刀具设计

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系数K值
铣刀种类 粗齿圆柱平面铣刀 细齿圆柱平面铣刀 镶齿粗齿圆柱平面铣刀 螺旋角β/(°) 30 15~20 20 45 55~60 － － － － － K 1.05 2 0.9 0.8 0.5 2 1.2 2 2.8~2.5 1.5~1.2
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硬质合金端铣刀
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铣刀直径选择
铣刀 名称 ap/m m ae/m m d0/mm ≤70 ≤5 ~80
高速钢铣刀 ~90 ~8 80~100 ~100 ~10 100~12 5 ≤4 ≤60 ~80 ~5 ~90 100~12 5 ~6
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标准铣刀螺旋角β值
铣刀类型 整体 端铣刀 镶齿 细齿 圆柱形铣 刀 粗齿 镶齿 立铣刀 键槽铣刀 10 30~45 40 20~45 30~45 组合齿三面刃 15~25 15 盘铣刀 镶齿三面刃 L<15mm 8~10 三面刃 错齿三面刃 L~15mm 8~15 10~15 12~15 β/(°) 25~40 铣刀类型 两面刃 15 β/(°)
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硬质合金端铣刀 ~6 ~180 200~25 0 ~8 ~260 315~40 0 ~10 ~350 400~50 0
~120 160~200
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铣刀直径选择
铣刀名称 ap/mm ae/mm d0/mm 圆盘铣刀 ≤8 ~20 ~80 ~12 ~25 80~100 ~20 ~35 100~16 0 ~40 ~50 160~20 0 槽铣刀及切断铣刀 ≤5 ≤4 ~63 ~10 ≤4 63~80 ~12 ~5 80~100 ~25 ~10 100~12 5
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一、刀具课程设计的目的要求及内容
⑤ 设计计算刀具的廓形； ⑥ 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)； ⑦ 考虑刀具的制造工艺及检验方法； ⑧ 绘制刀具工作图； ⑨ 编写刀具设计计算说明书。
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直线齿背
• 直线齿背几何参数计算公式 β0=45°~50° θ=β0+γ0+ε 式中 γ0—铣刀的前角(°)； ε—360/z（z为铣刀齿数） 对于螺旋齿铣刀，zj应按下式选取
z zj = cos3 β
bα 1 = 1mm : 2mm
h = ( 0.4 : 0.65 )
r = 0.5mm : 2mm
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三、刀具设计题目
• • • • • 成型车刀 成型铣刀 拉刀 复合（钻、扩）刀具 镗刀
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参考文献
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12]
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课程设计刀具类型
拉 刀
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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。
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螺旋角的方向
β
β
n
n
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 • 有足百度文库多的重磨次数
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二、刀具工作图及设计计算说明书
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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 ① 确定刀具的类型； ② 选择刀具材料； ③ 确定刀具合理的几何角度； ④ 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)；
• 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 在实际生产中，铣刀刀齿常按下式计算 z = K d 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
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– 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
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： ① 刀具工作图的画法 ② 刀具工作图的标注 ③ 刀具工作图的比例
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铣刀直径和心轴直径d1
铣刀直径d和心轴直径d1有如下关系 d=2.25d1
整体铣刀直径 d 镶齿条铣刀直 径d 铣刀心轴d1 40 － 16 50 60 22 60 75 27 75 90 32 90~100 110 40 130 130 50 150 150 60
– 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。
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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，时 间为4天。
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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。
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花 键 拉 刀 工 作 图
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课程设计刀具类型
平体成形车刀
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课程设计刀具类型
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πd
z
mm
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折线齿背与曲线齿背
θ1=β0+γ0+ε θ2=60°~65° r=1~4mm α02=α01+8°~12° • 铣刀的螺旋角β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β过大则会引起轴向力增大
棱体成形车刀
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课程设计刀具类型
圆体成形车刀
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课程设计刀具类型
各种铣刀
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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，是刀 具设计方案正确与否、几何参数选择合理与否的检验 文件，因此刀具设计说明书应包括： 原始条件及设计要求； 刀具结构型式的确定； 刀具材料的确定； 刀具几何参数的合理选择及其计算； 刀具结构设计及结构尺寸计算和验算； 刀具强度、刚度的校核； 确定刀具工作图的技术条件； 设计体会。
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课程设计刀具类型
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课程设计刀具类型
各种铣刀
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课程设计刀具类型
铰 刀
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机械设计制造与自动化
专业课程设计
指导讲座 专用刀具设计部分
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
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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：
细齿端铣刀 粗齿端铣刀 细齿槽铣刀 角度铣刀 成形铣刀
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
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铣刀螺旋角β
直线齿背 折线齿背 曲线齿背 （注：刀齿的法剖面！！！）
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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)。
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铣刀的齿数z
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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。