K取小值，其余铣刀则小直径时K取大值。 (3) 铣刀螺旋角(~50( (=(0+(0+( 式中 (0—铣刀的前角(()； (—360/z（z为铣刀齿数） 对于螺旋齿铣刀，zj应按下式选取 （(为铣刀螺旋角） 式中 d—铣刀直径(mm)。 2) 折线齿背与曲线齿背几何参数计算公式（图2） (1=(0+(0+( (2=60(~65( r=1~4mm (02=(01+8(~12( 铣刀的螺旋角(大时，因增大了实际工作前角和切屑卷曲半径，从而排屑方便，故可降低表面粗糙度，减少振动，但螺旋角(过大则会引起轴向力增大。各种铣刀螺旋角见表4。 表4 标准铣刀螺旋角(值 铣刀类型 (/(() 铣刀类型 (/(() 端铣刀 整体 25~40 盘铣刀 两面刃 15 镶齿 10 三面刃 8~15 圆柱形铣刀 细齿 30~45 错齿三面刃 10~15 粗齿 40 镶齿三面刃 L 15mm 12~15 镶齿 20~4