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1、金属切削刀具课程设计的目的金属切削刀具课程设计是学生在学完“金属切削原理及刀具”等有关课程的根底上进展的重要的实践性教学环节，其目的是使学生稳固和深化课堂理论教学内容，熬炼和培育学生综合运用所学学问和理论的力气，是对学生进展独立分析、解决问题力气的强化训练。通过金属切削刀具课程设计，具体应使学生做到：(1) 把握金属切削刀具的设计和计算的根本方法；(2) 学会运用各种设计资料、手册和国家标难；(3) 学会绘制符合标准要求的刀具工作图，能标注出必要的技术条件。设计内容和要求完成矩形花键铣刀、矩形花键拉刀两种刀具的设计和计算工作，绘制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的设计说明书。刀具
2、工作图应包括制造及检验该刀具所需的全部图形、尺寸、公差、粗糙度要求及技术条件等；说明书应包括设计时所涉及的主要问题以及设计计算的全部过程；设计说明书中的计算必需准确无误，所使用的尺寸、数据和计量单位，均应符合有关标准和法定计量单位；使用A4 纸打印，语言简练，文句通顺。具体设计要求见附页。10矩形花键铣刀的设计一 齿形的设计计算1. 前角为零时，工件法剖面截形就是铣刀的齿形。2. 前脚大于零时铣刀有了前角以后，其刀齿在径向截面的齿形和前刀面上的齿形， 就与工件法剖面的截形不同了。设 f 为铣刀外圆处的纵向前角，当f 较大时，铣刀径向截面和前刀面上的齿形需进展修正计算。以以下图所示的是工件齿形和
3、铣刀齿形得关系，其中b为给定的工件齿形；c为铣刀径向截面应具有的齿形，即铲刀应具有的齿形；d)为铣刀前刀面的齿形，即样板应具有的齿形。图 8二构造参数的选择及计算1. 铣刀齿形高度h设被切工件成形局部高度为hw，则成形铣刀齿形高度应为：hhw12mm 2.铣刀宽度B设被切工件阔形宽度为Bw，则铣刀宽度B 可取为稍大于B。3. 容屑槽底形式铲齿成形铣刀容屑槽底形式通常有两种，即平地形式和中间有凸起或槽底倾斜的加强形式。在铲削深度较小和刀齿强度足够的状况下， 应承受平底形式。在铣削深度较大时，宜承受加强形式。4. 铣刀的孔径d铣刀的孔径d 应依据铣削宽度和工作条件选取，可以按刚度，强度条件计算，也
4、可依据生产阅历选取。5. 铣刀的外径do对于平底形式的容屑槽，铣刀外径可按下面公式计算：dod+2m2H式中：d铣刀孔径m壁厚，一般取0.30.5d H全齿高由于全齿高的计算又需依据外径do，因此，用上式直接计算铣刀外径是困难的，我国一些工厂承受下式估算铣刀外径：do22.2d2.2h26依据上面公式的计算结果再取外径的推举值。6. 铣刀的圆周齿数Zk铲齿成形铣刀的圆周齿数Zk 可按下式计算Zkdo/S式中S 为铣刀的圆周齿距，粗加工时，可取S1.82.4H 精加工时，可取S=(1.3-1.8)H，式中H 为容屑槽的高度。但是在设计成形铣刀时，直接按公式计算圆周齿数是困难的，由于式中H 尚未确
5、定，而确定它时，又要反过来依据铣刀的圆周齿数。因而在设计时，可依据生产阅历按铣刀外圆直径的大小预先选定圆周齿数，在设计计算出铣刀的其他构造参数后再反过来校验圆周齿数设计得是否适宜。7. 铣刀的后角及铲削量K设铲齿成形铣刀的顶刃径向后角为 f，一般取 f10o15o。相应的铲削量可按下式计算：Ktg f do/Zk，式中do 为铣刀外径， Zk 为圆周齿数。求出铲削量后，应按附录表 40 所列的铲床凸轮的升距选取相近的K 值。初步选定径向后角和计算出铲削量以后，需验算刀齿侧刃上一点 x 的主剖面后角 ox，验算应选 x 最小处的x 点，验算公式可按下面公式：tg oxtg sin xf应使 ox
6、 不小于 23o。实际计算说明，当 x15 时，常满足这宜要求，可承受增大顶刃后角，斜置工件，斜铲齿等方法增大侧刃后角。对于精度要求高的成形铣刀，其齿背除铲齿外尚需进展铲磨。为使铲磨时又砂轮空刀，齿背后部应做出深铲局部。选择 II 型深铲形式， 经计算选K4，K2=0.70.88. 容屑槽尺寸（1） 容屑槽底半径r可按下式计算：r do-2(h+K)/2AZh式中A 为系数，当铲齿凸轮空程角 60 时，A6，当 90 时，A4。对于需要铲磨齿背的成形铣刀，通常取 90o 计算出的r 应圆整刀 0.5mm。（2） 容屑槽间角 ：一般取 20o35o（3） 容屑槽深度H：HhK+K +r29. 分
7、屑槽尺寸当铣刀宽度B20 时，切削刃上不需要作分屑槽。10.刀齿、刀体强度和砂轮干预的校验由以上所述可以看出，在确定铲齿成形铣刀的外径do，齿数Zk， 铲削量K，容屑槽深度H.等参数时，经常相互牵涉，难以直接确定某一参数。因此，需实行试算的方法，首先假设几个参数的数据， 再依据他们确定其他一些参数。这样选定成形铣刀的各参数后，还需 进展校验，检验铣刀构造是否紧凑，合理，刀体，刀齿强度是否足够。三矩形花键铣刀的技术条件1. 光滑度按GB103168（1） 刀齿前刀面，内孔外表、端面及铲磨铣刀的齿背外表不低于 7（2） 铲齿铣刀的齿反面不低于 6（3） 其余局部不低于 42. 尺寸公差：表 4序号
8、名称符号公差1铣刀外径doh162铣刀宽度Bh123铣刀孔径dH74铣刀键槽宽度bDc75内孔至键底距离t1H143. 外形位置公差表 5序号工程铣刀尺寸范围公差1切削刃的径向及端面跳动do100do1000.030.04do1000.022刀体端面跳动do1000.03H100.0410H200.063前面的径向性只许凹入20300.124. 齿形误差表 6透光度铣刀齿形高度h齿形的根本局部齿顶及圆角局部40.030.064120.050.0912220.070.12220.080.155. 材料及热处理铣刀材料一般用高速钢，热处理后硬度应为HRC6366。在铣刀的工作局部，不得有脱碳层和软
9、点。四刀具的全部计算表 7条件：欲加工矩形花键轴，其尺寸为：外径Da32a11，内径Df28f7，键数Z6，键宽 b7d10，键底圆角半径r1，工件材料为可锻铸铁KTZ550-04。序计算工程符确定方法或计算计算精设计计算数号号公式度据1齿槽半角 180/Z0.01o 25.00o2齿顶圆弧中心 0.01o 15.50o半角arcsinb/Dfmin3齿顶宽BaBaD sinfmin0.01Ba7.474初算齿廓高度HhDaDfmincos整数h4 /2125铣刀宽度BBBa2htg整数B=136按铣刀宽度最HhB-Ba/2tg0.01h8.24后确定齿廓高度7铣刀齿顶圆弧RfRfD /20.
10、01Rf13.98fmin半径8齿顶圆角半径rr r0.1r r1ooo9铣刀前角精加工0o0offf粗加工5f20o10容屑槽形式依据工件廓形确取平底形定11铣刀孔径D可依据铣刀宽度依据 B12，按表 33 选取查出 d1612铣刀外径do可按表 34 选取初选 do6513铣刀圆周齿数Zk可按表 35 初选初选 Zk1214铣刀的后角一般选 8off1o取 10of15o验算侧刃后角公 5.04oo可以满足条式为tg tgosinf件15铲削量KK= dotg /Zk0.5K=3fKK 1.31.5KK 411116容屑槽圆角半Rr do2h0.5or1.11径K/2AZk取r117容屑槽
11、深度HH=hKK /20.1H8.51r18容屑槽间角19分屑槽尺寸 20o35o按表 58 选取取 30o取两个分屑槽t14，t28，前后齿错开20键槽尺寸按附录表 6 选取21空刀倒角尺寸按附录表 25 选取22技术条件按表 59，511选取圆孔拉刀设计1. 圆孔拉刀工作局部的设计工作局部包括切削局部和校准局部，是拉刀的主要局部，他打算着拉削的生产率和加工外表质量。设计拉刀工作局部包括：确定拉削余量及拉削方式;选择齿升量及齿距；确定容屑槽的外形及尺寸；选择前角.后角.齿数及尺寸等。1.1 拉削余量圆孔的拉削余量是指直径上的拉削余量可由阅历公式A=d-d计算，也可由表 4-4 所列拉削余量更便利的选取具体数值。表 4-4 圆孔的直径拉削余量mmaxwmin拉削长度被拉孔直径拉前孔为钻出时拉前孔为镗出时101830 50101830 508 8011830508018305001206100.50.60.80.90.40.50.60.70.8 10180.60.70.91.00.40.50.60.70.8 18300.70.91.01.20.50.60.70.80.9 30500.81.11.21.20.50.60.70.80.9 50800.91.21.21.30.60.70.80.91.0 80121.01.31.31.30.60.
