靳一帆刀具设计

1、机械制造技术基础课程设计（刀具部分）设计题目：尾座体底面槽尖齿槽铣削加工设计者：靳一帆学号:2010 0516 3062指导教师：赵军山东大学机械工程学院2014 年 1 月 8 日尾座体底面槽铳削刀具设计目录一、尾座体底面槽铣削加工的设计要求 3二、方案一一一螺旋齿尖齿立铣刀（一）、刀具结构形式的确定:4（二）、刀具材料的确定:错误!未定义书签2（三）、刀具几何参数的合理选择及其计算 错误!未定义书签（四）、刀具主要技术条件的确定 7三、方案二一一盘状尖齿槽铣刀(一、 尾座体底面槽尖齿槽铳刀设计要求： 3二、方案一一一螺旋齿尖齿立铳刀 4四、设计体会10五、参考文献10尾座体底面槽铣削刀具设

2、计一、尾座体底面槽尖齿槽铣刀设计要求:尾座体的底面槽铣削加工，铣削后表面粗糙度为Ra1.6,槽宽为4mm ,槽深度为5mm ,槽长度为：42+37=79mm ,尾座体材料为HT200 ,其硬度为 200HBSO尾座体底面槽的加工工序为粗铣一一半精铣一一精铣一一刮研，加工 余量分别为 A1=1mm , A2=1mm , A3=0.5mm ,使用机床为 X6132B卧式铣床。 以此为要求设计尖齿槽铣刀。二、方案一一一螺旋齿尖齿立铣刀（一）、刀具结构形式的确定根据老师拟定的题目和参考文献1第290页，立铣刀适用于各种沟槽表面、 平面、台阶面等的粗、精加工，以及工序要求，选择螺旋齿尖齿立铣刀。（二）、

3、刀具材料的确定螺旋齿立铣刀采用整体式结构，根据参考资料1第293页，选用铣刀材料为W6Mo5Cr4V的高速钢，热处理后硬度：刃部为 63-66HRC柄部为40-55HRC（三）、刀具几何参数的合理选择及其计算1）铣刀直径d选择铣刀直径时，应保证铣刀的轴具有足够的刚度和强度，刀齿具有足够的 容屑空间以及能多次重磨。在满足这些条件的前提下，尽可能选择较小的数值， 否则，铣削扭矩大，动力消耗多，而且铣刀切入时间长，从而降低了生产率。此 外，小直径铣刀成本低，一般根据铣削用量和铣刀的轴来选择铣刀直径。表1铣刀直径选择铣刀名称高速钢铣刀硬质合金端铣刀a P mm 7090100 4566810ae mm

4、 5810 6090120180260350d/mm808010010012580100125160200200250315400400500铣刀名称圆盘铣刀槽铣刀及切断铣刀a P mm 8122040 5101225a e mm20253550 4 4510d/mm808010010016016020063638080100100125注：如ap、d不能同时与表中数值统一，而a p （圆柱铣刀）或d（端铣刀） 又较大时，则主要依据a p （圆柱铣刀）或d （端铣刀）选择铣刀直径。根据上表以及尾座体底面凹槽槽宽为 4mm选择铣刀直径d=4mm2)铣刀的齿数Z铣刀按齿数多少可分为粗齿和细齿两种：

5、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Z K d 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 2选取。表2系数K值铣刀种类螺旋角/()K粗齿圆柱平面铣刀301.05细齿圆柱平面铣刀15202镶齿粗齿圆柱平面铣刀200.9450.855600.5细齿端铣刀一2粗齿端铣刀一1.2细齿槽铣刀一2角度铣刀一2.82.5成形铣刀一1.51.2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

6、小直径时 K 取大值。根据上表，查参考文献1,第291页，选择齿数Z=3。3)铣刀螺旋角/()铣刀的螺旋角增大时，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3。表3标准铣刀螺旋角/()值铣刀类型/()铣刀类型/()端铣刀整体2540盘铣刀两面刃15镶齿10二面刃815圆柱 形铣 刀细齿3045错齿三面刃1015粗齿40镶齿三面刃L > 15mm1215镶齿2045L V 15mm810立铣刀3045组合齿三面刃15键槽铣刀1525图2刀齿的几何形状(注：刀齿的法剖面)铣刀螺旋角的方向可根据具体

7、工作情况确定。在铣槽和侧面时，应按图3所示来选择铣刀的螺旋角 和铣刀的旋转方向。图3铣刀螺旋槽方向通过上表，查参考文献1,291页，选择螺旋角/（）=38度，旋向为右旋。4）刀齿的几何形状（图2）刀齿的几何形状应满足：应有足够的强度；有足够的容屑空间；保证排屑顺 利；有足够多的重磨次数。查参考文献1,288页，如图2所示，有3种齿形，因 为所选铣刀为粗齿铣刀，所以选择折线背齿形。（四）、刀具主要技术条件的确定1、铣刀表面不应有裂纹，切削刃应锋利，不应有崩刃、钝口、磨退火以及 显著白刃等影响使用性能的缺陷。焊接柄部的立铣刀在焊缝处不应有砂眼和未焊 透现象。2、由参考资料1第290页查得螺旋齿立铣

8、刀各部分的表面粗糙度为:螺旋齿立铣刀部位表面粗糙度（Um前面和后面RZ =6.3普通直柄柄部外圆Ra =1.25立铣刀用W6Mo5Cr4V或同等性能以上高速钢制造。硬度：立铣刀工作部分：外径 d=4m 6mm 62-65HRC立铣刀柄部：普通直柄，不低于 30HRC形状和位置公差圆周刃对柄部轴线径向圆跳动： 一转为0032mm相邻齿为0.016mm端部对 柄部轴线的端面圆跳动为0.05mm三、方案二一一盘状尖齿槽铣刀（一）、刀具结构形式的确定查参考资料1第296页，尖齿槽铣刀切削刃在外圆圆周上， 适于加工H9级 轴槽和一些普通槽。由机械制造技术基础117页，使用带孔、尖齿、整体式、 盘形槽铣刀

9、，由于切削深度较大，采用错齿三面刃铣刀。（二）、刀具材料的确定查参考资料2第102页，选用刀具材料为 W6Mo5Cr4V的高速钢，热处理后 硬度：刃部为63-66HRC柄部为40-55HRC（三）、刀具几何参数的合理选择及其计算1）铣刀直径d和心轴（内孔）直径di选择铣刀直径时，应保证铣刀的轴具有足够的刚度和强度，刀齿具有足够的 容屑空间以及能多次重磨。在满足这些条件的前提下，尽可能选择较小的数值， 否则，铣削扭矩大，动力消耗多，而且铣刀切入时间长，从而降低了生产率。此 外，小直径铣刀成本低，一般根据铣削用量和铣刀的轴来选择铣刀直径。表1铳刀直径选择铳刀名 称高速钢铳刀硬质合金端铳刀ap/mm

10、 7090100 4566810ae/mm 5810 6090120180260350d/mm808010010012580100125160200200250315400400500表1铳刀直径选择（续）铳刀名称圆盘铳刀槽铳刀及切断铳刀ap/mm 8122040 5101225ae mm20253550 4 4510d/mm808010010016016020063638080100100125此处ap=4mm， ae=1mm ,并参考文献2第101页，选择铣刀直径 d=50mm。 心轴直径由参考资料2第101页，选择16mm。铣刀体壁厚m ,通常取m 0.3d（mm），m小时会引起键槽处在

11、热处理或工作时 裂开；刀齿的高度h取5mm。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Z K、d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值铳刀种类螺旋角/（）K粗齿圆柱平面铳刀301.05细齿圆柱平面铳刀15202镶齿粗齿圆柱平面铳刀200.9450.855600.5细齿端铳刀一2粗齿端铳刀一1.2细齿槽铳刀一2角度铳刀一2

12、.82.5成形铳刀一1.51.2注：对于角度铳刀和成形铳刀，大直径时K取小值，其余铳刀则小直径时 K取大值。选择细齿，K=2，z=153）铣刀螺旋角尖齿有三种，此处选择直线齿背，其几何参数计算如下（图2）图2刀齿的几何形状（注：刀齿的法剖面）o=45 50 ,取 46= o+ o+ =46 +15 +24 =85式中 o铣刀的前角（），查文献1第297页得0=15 ；=360 /z=24（ Z为铣刀齿数）bi=12 ,取 2mmr=0.52mm ,取 2mmh= （0.40.65） dz=4.26.8mm,取 5mm。式中d铣刀直径（mm）。表4标准铳刀螺旋角值铳刀类型/()铳刀类型/()端铳

13、刀整体2540两面刃15镶齿10三面刃815圆柱形铳刀细齿3045错齿三面刃1015粗齿40盘铳刀. rr TT7L 15mm1215镶齿2045镶齿三面刃L<15mm810立铳刀3045厶口 /V f Hr-r TTT15键槽铳刀1525组合齿三面刃选择铣刀螺旋角=13，铣刀螺旋角的方向可根据具体工作情况确定。在铣槽和侧面时，应按图3所示来选择铣刀的螺旋角 和铣刀的旋转方向图3铳刀螺旋槽方向4）刀齿的几何形状（图2）刀齿的几何形状应满足：应有足够的强度；有足够的容屑空间；保证排屑顺 利；有足够多的重磨次数。（四）、刀具主要技术条件的确定由参考资料2第103页查得铣刀各部分的表面粗糙度为:部位表面粗糙度上限值前面和后面Rz6.3内孔表面Ra1.6两侧隙面和两支承端面Ra1.6由参考资料2第102页查得，尖齿槽铣刀表面不应有裂纹，切削刃应锋利, 不应有崩刃、钝口以及磨削烧伤等影响使用性能的缺陷。四、设计体会在这次的刀具