复合刀具毕业设计(一)

绪论
机械加工设计是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段。

加工首先通过对零件图的分析，了解工件的结构形式，明确了具体的技术要求，从而对工件各组成部分选择合适的加工方法。

再拟订较为合理的工艺规程和安排顺序，充分体现质量、生产率和经济性的统一。

随着制造业的高速发展，汽车工业、航空航天工业、模具工业等重点产业部门对切削加工刀具不断提出更高要求，推动着可转位刀具的持续发展。

为汽车工业流水线开发的专用成套刀具突破了传统的按需供刀、“闭门造刀”的做法，成为革新加工工艺、提高加工效率、降低加工成本的重要工艺因素，发挥着重要的作用。

以及切削技术的发展，工具行业正经历着经营机制的变革。

面对日益更新的生产模式和新的工件材料，而是优化加工工序或生产线加工技术的重要工艺因素。

刀具制造商必须能为用户提供成套加工技术，帮助用户实现提高加工效率和产品质量、降低制造成本的目标，这已成为国内外刀具制造商业务发展的方向和经营宗旨。

国外刀具制造商的这种做法有利于制造业整体水平的不断提高，为用户带来更大的经济效益，必将受到用户的欢迎。

机床工艺的设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个机械加工过程中，工艺除了顺序、安排加工方法和合理的布局，还要求保证加工零件的总体性能指标、提高加工质量同时提高生产率，来满足企业的需要。

1课题的提出
近年来，我国国民经济发展迅速，打造制造业强国对机床产品的需求不断扩大，随之而来的刀具需求也紧跟其后。

，机械加工难度愈来愈大，加工精度要求越来越高，在自动线上的复合刀具，既要满足生产节拍要求，又要具有可靠性和高寿命，要适应发展的需要，就要对传统的老式的刀具进行改革创新，就需要应用新技术、新工艺来提高加工刀具的使用性能。

先进制造业的代表中汽车作为其代表，对生产设备的精度和柔性都有很高的要求。

而复合刀具在汽车制造业中起到了关键作用，许多工序必须使用精加工刀具、复合刀具，这些刀具的刀体制造复杂，技术含量高，这就对我国工具制造企业提出了很高的要求。

刀具参数的精度、种类、样式，这些问题的解决需要新型的刀具—复合刀具。

复合刀具的产生也是随着工业的要求，客户对它的满意程度，验证的它在机械生产中的价值所在。

因而，本课题主要研究进气门精加工复合绞刀的设计、制造及工艺优化。

包括加工过程的所用工序名称，工序内容、使用的设备情况和相关概念的提出，以及个人的见解。

也是一个刀具设计到生产的全部概述。

1.2复合刀具的应用
复合刀具是由两把或两把以上单个孔加工刀具组合成一体的刀具。

这种刀具目前在组合机床及其自动线上获得广泛使用，有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形等。

具体应用如下三个方面：
1.复合刀具应用产生巨大的冲击效应
具体工序为首先在一个实体斜面上钻孔。

然后再用一小直径钻头钻孔，接着用两把带可调切削的精刀、镗刀进行内孔的粗、精加工。

现在，可同时或顺序加工几个表面，减少机动和辅助时间，提高生产率。

2.刀具复合减少了换刀时间
这种刀具加工的内孔表面质量好且无需退刀槽，等其他不必要的工序。

降低对机床的复杂性要求，减少机床台数，节约费用，降低制造成本。

3.减少了刀具重调和换刀时间
在以往的加工过程中，经常需要对精镗刀进行重新调整，加上插入测量和重启循环，就会浪费大量的时间。

采用复合刀具，可减少工件的安装次数或夹具的转位次数，以减小和降低定位误差。

可保证加工表面间的相互位置精度，加工质量高。

复合刀具多是在专机、自动线或是在通用机床上应用。

对自动线、专机而言，机床转速及进给速度调整范围窄，要保证刀具使用效果达到要求，就需要选定好切削用量。

而钻扩复合刀具，进给量要受钻头限制，而切削速度受铰刀限制，要是按铰刀来确定进给量则钻头承受不了，要是按钻头确定切削速度，则铰孔质量难以保证。

同类复合刀具进给量应以直径最小的刀具选定，切削速度应以最大直径的刀具选定。

同类的复合刀具，一般以大、小直径的平均值，并考虑加工精度要求，综合选定切削用量。

复合刀具在组合机床、自动线和专用机床上应用相当广泛，较多地用以加工汽车发动机、摩托车、农用柴油机、箱体等机械零部件。

1.2.1 复合刀具的类型
复合刀具是将两把或两把以上的同类或不同类的刀具组合成一体的专用刀具，它能在一次加工的过程中，完成钻孔、扩孔、铰孔、锪孔和镗孔等多工序不同的工艺复合，具有高效率、高精度、高可靠性的成形加工特点。

1.复合刀具种类繁多，按工艺类型可分为同类工艺复合刀具和不同类工艺复合刀具。

(1)同类工艺复合刀具如复合铰刀、复合镗刀、复合钻头、复合扩孔钻、复合丝锥等。

(2)不同类工艺复合刀具如钻－镗复合刀具、钻－扩－铰复合刀具，钻－扩、钻－铰、钻－攻螺纹、镗－锪、钻－扩－锪等复合刀具。

在组合机床及其自动线上复合扩孔钻应用的很多，结构形式也有多。

2.常用孔加工复合刀具：
(1)复合钻：通常在钻螺纹底部孔和孔口倒角，或钻扩阶梯孔时。

(2)复合扩孔钻：在组合机床上加工阶梯孔、倒角时、广泛使用扩孔钻。

(3)复合绞：一般复合绞刀为了保证孔的尺寸精度和位置精度，与机床主轴常采用浮动连接，为此在设计复合绞刀时，要合理设置导向部分。

不同类型刀具组成的的孔加工复合刀具，由于刀具结构和工艺不同要求不同。

1.2.2复合刀具的特点
复合刀具的结构都由装夹部分和工作部分两方面组成。

整体结构刀具的装夹部分和工作部分都分别做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分刀片则镶装在刀体上刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。

带孔复合刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩。

这些组建了刀具的特点以下四点：
1.工序集中。

有利于减少机床台数或工位数，机动和辅助时间少，提高生产率。

降低对机床的复杂性要求，减少机床台数，节约费用，降低制造成本；
2.工件安装次数少。

从而减少了工件的安装及定位误差。

此外，工件加工表面之间的位置精度容易保证。

因此，使用复合刀具有利于提高工件的加工质量。

3.复合刀具的结构较复杂。

在制造、刃磨及使用过程中都可能出现一些特殊问题。

设计时须考虑：诸如当各单个刀具的直径、切削时间等切削条件悬殊时，应选用不同的刀具材料；根据工件加工质量要求以及刀具的强度、刚度和刃磨工艺等因素，确定适宜的刀具结构形式；根据工艺系统刚性等条件，合理设计导向装置等。

4.可保证加工表面间的相互位置精度，加工质量高。

使用复合刀具时还应注意几点特殊要求：如由于最小直径刀具的强度最弱，故应按最小直径刀具确定进给量；而由于最大直径刀具的切削速度最高，磨损最快，故应按最大直径刀具确定复合刀具的耐用度。

总之，使用复合刀具时，须按各单个刀具所进行的加工工艺不同，兼顾其不同特点。

1.2.3复合刀具的发展
随着机械工业的迅速发展，机械加工难度愈来愈大，加工精度要求越来越高，
在自动线上的复合刀具，既要满足生产节拍要求，又要具有可靠性和高寿命，要适应发展的需要，就要对传统的老式的复合刀具进行改革创新，就需要应用新技术、新材料来提高复合加工刀具的使用性能。

复合刀具的刀片必须具有很高的高温硬度和耐磨性，必要的抗弯强度、冲击韧性和化学惰性，良好的工艺性(切削加工、锻造和热处理等)，并不易变形并且添加涂层刀片的寿命与非涂层的刀片相比大约提高1～3倍以上。

超硬刀具的应用也日渐普及起来，同时引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。

超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。

而且添加稀土元素后硬质合金的组织比较致密；室温硬度和高温硬度有所改善；断裂韧性和抗弯强度显著提高，分别提高20%和10%以上。

稀土元素在自然界蕴藏丰富，价格不高，添加在硬质合金中可以明显地提高机械、物理性能和使用性能，故有广阔的应用前景。

在高温、高压、高速下，和在腐蚀性流体介质中工作的零件，其应用的难以加工材料越来越多，切削加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。

为了适应这种情况，复合刀具的发展方向将是发展和应用新的应用领域；进一步发展复合刀具的刀片表面涂层技术，在高韧性高强度的基体上沉积更高硬度的涂层，更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾；进一步发展复合刀具的结构；提高复合刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使复合刀具的使用它的实现最佳化。

复合刀具的成本低，提高刀具的制造精度，减小产品质量的差别，并使刀具的使用实现最佳化。

未来的刀具选取复合刀具将成为工厂的首要选择。

1.2.4本课题研究的内容和任务
课题研究的内容：进气门精加工复合刀具的设计及制造工艺过程。

课题设计的任务：本课题主要任务时设计进气门精加工复合刀具设计及工艺。

此刀进行对被加工材料铣削，属于精加共。

被加工零件的材料为铝合金，此材料用在汽车方面，对精度，变形等一系列的问题要求比较高。

而进气门精加工复合刀具的要求就比其它刀具要求更加严格。

而此刀具用在加工中心，相对工作环境、温度，切削力等多方面环境相对高些。

因此，要求刀具在设计方面环境考虑少些。

设计宗旨是经济实用、成本低。

效率高是此次设计的主要任务。