铣刀的设计说明书

四、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γf为铣刀外圆处的纵向前角，当γf较大时，铣刀径向截面和前刀面上的齿形需进行修正计算。

下图所示的是工件齿形和铣刀齿形得关系，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）结构参数的选择及计算

1.铣刀齿形高度h

设被切工件成形部分高度为hw，则成形铣刀齿形高度应为：

h＝hw＋（1－2）mm

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情况下，应采用平底形式。在铣削深度较大时，宜采用加强形式。

4.铣刀的孔径d

铣刀的孔径d应根据铣削宽度和工作条件选取，可以按刚度，强度条件计算，也可根据生产经验选取。

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：do＝d+2m＋2H

式中：d－铣刀孔径

m－壁厚，一般取（0.3－0.5）d

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，我国一些工厂采用下式估算铣刀外径：

do＝（2－2.2）d＋2.2h＋（2－6）

根据上面公式的计算结果再取外径的推荐值。

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

Zk＝Πdo/S

式中S为铣刀的圆周齿距，粗加工时，可取S＝（1.8－2.4）H

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，因为式中H

尚未确定，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，可根据生产经验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结构参数后再反过来校验圆周齿数设计得是否合适。

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αf，一般取αf＝10o－15o。相应的铲削量可按下式计算：K＝tgαfΠdo/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αox，验算应选ψx最小处的x点，验算公式可按下面公式：

sinψx

tgαox＝tgα

f

应使αox不小于2－3o。实际计算表明，当ψx<15时，常满足这宜要求，可采用增大顶刃后角，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行铲磨。为使铲磨时又砂轮空刀，齿背后部应做出深铲部分。选择II型深铲形式，经计算选K＝4，K2=0.7－0.8

8.容屑槽尺寸

（1）容屑槽底半径r

可按下式计算：r＝Π[do-2(h+K)]/2AZ

h

式中A为系数，当铲齿凸轮空程角δ＝60时，A＝6，当δ＝90时，A＝4。对于需要铲磨齿背的成形铣刀，通常取δ＝90o计算出的r应圆整刀0.5mm。

（2）容屑槽间角θ：一般取20o－35o

（3）容屑槽深度H：H＝h＋K+K

+r

2

9.分屑槽尺寸

当铣刀宽度B<20时，切削刃上不需要作分屑槽。

10.刀齿、刀体强度和砂轮干涉的校验

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，常常互相牵涉，难以直接确定某一参数。因此，需采取试算的方法，首先假设几个参数的数据，再根据他们确定其他一些参数。这样选定成形铣刀的各参数后，还需进行校验，检验铣刀结构是否紧凑，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. 光洁度（按GB1031－68）

（1）刀齿前刀面，内孔表面、端面及铲磨铣刀的齿背表面－－不低于7 （2）铲齿铣刀的齿背面－－不低于6

（3）其余部分－－不低于4

2. 尺寸公差：

表4

表5

表6

铣刀材料一般用高速钢，热处理后硬度应为HRC63－66。在铣刀的工作部分，不得有脱碳层和软点。

（四）刀具的全部计算

表7