刀具课程设计

专业课程设计赵军zhaojun@山东大学机械工程学院刀具部分2024/1/11赵军内容提要一、刀具课程设计的目的要求及内容二、刀具工作图及设计计算说明书

三、刀具设计题目

2024/1/12赵军一、刀具课程设计的目的要求及内容1.设计目的及要求目的：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。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。2024/1/13赵军一、刀具课程设计的目的要求及内容2.设计内容从工艺课程设计所选零件加工过程中使用的几种刀具（如成形车刀、成形铣刀等）中选择一把、或两把进行设计；或另外指定刀具进行设计，时间为4天。2024/1/14赵军一、刀具课程设计的目的要求及内容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)；2024/1/15赵军一、刀具课程设计的目的要求及内容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；编写刀具设计计算说明书。2024/1/16赵军花键拉刀工作图2024/1/17赵军课程设计刀具类型平体成形车刀2024/1/18赵军课程设计刀具类型棱体成形车刀2024/1/19赵军课程设计刀具类型圆体成形车刀2024/1/110赵军课程设计刀具类型各种铣刀2024/1/111赵军课程设计刀具类型2024/1/112赵军课程设计刀具类型各种铣刀2024/1/113赵军课程设计刀具类型铰刀2024/1/114赵军课程设计刀具类型拉刀2024/1/115赵军尖齿成形铣刀设计（该刀具参考资料少）铣刀直径d和心轴（内孔）直径d1

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。2024/1/116赵军硬质合金端铣刀2024/1/117赵军铣刀直径选择铣刀名称高速钢铣刀硬质合金端铣刀ap/mm≤70~90~100≤4~5~6~6~8~10ae/mm≤5~8~10≤60~90~120~180~260~350d0/mm~8080~100100~125~80100~125160~200200~250315~400400~5002024/1/118赵军铣刀直径选择铣刀名称圆盘铣刀槽铣刀及切断铣刀ap/mm≤8~12~20~40≤5~10~12~25ae/mm~20~25~35~50≤4≤4~5~10d0/mm~8080~100100~160160~200~6363~8080~100100~1252024/1/119赵军铣刀直径和心轴直径d1

整体铣刀直径d4050607590~100130150镶齿条铣刀直径d－607590110130150铣刀心轴d116222732405060铣刀直径d和心轴直径d1有如下关系d=2.25d1

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)。2024/1/120赵军铣刀的齿数z粗齿铣刀刀齿强度高，容屑空间大，重磨次数多，但平稳性差多用于粗加工、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，按下表选取2024/1/121赵军系数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15~202镶齿粗齿圆柱平面铣刀204555~600.90.80.5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

2024/1/122赵军铣刀螺旋角

直线齿背折线齿背曲线齿背（注：刀齿的法剖面！！！）2024/1/123赵军直线齿背直线齿背几何参数计算公式

0=45

~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2024/1/124赵军折线齿背与曲线齿背

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，减少振动螺旋角过大则会引起轴向力增大2024/1/125赵军标准铣刀螺旋角

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~15mm12~15镶齿20~45L<15mm8~10立铣刀30~45组合齿三面刃15键槽铣刀15~252024/1/126赵军螺旋角的方向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2024/1/127赵军二、刀具工作图及设计计算说明书1.绘制刀具工作图时应注意的主要问题刀具设计计算最终要用刀具工作图表示出来，为刀具制造提供全部参数及要求。刀具工作图在图纸中的布置，应当各部分之间协调，松、密恰当，整体美观。应注意的主要问题如下：刀具工作图的画法刀具工作图的标注刀具工作图的比例2024/1/128赵军刀具工作图的画法刀具工作图应表示出该刀具的结构特征及其具体尺寸。除主要视图外，常有剖面图，局部放大图。如切削刃口型式，分屑槽结构型式、小圆角及空刀槽等。除按机械制图投影理论绘制外，通常还采用简化画法。例如齿轮滚刀、蜗轮滚刀、花键滚刀等正视图其外圆及两端面用粗实线画，而刀齿、螺旋槽则可用双点划线简化表示，但螺旋方向必须一致。拉刀切削部粗切齿、精切齿、校准齿，按类只画前后几个齿而中间齿可以用简化画出，即外圆用粗实线，容屑槽底用细实线，其拉刀长度可以断开等。2024/1/129赵军刀具工作图的标注、比例刀具工作图像其它图纸一样按国家标准规范进行标注尺寸、公差及表面粗糙度。形位公差尽量标注在图形上，有时为了简便也可用文字说明，写在技术要求中。整体式刀具工作图与装配式刀具工作图其标注有不同之处，像标注零件图与装配图之区别一样。比例通常是1:1的比例，而对不同实际尺寸和结构复杂程度不同也可用放大或缩小比例。当刀具工作图中有局部放大比例的图形时，一定在放大图形上方标明放大比例。2024/1/130赵军2.设计说明书的内容及要求刀具设计说明书是绘制刀具工作图的依据