大直径第Ⅰ型双正前角端铣刀刀体三维设计和夹具.ppt

1、通用型阶梯式可转位通用型阶梯式可转位端铣刀的设计与制造端铣刀的设计与制造 大直径第型双正前角端铣刀刀体三维设计和夹具 指导老师：郧建国教授设计学生：招婉清目录目录l引言l结构方案的选择l设计计算l制造工艺流程l相关夹具的设计l作品展示l致谢 端铣刀是加工平面的最常用刀具之一，在实际机械加工生产中，端铣刀的普及使用越来越广泛。上个世纪七十年代后，国家经委和机械工业部大力推广运用硬质合金端铣刀可转位技术，因此得到了更广泛的运用。由于生产的传统性和技术推广的限制性，目前国内大多数的中小机械企业仍然沿用传统的机夹焊接式端铣刀，机夹焊接式端铣刀存在着以下两个缺点。l缺点：缺点：l1、刀片少，能承受的切削

2、力少，背吃量小，、刀片少，能承受的切削力少，背吃量小，加工效率低加工效率低；l2、每块刀片的刀刃都在同一个圆周上，一旦、每块刀片的刀刃都在同一个圆周上，一旦其中的一块刀刃磨损，就要将各刀片重磨，使其中的一块刀刃磨损，就要将各刀片重磨，使各刀刃重回同一圆周上方能加工，降低了加工各刀刃重回同一圆周上方能加工，降低了加工效率；严重影响加工精度并使得刀片更易磨损效率；严重影响加工精度并使得刀片更易磨损和磨钝，增加了加工的使用费用。和磨钝，增加了加工的使用费用。通用型阶梯式可转位端铣刀优点：通用型阶梯式可转位端铣刀优点：l1、该刀具将阶梯切削法引入可转位端铣刀的设计之中，采用径向错移量较大的单组阶梯铣削

3、法，这可以降低各刀尖之间位置公差要求，能够直接装夹不经磨制的可转位铣刀片，大大节省了更换刀具的时间。l2、允许手工磨砺，使用方便，从而可大大降低加工成本，有利于中小型企业推广硬质合金可转位技术。有着广大的市场效益。本铣刀的结构实本铣刀的结构实质就是直接机夹可转质就是直接机夹可转位铣刀的刀片毛坯，位铣刀的刀片毛坯，并视其为直径不同的并视其为直径不同的飞刀串在同一根轴上，飞刀串在同一根轴上，构成单组阶梯状进行构成单组阶梯状进行切削。切削。v作为系列化设计，以上三种型式的端铣刀都可以考虑，作为系列化设计，以上三种型式的端铣刀都可以考虑，因此经过与设计组及指导老师的讨论决定，本人选取因此经过与设计组及

4、指导老师的讨论决定，本人选取I I型型（双正双正前角）的通用型阶梯式可转位端铣刀作为毕业设计前角）的通用型阶梯式可转位端铣刀作为毕业设计的课题，铣刀直径选取的课题，铣刀直径选取200200。l根据一般用途的可转位端铣刀，其切削角度有三大类型：根据一般用途的可转位端铣刀，其切削角度有三大类型：l型（正前角正刃倾角型）：型（正前角正刃倾角型）：采用带后角刀片，每片可用刃数少。这种铣刀楔角小，具有锋利的切削刃。由于切屑收缩比小，所耗切削功率较小，切屑成螺旋状排出，不易形成积屑瘤。但抗冲击强度差，这种铣刀最宜用于软材料和不锈钢、耐热钢等材料的切削加工。对于刚性差、功率小的机床和加工焊接结构件时，也应优

5、先选用双正前角铣刀。l型（双负前角）：型（双负前角）：采用不带后角铣刀片毛坯，每刃可用次数多；刀刃强度好，不易崩刃打刀，适应性强，但切削力稍大。由于切屑收缩比大，需要较大的切削力，因此要求机床具有较大功率和较高刚性。由于轴向前角为负值，切屑不能自动流出，当切削韧性材料时易出现积屑瘤和刀具振动。l型（正前角负刃倾角型）：型（正前角负刃倾角型）：采用带后角刀片，每片可用刃数少；这种结构的铣刀综合了双正前角和双负前角铣刀的优点，轴向正前角有利于切屑的形成和排出；径向负前角可提高刀刃强度，改善抗冲击性能。此种铣刀切削平稳，排屑顺利，金属切除率高，适用于大余量铣削加工。但负后角偏大，刃口变弱。本人选用本

6、人选用75主偏角主偏角铣刀，它为通用型刀具，铣刀，它为通用型刀具，适用范围较广，而且它径适用范围较广，而且它径向切削力小向切削力小，切削平稳、，切削平稳、轻快轻快，重磨后仍可以有较，重磨后仍可以有较大的主偏角大的主偏角。根据角度计算公式：制造累积误差制造累积误差:最小理论错移量最小理论错移量:显然，得，设 代入以上公式可得为了安全起见，取 刀齿圆周分布有三种类型：刀齿圆周分布有三种类型：顺序，交叉，对称顺序，交叉，对称刀齿的分布顺序影响铣削均衡率，该种铣刀参加切刀齿的分布顺序影响铣削均衡率，该种铣刀参加切削的刀齿与工件加工余量有关。设普通等分齿距铣削的刀齿与工件加工余量有关。设普通等分齿距铣刀

7、均衡率为刀均衡率为100%，则顺序分布均衡率为，则顺序分布均衡率为33%，交，交叉分布为叉分布为50%，对称分布为，对称分布为66%实际生产经验可知，采用实际生产经验可知，采用对称对称分布形式最为合理分布形式最为合理!相邻号刀齿差值 ：取则侧垫片厚度:齿号6取2.6毫米，则：宽度 厚度：计算结果：螺钉开始装配，初始位置，螺钉头应高出楔铁 其值为：计算结果如下：NO.1NO.1和和NO.6NO.6刀齿与刀齿与刀体边缘尺寸的关系刀体边缘尺寸的关系 I型双正前角刀槽偏距刀槽偏距e e和和A A 刀槽斜角刀槽斜角 M=15 计算得计算得 220cos:sin2ffgMeAtghdef+=+=而刀体外锥

8、角刀体外锥角 体刀槽高度体刀槽高度H 将数据代入式中，计算可得将数据代入式中，计算可得刀体刀槽轴向高度刀体刀槽轴向高度 将有关数据代入式中，计算结果如下将有关数据代入式中，计算结果如下 H刀体外缘各部分直径刀体外缘各部分直径 将已知数据代入式中得将已知数据代入式中得 刀体刀槽端面斜角刀体刀槽端面斜角刀体刀槽内圆端面槽宽刀体刀槽内圆端面槽宽q q 圆方程 直线方程 直线方程 联解（1）式和（2）式，得点1坐标:求得结果为：其它齿号前后端倒角其它齿号前后端倒角 刀槽倒角计算刀槽倒角计算 将已知数据代入式中，得将已知数据代入式中，得 序序 号号工工 序序 名名 称称页页号号产产品品规规范范设设 备备

9、名名 称称型型 号号1下料下料空气空气锤锤C41.7502粗粗车车毛坯表面毛坯表面车车床床CA61403镗镗中心孔中心孔立式立式镗镗床床T6184精精车车外外圆圆和两底面和两底面车车床床CA61405磨两端面磨两端面车车磨磨M71306铣键铣键槽槽立式立式铣铣床床X63257半精半精镗镗刀心孔刀心孔立式立式镗镗床床T6188钻钻4个个连连接螺接螺纹纹孔并孔并攻螺攻螺纹纹ZS4012（台式（台式钻钻攻两用机攻两用机床）床）Z5209车车底面倒角底面倒角车车床床C62010车车外外圆圆倒角倒角车车床床CA614011车车内孔倒角内孔倒角车车床床CA614012铣铣刀槽刀槽卧式卧式铣铣床床X6325

10、13铣铣刀槽刀槽边边角角卧式卧式铣铣床床X632514修光刀槽棱修光刀槽棱边边钳钳工工15钻钻槽壁螺槽壁螺纹纹孔并攻孔并攻螺螺纹纹卧式卧式钻钻床床Z5150A16钻钻槽底螺槽底螺纹纹孔并攻孔并攻螺螺纹纹立式立式钻钻床床ZS401217调质调质热处热处理理18磨刀心孔磨刀心孔内内圆圆磨床磨床M2110A19磨中心孔磨中心孔内内圆圆磨床磨床M2110A20标标志志钳钳工工21去毛刺去毛刺钳钳工工22发兰发兰（热处热处理）理）热处热处理理23组组装装钳钳工工 此种铣刀的零件中刀体和刀芯的加工比较复杂，考虑到此种铣刀的零件中刀体和刀芯的加工比较复杂，考虑到中小企业不能引进特别先进的机床，为了提高劳动生

11、产率，中小企业不能引进特别先进的机床，为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第经过与指导老师协商，决定设计第12道工序道工序铣铣V型型刀槽的铣床夹具。本夹具将用于刀槽的铣床夹具。本夹具将用于X63卧式铣床。刀具为高速卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。本人的设计过程钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。本人的设计过程主要以刀槽的定形原理来设计夹具。主要以刀槽的定形原理来设计夹具。l（1）定位方式，经过对刀芯结构的研究，本）定位方式，经过对刀芯结构的研究，本人选定中心孔、定位销

12、及底面配合的定位方式。人选定中心孔、定位销及底面配合的定位方式。定位销在保正刀体刀芯的配合及四个螺纹孔的定位销在保正刀体刀芯的配合及四个螺纹孔的位置关系方面有重要的作用。位置关系方面有重要的作用。l（2）因为铣刀的六个刀槽，成）因为铣刀的六个刀槽，成60度阵列方式度阵列方式阵列体圆周上，故为保正其六个槽的位置关系阵列体圆周上，故为保正其六个槽的位置关系还必须配备分度盘，分度针。还必须配备分度盘，分度针。l（3）为保正刀芯在加工过程中不会产生移动，）为保正刀芯在加工过程中不会产生移动，故还需要设计一套夹紧机构。故还需要设计一套夹紧机构。本毕业设计是由郧建国教授悉心指导下完成的，在此本毕业设计是由

13、郧建国教授悉心指导下完成的，在此我要非常感谢我的指导老师。我要非常感谢我的指导老师。这次的毕业设计，给我们在大学期间的学习来了一这次的毕业设计，给我们在大学期间的学习来了一个总结，不单只让我们锻炼了个总结，不单只让我们锻炼了UGUG、CADCAD的绘图能力，还提的绘图能力，还提高了我们的计算能力、编写产品说明书和综合分析等能高了我们的计算能力、编写产品说明书和综合分析等能力。虽然此次的毕业设计还是有所欠缺，但今后我会继力。虽然此次的毕业设计还是有所欠缺，但今后我会继续努力学习，在工作中不停地提升自己的能力。续努力学习，在工作中不停地提升自己的能力。这次的毕业设计遇到种种的困难，感谢老师的耐心这次的毕业设计遇到种种的困难，感谢老师的耐心指导以及同组同学的互相帮助，使我既能归纳学习知识，指导以及同组同学的互相帮助，使我既能归纳学习知识，又能体会到大家齐心协力的合作精神，衷心感谢！又能体会到大家齐心协力的合作精神，衷心感谢！