成形铣刀设计
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刀具课程设计说明书(完整版).
矩形花键拉刀及成形车刀设计说明书目录1。
前言 (1)2。
绪论 (2)3.刀具设计3.1圆孔式拉刀的设计过程 (3)3。
2 矩形花键铣刀的设计 (8)4．小结 (15)5．致谢 (15)6．参考文献 (15)1、前言大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联.为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。
我的课程设计课题目是矩形花键拉刀与矩形花键铣刀的设计。
在设计过程当中,我通过查阅有关资料和运用所学的专业或有关知识,比如零件图设计、金属切削原理、金属切削刀具、以及所学软件AUTOCAD的运用，设计了零件的工艺、编制了零件的加工程序等。
我利用此次课程设计的机会对以往所有所学知识加以梳理检验，同时又可以在设计当中查找自己所学的不足从而加以弥补，使我对专业知识得到进一步的了解和系统掌握。
由于本人水平有限,设计编写时间也比较仓促,在我们设计的过程中会遇到一些技术和专业知识其它方面的问题，再加上我们对知识掌握的程度，所以设计中我们的设计会有一些不尽如人意的地方, 为了共同提高今后设计设计的质量，希望在考核和答辩的过程中得到各位指导老师的谅解与批评指正,不胜感激之至。
2、绪论2。
1刀具的发展随着社会的发展,时代的进步,刀具在生产中的用途越来越广.刀具的发展在一定程度上决定着生产率，中国加入WTO后，各行各业面临的竞争越来越激烈，一个企业要有竞争力，其生产工具必须具有一定的先进性.中国作为一个农业大国，其在机械方面的发展空间相当大,而要生产不同种类的零件,不管其大小与复杂程度，都离不开刀具。
目前,在金属切削技术领域中，我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距，但这种差距正在缩小。
随着工厂、企业技术改造的深入开展，各行各业对先进刀具的需要量将会有大幅度的增长，这将有力地促进金属切削刀具的发展2。
螺杆转子齿形可转位成形铣刀结构设计
型 ， 进 行 装 配 干 涉 验 证 ，如 图７ 所
示 直 观 地 对 设 计 结 果 进 行 检 查 和 分 析 ，也 为 后 续
的Ｃ Ｍ仿 真加 Ａ
工 ，以 及 有 限 图７ 阴转子铣 刀三维
图５ 阴转子铣刀结构尺寸
装配 图
螺 钉 圆头 与 导轨 的 距 离 ，当铣 刀 与样 件 上 已加 工 的 工 艺 面接 触 时 ，圆头 螺 钉的 圆头 与导 轨 的 距离 间 隔
０１ ． ５～ ０ ２ ｍ 。 ．ｍ
就 可 以 自动进 刀 了 。 由于 曲轴 很 重 ，摇 动 手轮 很 费
劲，这时以防用力多大 ，出现打 刀现象，所以有防
图 １ 图 ２
件 和 刀具 的轴 交 角 为 ４ 。 ５ ；接 下 来 按 照 设 计 图样 可 知 转 子螺 旋 导 程 为 ３ ２ ｍｍ，旋 向为 左 旋 ，转 子 齿 ３． ２ 形 外 径 １ ３６ ５ ．ｍｍ，转 子 齿 形 端 面 截 形 可 见 图２ ，具 体 数 据 就 不 一 一 列 出 了 ，根 据 以 上 条 件 建 立 数 学
如 图６ 示 。 所
接 下 来根 据 设 备
的 安 装 尺 寸 就 可 以
绘 制 刀 体 的 结 构 尺
寸 图 （ 图５ 见 ）。 图４ 内孔和键槽结构
４ ＵＧ三维 实体 建模 ．
使 用 三 维 设 计 软 件
图６ 刀片槽 、容 屑槽 和螺钉孔结构
ＵＧ ＮＸ ７５ 立 铣 刀的 三 维 实体 模 ．建
个 偏 角 ）和 一 次 平 移 ，最 终 形 成 了可转 位 刀片 的切
齐二机床
获 “ 省级劳动关系和谐企业标兵”称号
近 日 ， 黑 龙 江省 构 建 和 谐 劳 动 关 系先 进 表 彰
示 直 观 地 对 设 计 结 果 进 行 检 查 和 分 析 ，也 为 后 续
的Ｃ Ｍ仿 真加 Ａ
工 ，以 及 有 限 图７ 阴转子铣 刀三维
图５ 阴转子铣刀结构尺寸
装配 图
螺 钉 圆头 与 导轨 的 距 离 ，当铣 刀 与样 件 上 已加 工 的 工 艺 面接 触 时 ，圆头 螺 钉的 圆头 与导 轨 的 距离 间 隔
０１ ． ５～ ０ ２ ｍ 。 ．ｍ
就 可 以 自动进 刀 了 。 由于 曲轴 很 重 ，摇 动 手轮 很 费
劲，这时以防用力多大 ，出现打 刀现象，所以有防
图 １ 图 ２
件 和 刀具 的轴 交 角 为 ４ 。 ５ ；接 下 来 按 照 设 计 图样 可 知 转 子螺 旋 导 程 为 ３ ２ ｍｍ，旋 向为 左 旋 ，转 子 齿 ３． ２ 形 外 径 １ ３６ ５ ．ｍｍ，转 子 齿 形 端 面 截 形 可 见 图２ ，具 体 数 据 就 不 一 一 列 出 了 ，根 据 以 上 条 件 建 立 数 学
如 图６ 示 。 所
接 下 来根 据 设 备
的 安 装 尺 寸 就 可 以
绘 制 刀 体 的 结 构 尺
寸 图 （ 图５ 见 ）。 图４ 内孔和键槽结构
４ ＵＧ三维 实体 建模 ．
使 用 三 维 设 计 软 件
图６ 刀片槽 、容 屑槽 和螺钉孔结构
ＵＧ ＮＸ ７５ 立 铣 刀的 三 维 实体 模 ．建
个 偏 角 ）和 一 次 平 移 ，最 终 形 成 了可转 位 刀片 的切
齐二机床
获 “ 省级劳动关系和谐企业标兵”称号
近 日 ， 黑 龙 江省 构 建 和 谐 劳 动 关 系先 进 表 彰
铁路车辆零件成形修复工艺和基于Solidworks的可转位成形铣刀设计
用 了机车磨损零件 的成形铣削修复工艺 。
２ 新 旧机车磨损零件修 复工艺对 比
２ １ 旧工艺 的缺 点 ． 旧 的修 复工 艺 是 采取 补 焊后 用 砂 轮 磨 削 、 刨 床 在
上进 行仿 形 刨或 在 车床上 进 行仿 形 车等方 法来 恢 复零
件工 作 型 面的形 状 。例 如 ， 复 钩舌 的方 法 是 在 其 磨 修
Ｆ ｒ ｉｇ Ｒｅ ａｒＰｒ ｃ ｓ ｏ ｅ ｒＰａｔ ｆＲａ ｌ ａ ｒａ ｄ Ｄｅ ｉｎ Ｏ ｍ ｎ ｐ ｉ ｏ ｅ ｓ ｆ ｒＷ ａ ｒ ｏ ｉｏ ｄ Ｃａ ｎ ｓｇ ｓ ｒ Ｏ Ｏ ｍ ｉｇ Ｍｉｉｇ Ｃｕ ｔ ｒＢ ｓ ｄ ｏ ｌ ｗｏ ｋ ｆＦ ｒ ｎ ｌｎ ｔ ａ ｅ ｎ Ｓｏ ｉ ｌ ｅ ｄ ｒｓ
１ 题 目背 景
机 车车 辆运 行 中 ， 一 部 分 零 件 是 在 不 断磨 损 状 有 态 下工作 的 ， 如车 轮 、 闸瓦 托 、 心盘 、 心盘 、 舌 、 上 下 钩 车 钩、 扁销 等零 件 ， 当其工 作 型面磨 损 到一定 程 度后 就不 能继 续使 用 。为 了节 约 成本 ， 要 对 这些 磨 损 零 件 进 需 行修 复并 重复使 用 。传 统 的 修 复工 艺 是 通 过 在 刨 床 、 车床 上进 行仿形 加 工和 采用 砂轮磨 削 的方 式恢 复其 工
损部 位 用钢 筋补 焊 之 后 ， 用 砂 轮 打 磨 成 形 。修 复 车 再
作型面的形状 ， 精度差 ， 效率低。早在上世纪 ８ ０年代 ，
国外 已开始 采用 硬质 合金 可 转位成 形 铣刀来 完 成机 车 车辆磨 损零 件 的修复 工作 ， 即成形 铣 削工艺 ， 复精 度 修 和效率 大 大 提 高 。 随着 我 国火 车 运 行 速 度 的不 断 提
第15章 铣削与铣刀
4、铣削功率Pc Pc Fc vc 根据铣削功率和铣床传动总效率，可以验证机 床的电机功率是否能满足切削需要。 四、铣削方式 铣削方式—指用铣刀切出切屑的方式。 1、周铣法 用圆周铣刀铣削平面的方法称为周铣法。周铣 法的铣削方式有两种： 1）逆铣与顺铣 周铣法的顺铣与逆铣见下图。
金属切削原理及刀具
山东英才学院
第十五章 铣削与铣刀
第一节 铣刀的种类与用途 铣刀是广泛用于平面及各种成形表面加工的 刀具。例如：铣平面、沟槽、台阶、花键、 齿形、内腔、螺纹和铣成形表面。 铣削是切削加工中典型的多齿（或多刃）切 削加工方法。铣削的效率很高，受力很不平 稳，切削层参数也是变化的很有特点。下面 让我们先来认识一下各种铣刀。见下图。
一、按用途分类 铣刀可分为：端铣刀（面铣刀）、圆周铣刀、也 叫圆柱铣刀、盘铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽 铣刀、球刀、角度铣刀、R铣刀、成形铣刀等。 二、按齿背形式分类 1、尖齿铣刀—齿背是用铣刀铣出来的。齿背就 是后刀面，用钝后重磨后刀面。 2、铲齿铣刀—齿背是用铲刀铲出来的。用钝后 重磨前刀面。 三、按铣削原理分类
第二节 铣刀的几何角度 以下主要通过圆柱铣刀及面铣刀的铣削特点。 介绍铣刀的几何参数、几何角度。 铣刀是多齿刀具，它的每一个齿都可以看作 是一个车刀刀头，因此车刀几何角度的相关 定义完全适用于铣刀。 一、周铣刀的几何角度 周铣刀的几何角度见下图。
1、前角。为了便于制造，规定圆柱铣刀的前角用 法平面前角γn表示。 tg n tg o cos 铣削钢件： γo=10°～ 20° 铣削铸铁件： γo=5°～ 15°
铣削合力使用时也经常分解为两个分力。一个 是水平方向的分力，一个是垂直方向的分力。 1）水平方向的分力称为水平进给力，它作用 在铣床工作台纵向进给方向上。 2）垂直方向的分力称为垂直进给力，它作用 在铣床升降台运动方向上。 2、作用于工件的切削分力 1）纵向进给力。 平行于铣床的纵向进给方 向。其作用方向可能与进给方向一致，也可能 与进给方向相反。
1_第五章 成形面和球面的铣削
用回转工作台铣削和用仿形法(靠模法)铣削。
一、用回转工作台铣圆弧和直线组成的曲面
工件的曲面外形由圆弧和直线或半径不等的圆弧线所组成，在数 量不多的情况下，大多采用回转工作台在立式铣床上进行加工。
第一节
简单成形面的铣削
图5-3 扇形板
第一节
简单成形面的铣削
1.选择铣刀 铣削只有凸弧的曲面，立铣刀的直径不受限制；铣削有凹弧的曲
量)及进给量均取小值。 4)铣削球面时，回转工作台或分度头的回转运动是进给运动。 2.球面铣削的质量分析 球面铣削过程中，若调整不当，铣出的球面就会出现变形（见图 5⁃26）。
第二节
球面的铣削
图5-26 球面加工的常见问题 a)外球面变形 b)内球面变形
第二节
球面的铣削
1)球面表面呈单向切削“纹路”，形状呈橄榄形，造成的原因是： ① 铣刀轴线与工件轴线不在同一平面内。
解 将已知数代入式(5-11)和式(5-12)可得
d0min =≈11mm 2.用镗刀加工
图5-25 用镗刀加工内球面 a)主轴倾斜法 b)工件倾斜法
第二节
球面的铣削
例5-4 加工R=40mm，H=30mm的内球面，确定倾斜角α及镗刀 刀尖半径Rc。 解 将已知数代入式(5-14)可得 sin αmax =0．7906
第一节
简单成形面的铣削
图5-11 直柄立铣刀
第一节
简单成形面的铣削
图5-12 装有衬套的立铣刀
第一节
简单成形面的铣削
图5-13 装有滚珠轴承的立铣刀
第一节
简单成形面的铣削
2.用附加仿形装置铣削曲面 这种方法是在手动进给仿形铣削的基础上改进而成的，目的是减
轻劳动强度，简化操作，并提高加工精度。
一、用回转工作台铣圆弧和直线组成的曲面
工件的曲面外形由圆弧和直线或半径不等的圆弧线所组成，在数 量不多的情况下，大多采用回转工作台在立式铣床上进行加工。
第一节
简单成形面的铣削
图5-3 扇形板
第一节
简单成形面的铣削
1.选择铣刀 铣削只有凸弧的曲面，立铣刀的直径不受限制；铣削有凹弧的曲
量)及进给量均取小值。 4)铣削球面时，回转工作台或分度头的回转运动是进给运动。 2.球面铣削的质量分析 球面铣削过程中，若调整不当，铣出的球面就会出现变形（见图 5⁃26）。
第二节
球面的铣削
图5-26 球面加工的常见问题 a)外球面变形 b)内球面变形
第二节
球面的铣削
1)球面表面呈单向切削“纹路”，形状呈橄榄形，造成的原因是： ① 铣刀轴线与工件轴线不在同一平面内。
解 将已知数代入式(5-11)和式(5-12)可得
d0min =≈11mm 2.用镗刀加工
图5-25 用镗刀加工内球面 a)主轴倾斜法 b)工件倾斜法
第二节
球面的铣削
例5-4 加工R=40mm，H=30mm的内球面，确定倾斜角α及镗刀 刀尖半径Rc。 解 将已知数代入式(5-14)可得 sin αmax =0．7906
第一节
简单成形面的铣削
图5-11 直柄立铣刀
第一节
简单成形面的铣削
图5-12 装有衬套的立铣刀
第一节
简单成形面的铣削
图5-13 装有滚珠轴承的立铣刀
第一节
简单成形面的铣削
2.用附加仿形装置铣削曲面 这种方法是在手动进给仿形铣削的基础上改进而成的，目的是减
轻劳动强度，简化操作，并提高加工精度。
齿板成形铣刀的设计
圈 ５
３ 结 语
采用齿板成形铣刀加工齿板 ， 可太大提高生产 效率（ 铣削一块齿板 仅需 １８ ． 分钟 ） 显著改善加工 ， 精度 ， 保证了产品质 量。～把齿板成形铣刀 的平 均 使用静命达三年以上 ， 降低了加工成本 。
作者 ： 阵风鹰 ， 州铁道 车辆厂综合技术她 ，１８０广 州 广 ５０ ０
块齿板平均工时为 ４ 分钟 ）为此， ５ ， 我们提出用铣 削代替刨削的工艺方案 ， 并设计了专用齿板成形铣
刀。
高， 每次可铣削两块齿板 ， 并可获得较高加工精度。 图２ 所示为铣刀切削刃（ 无剐切削刃） 的几何角度。
Ｐ— ｍ Ｒ
２ 铣刀设计
（） １刀具 齿形
齿板齿形 为直齿齿形（ 见图 １。初始设计时 ）
（） ６铣刀铲削量 齿板铣刀为铲齿成形铣刀 ， 其齿背为阿基米德 螺旋线 ， 刀具重磨时只需刃磨前刀面 。铣刀铲削量 可采用作 图法或计算法求 出。由作 图法（ 见图 ３ 可 ） 求出铣刀铲 削量为 Ｋ＝（ ｄ／ 眦 ｆ Ｔ ０ ｚ ￣ ｏｚ） ＝（ ｄ／ ） ｃ
ｔ ｆ ：（ ． ８ ／ ） ａ ２ ￣６ｍ 。 Ｋ ｌ ３１ ｎ０ ４× ０ ９ ｔ ｌ￣ ｎ ａ ａ
足制 造及使 用 要求 ， 个 刀 齿 的齿 距 累积误 差应 ≤ 三
０ ０ ｍｍ。 ．２
ｔ （ ｎ ０ ｓ 。 ａ ｔ ｙｅ ２） 。为便于制造和测量 ， ｎ ａ ｏ ９ 在图纸 中
应标注 出 。
根据 上述设 计 参 数 ， 即可设 计 出如 图 ５ 示 的 所
齿板成形铣刀。为减少应 力集 中， 在尖角处采用 圆
±
圈２
齿形 １ ： １ ０
．
图２ ， 中 基面 Ｐ 为通过切削刃上选定点并包含 轴线的平面 ； 切削平面 Ｐ 为加工表面在选定点的切 平面 ； 主剖面 Ｐ 为垂直于轴线端剖面 的平 面； 。 法剖 面 Ｐ 为垂 直 于主切 削 刃 的平 面 ； 给剖 面 Ｐ 为垂 进 直于 基面 的平 面 。 （） ２前角 被加工齿板材料为 Ｑ３ 钢 ， 削时 冲击较大， ２５ 铣 为保证铣刀切削刃具有较高强度 ， 铣刀宜采用小前 角； 同时考虑刀具材料为高速钢（ ８ ｒ， Ｗ１Ｃ 热处理硬 ４
３ 结 语
采用齿板成形铣刀加工齿板 ， 可太大提高生产 效率（ 铣削一块齿板 仅需 １８ ． 分钟 ） 显著改善加工 ， 精度 ， 保证了产品质 量。～把齿板成形铣刀 的平 均 使用静命达三年以上 ， 降低了加工成本 。
作者 ： 阵风鹰 ， 州铁道 车辆厂综合技术她 ，１８０广 州 广 ５０ ０
块齿板平均工时为 ４ 分钟 ）为此， ５ ， 我们提出用铣 削代替刨削的工艺方案 ， 并设计了专用齿板成形铣
刀。
高， 每次可铣削两块齿板 ， 并可获得较高加工精度。 图２ 所示为铣刀切削刃（ 无剐切削刃） 的几何角度。
Ｐ— ｍ Ｒ
２ 铣刀设计
（） １刀具 齿形
齿板齿形 为直齿齿形（ 见图 １。初始设计时 ）
（） ６铣刀铲削量 齿板铣刀为铲齿成形铣刀 ， 其齿背为阿基米德 螺旋线 ， 刀具重磨时只需刃磨前刀面 。铣刀铲削量 可采用作 图法或计算法求 出。由作 图法（ 见图 ３ 可 ） 求出铣刀铲 削量为 Ｋ＝（ ｄ／ 眦 ｆ Ｔ ０ ｚ ￣ ｏｚ） ＝（ ｄ／ ） ｃ
ｔ ｆ ：（ ． ８ ／ ） ａ ２ ￣６ｍ 。 Ｋ ｌ ３１ ｎ０ ４× ０ ９ ｔ ｌ￣ ｎ ａ ａ
足制 造及使 用 要求 ， 个 刀 齿 的齿 距 累积误 差应 ≤ 三
０ ０ ｍｍ。 ．２
ｔ （ ｎ ０ ｓ 。 ａ ｔ ｙｅ ２） 。为便于制造和测量 ， ｎ ａ ｏ ９ 在图纸 中
应标注 出 。
根据 上述设 计 参 数 ， 即可设 计 出如 图 ５ 示 的 所
齿板成形铣刀。为减少应 力集 中， 在尖角处采用 圆
±
圈２
齿形 １ ： １ ０
．
图２ ， 中 基面 Ｐ 为通过切削刃上选定点并包含 轴线的平面 ； 切削平面 Ｐ 为加工表面在选定点的切 平面 ； 主剖面 Ｐ 为垂直于轴线端剖面 的平 面； 。 法剖 面 Ｐ 为垂 直 于主切 削 刃 的平 面 ； 给剖 面 Ｐ 为垂 进 直于 基面 的平 面 。 （） ２前角 被加工齿板材料为 Ｑ３ 钢 ， 削时 冲击较大， ２５ 铣 为保证铣刀切削刃具有较高强度 ， 铣刀宜采用小前 角； 同时考虑刀具材料为高速钢（ ８ ｒ， Ｗ１Ｃ 热处理硬 ４
铲齿成形铣刀结构全参数地确定
铲齿成形铣刀结构参数的确定2009-6-12 16:41:00 来源：阅读：626次我要收藏一、容屑槽底形式图1 铲齿成形铣刀的结构铲齿成形铣刀容屑槽底有两种形式：一种是平底形式，如图1所示；另一种是中间凸起的加强形式，如表1所示。
根据工件廓形最大高度hｗ来选择容屑槽底的形式，当hｗ较小和刀齿强度足够的情况下，可采用平底形式，否则，应采用加强形式。
加强式槽底的形状可根据工件廓形确定。
工件廓形为单面倾斜时，用I型或Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型；工件廓形对称时，用Ⅳ型。
表1 加强型容屑槽形状及画法二、齿形高度h和宽度B如图1所示，成形铣刀齿形高度可取为h＝hｗ＋（1~2）mm式中hｗ—工件的廓形高度。
铣刀宽度B一般比工件廓形最大宽度Ｂｗ大1～5mm ，并应采用标准系列尺寸。
nextpage三、铣刀的孔径用铣刀切削时，要求其刀杆直径足够大，以保证在铣削力作用下有足够的强度和刚度。
因此，铣刀孔径应按强度或刚度条件计算决定。
在一般情况下，可根据铣削宽度和切削条件选取。
表2是根据生产经验推荐的数值。
表2 成形铣刀内孔直径四、铣刀的外径在保证铣刀孔径足够大和铣刀刀体强度足够的条件下，应选较小的铣刀外径，以减小扭矩和减少高速钢的消耗。
设计铣刀时，可首先用下式估算外径，待确定了铣刀的其他有关参数后，再校验铣刀刀体强度。
ｄ0=（2~2.2）d + 2. 2h+（2~6）mm （3—5—1）对于加强形式的容屑槽，铣刀外径可小些ｄ0=（1.6~2）d+2h+（2~6）mm （3—5—2）表3给出了铣刀直径的推荐值，它是按式（3—5—1）与式（3—5—2）计算的，并圆整为5的整数倍。
表3 成形铣刀外径注：表中上栏为平底形容屑槽的铣刀外径，下栏为加强式容屑槽的铣刀外径。
五、铣刀的齿数在保证刀齿强度和足够的重磨次数的条件下，应尽力取齿数多些，以便增加铣削的平稳性。
齿数Zk与铣刀直径之间有如下关系。
Zk＝лd/t (3—5—3)式中t—铣刀的圆周齿距。
成形铣刀的计算机辅助设计
； ｍ ｈｔｉｍｈ ａｐｒ Ｃｂｐｉｉ ｅｈｍｈｃｄｇ ｊ ａＴ ｓｙ ｔ ｇ ａｌ ｔｏｒ ｃ ｉ ｉ． ．ｅｕｎ ｏｎ ｒａ ａ ｅｐｄ ｅ ａａ ｓｓ ｒ ｇ Ｋ ｄ ｇ ｄｄｏ ｎ ｅｎ ｔ ｎ ｌ ｎ ｅ ｍ ｅ ｅ ｅ ｏｓｒｌｕｒＡ；Ｉ ｙ ｒ ＰｒｃｅｃＤ ＬＰ ｄ ｏ ｔ； Ｖ Ｓ ｗ ： ｌｔ ｅ
Ｚ ＨＡＮＧ ｉｇ ｃ ａ ＨＵ Ｊｎ － ｈ ｏ， ＡＮＧ — ｉｇ， ＨＥＮＧ Ｙ ｕ ｙ２Ｚ Ｙｉ ｐｎ Ｚ ｏ － ｉ ＨＡＮＧ Ｙｉ ｆｎ ， ｎ ｅｇ
（ ｕｌ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅ ｔ ｎｃｔ ｈ ｏｏｙ Ｇ ｉｎ５ １ ０ ， ｈｎ ） ｉｎＵ ｉ ｓｙ ｆ ｌｃｒ ｉ ｅ ｎ ｌｇ， ｕｌ ４ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｇ ｉ ｅ ｉ ｅ ｏ ｃ ｉ （Ｈｅ ａ ｏ ｔｃ ｎｃＵ ｉｅｓｙ Ｊ ｏｕ ５ ０ ０ Ｃ ｉａ ｎ ｎｐ ｌ ｅｈ ｉ ｎｖｒｉ ， ｉ ｚｏ ４ ０ ， ｈｎ ） ｙ ｔ ａ ４
机辅助设计是一项迫切而 又有实用意义的工作。 Ｖ ｓａ ＬＳ ｔ 言 已成 为 Ａ ｔ Ａ 的下 一代语 言标 准 ， ｉ ｌ ＩＰ］ ｕ Ｌ 语 ｕｏ Ｄ Ｃ 通
过实现反应器函数 ，扩展 了 Ａ ｔ ＩＰ响应事件 的能力 。Ｖ ＩＰ ｕ ＬＳ ｏ ＬＳ 的集成 开发环境 （ Ｅ提供 了许 多功能 ， Ｉ ） Ｄ 使编 写 、 改代码 以及 修 测试和调试程序更加容易 ， 提高了 自定义 Ａ ｔ Ａ ｕｏ Ｄ的效率 。 Ｃ
中图分 类号 ： Ｈ１ １２ ，Ｐ ９ 文献标 识码 ： Ｔ ６＋２ ３ Ｔ Ａ
１ 言 引
的截线 。 刀齿 的齿 背曲线应满足规定的后 角 ， 而且在铣 刀每次重
其后 角应保持不变。 生产上常采用阿基米德螺线 以计算机为中心的新技术革命正在世界范围内引起深刻的 磨前刀面 以后 ， 变 化 ，计 算 机辅 助设 计 （ ０ ｕｒ Ｒ Ａ Ｄ Ｄ Ｄ ＳＧ 简称 作为齿背 曲线 。 ｃ ＭＰ ， Ｉ Ｅ Ｅ Ｉ Ｎ Ｅ
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要求铣刀的后刀面应是新刀切削 刃廓形绕铣刀轴线回转，同时向 铣刀中心均匀移动所形成的表面。 能完成这种齿背加工的方法叫做 “铲背”或“铲齿”，是用铲刀 在铲齿车床上进行的。
复杂刀具设计
15
复杂刀具设计
2．齿背曲线
铲齿铣刀的齿背曲线是刀齿后刀面在垂直于铣刀轴线的 端平面中的截线。
刀齿的廓形取决于铲刀的刃形，齿背曲线的形状则影响后角 的大小和重磨后后角的变化。
16
成形铣刀的径向铲齿过程
复杂刀具设计
17
复杂刀具设计
3．铲背量K的确定和名义后角αf 1）定义：
产背量K是指铣刀（工件）转过一个齿间角ε（2π/z）时 铲刀沿着铣刀半径方向推进的距离。
➢ 凸轮回转一周的升高量(向径差)应该等于铲背量K ➢ 凸轮上的曲线也应该是阿基米德螺线 ➢ 不论铣刀直径和齿数如何，只要K值相同，均可使用同一凸轮
9
复杂刀具设计
2. 铲齿铣刀
铲齿铣刀的后刀面是铲制而成的，用钝后需磨前刀面。 优点：当铣刀切削刃为复杂廓形时，可保证铣刀在使用 过程中廓形不变。目前多数成形铣刀为铲齿铣刀，它比 尖齿成形铣刀容易制造，重磨简单。铲齿铣刀的后刀面 如经过铲磨加工，可保证较高的耐用度和被加工表面质 量。
三、按刀齿数目分类
切削刃成螺旋状分布在圆柱表 面上，两端面无切削刃。 常用来在卧式铣床上加工平面， 多用高速钢整体制造，也可以 镶焊硬质合金刀条。
3
2．端铣刀
端铣刀切削刃分布在铣 刀端面。切削时，铣刀 轴线垂直于被加工表面， 多用于立式铣床上加工 平面。端铣刀多采用硬 质合金刀可用来加工直沟和螺旋沟成形 表面，常见的成形铣刀(如凸半圆铣刀和凹半 圆铣刀)已有通用标准。但大部分成形铣刀属 专用刀具，需自行设计。
12
复杂刀具设计
成形铣刀按齿背形成可分为尖齿成形铣刀和铲齿成形铣刀
（1）尖齿成形铣刀用钝后 需重磨后刀面，其耐用度 和加工表面质量都较高， 但因后刀面为成形表面， 制造和重磨时必须用专门 的靠模夹具，使用不方便。
1. 粗齿铣刀：刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大， 用于粗加工。
2. 细齿铣刀：刀齿数多容屑空间小，用于精铣。
10
复杂刀具设计
第二节 成形铣刀
11
复杂刀具设计 一、成形铣刀的种类和用途
成形铣刀的切削刃廓形是根据工件廓形设计的。
成形铣刀可在通用铣床上加工形状复杂 的表面，可保证加工工件的尺寸和形状的一 致性，生产效率高，使用方便，故应用广泛。
锯片铣刀实际上就是薄片槽铣刀、与切断 车刀类似，用于切断材料或切深而窄的槽
4
4．盘形铣刀
复杂刀具设计
(1)槽铣刀仅在圆柱表面上有刀齿，为了减少端面与沟槽侧面 的摩擦。两侧面做成内凹锥面，使副切削刃有30’的副偏角 也参加部分切削工作。槽铣刀只用于加工浅槽。
(2)两面刃铣刀在圆柱表面和一个侧面上做有刀齿。用于加工台 阶面。
(3)三面刃铣刀在两侧面上部有刀齿
(4)错齿三面刃铣刀的刀齿左、石旋交错排列，从而改善了侧 刃的切削条件，常用于加工沟槽。
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5．立铣刀
圆柱面上的螺旋切削刃是主切削刃， 端面上的切削刃是副切削刃。 应与麻花钻头加以区别，一般不能作 轴向进给。
复杂刀具设计
可加工平面、台阶面、沟槽等。
用于加工三维成形表面的立铣刀，端 部做成球形，称球头立铣刀。其球面 切削刃从轴心开始，也是主切削刃， 可作多向进给。
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2．铣刀齿数Z
复杂刀具设计
3．后角的选取
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复杂刀具设计 四、前角大于零的成形铣刀的廓形设计
理论上：采用对数螺线作为齿背曲线可保证重磨后的后角不变 设计中：常采用阿基米德螺线作为齿背曲线， 理由：① 铣刀重磨后的后角虽有所增大，但增大不多。
② 阿基米德螺线上各点的向量半径是随向径转角的增减 而成比例地增减的。
③ 匀速回转运动与沿半径方向的匀速直线运动结合起来 就可得到阿基米德螺线，生产中很容易实现。
复杂刀具设计
第三章 成形铣刀
1
复杂刀具设计
第一节 成形铣刀的 种类和用途
2
复杂刀具设计
铣削是应用非常广泛的一种切削加工方法，不仅可以 加工平面、沟槽、台阶，还可以加工螺纹、花银、齿轮及 其他成形表面。
铣刀又是一种多刃刀具，铣削速度较高且无空行程、 因此是一种高效率的切削加工方法。
一、按用途分类
1.圆柱铣刀
13
复杂刀具设计
（2）铲齿成形铣刀的齿背是按一定的 曲线铲制的，用钝后只需重磨前刀 面即可保证刃形不变，由于前刀面 是平面、刃磨很方便，因而得到广 泛应用。
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二、成形铣刀的铲齿
1．铲齿的目的和要求
1) 为了保证重磨前刀面后铣刀刃 形不变，铣刀任意轴平面中的 廓形均应相同；
2) 为了保证适当的后角，铣刀各 轴平面中的廓形还应逐渐向铣 刀中心缩近。
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6．键槽铣刀
键糟铣刀是铣制键槽的专用刀具。 它仅有两个刃瓣，其圆周和端面上 的切削刃都可作为主切削刃。
使用时先轴向进给切入工件，然后 沿键槽方向进给铣出全槽。为保证 被加工键槽的尺寸，键槽铣刀只重 磨端面刃。
复杂刀具设计
7
7．角度铣刀
角度铣刀分单角度 铣刀和双角度铣刀 用于铣削沟槽和斜 面。
复杂刀具设计
8．成形铣刀
用于加工成形表面 刀齿廓形由被加工工件的廓形决定
8
二、按齿背加工形式分类
复杂刀具设计
1. 尖齿铣刀
尖齿铣刀的齿背经铣制而成，并在切削刃后磨出一条窄的 后刀面，用钝后仅需重磨后刀面。
优点：与铲齿铣刀相比，尖齿铣刀耐用度较高。加工表面 质量较好，对于切削刃为简单直线或螺旋线的铣刀，刃磨 很方便，故使用广泛。
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2）铲背量的确定
复杂刀具设计
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3）名义后角
复杂刀具设计
铣刀切削刃上各点的铲背量都相同，所以各点的齿背曲线 都是齿顶齿背曲线的等距线。
铣刀切削刃上各点的后角不等，越靠近轴心的点，Rx ↓， αf ↑
规定新铣刀齿顶处的后角为成形铣刀的名义后角αf ， 一般 αf＝10º~12º。
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4．正交平面后角
复杂刀具设计
为了减小摩擦， 避免铣刀磨损过 快，一般要求
αomin ≥2º
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复杂刀具设计 对于αomin 〈 2º，可采用以下措施加以改善：
➢ 增大齿顶后角，但不能超过15~17º ➢ 修改铣刀刃形
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➢ 斜置工件
复杂刀具设计
➢ 斜向铲齿
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复杂刀具设计 三、铲齿成形铣刀的结构要素
1．铣刀直径的确定
复杂刀具设计
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复杂刀具设计
2．齿背曲线
铲齿铣刀的齿背曲线是刀齿后刀面在垂直于铣刀轴线的 端平面中的截线。
刀齿的廓形取决于铲刀的刃形，齿背曲线的形状则影响后角 的大小和重磨后后角的变化。
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成形铣刀的径向铲齿过程
复杂刀具设计
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复杂刀具设计
3．铲背量K的确定和名义后角αf 1）定义：
产背量K是指铣刀（工件）转过一个齿间角ε（2π/z）时 铲刀沿着铣刀半径方向推进的距离。
➢ 凸轮回转一周的升高量(向径差)应该等于铲背量K ➢ 凸轮上的曲线也应该是阿基米德螺线 ➢ 不论铣刀直径和齿数如何，只要K值相同，均可使用同一凸轮
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复杂刀具设计
2. 铲齿铣刀
铲齿铣刀的后刀面是铲制而成的，用钝后需磨前刀面。 优点：当铣刀切削刃为复杂廓形时，可保证铣刀在使用 过程中廓形不变。目前多数成形铣刀为铲齿铣刀，它比 尖齿成形铣刀容易制造，重磨简单。铲齿铣刀的后刀面 如经过铲磨加工，可保证较高的耐用度和被加工表面质 量。
三、按刀齿数目分类
切削刃成螺旋状分布在圆柱表 面上，两端面无切削刃。 常用来在卧式铣床上加工平面， 多用高速钢整体制造，也可以 镶焊硬质合金刀条。
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2．端铣刀
端铣刀切削刃分布在铣 刀端面。切削时，铣刀 轴线垂直于被加工表面， 多用于立式铣床上加工 平面。端铣刀多采用硬 质合金刀可用来加工直沟和螺旋沟成形 表面，常见的成形铣刀(如凸半圆铣刀和凹半 圆铣刀)已有通用标准。但大部分成形铣刀属 专用刀具，需自行设计。
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复杂刀具设计
成形铣刀按齿背形成可分为尖齿成形铣刀和铲齿成形铣刀
（1）尖齿成形铣刀用钝后 需重磨后刀面，其耐用度 和加工表面质量都较高， 但因后刀面为成形表面， 制造和重磨时必须用专门 的靠模夹具，使用不方便。
1. 粗齿铣刀：刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大， 用于粗加工。
2. 细齿铣刀：刀齿数多容屑空间小，用于精铣。
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复杂刀具设计
第二节 成形铣刀
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复杂刀具设计 一、成形铣刀的种类和用途
成形铣刀的切削刃廓形是根据工件廓形设计的。
成形铣刀可在通用铣床上加工形状复杂 的表面，可保证加工工件的尺寸和形状的一 致性，生产效率高，使用方便，故应用广泛。
锯片铣刀实际上就是薄片槽铣刀、与切断 车刀类似，用于切断材料或切深而窄的槽
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4．盘形铣刀
复杂刀具设计
(1)槽铣刀仅在圆柱表面上有刀齿，为了减少端面与沟槽侧面 的摩擦。两侧面做成内凹锥面，使副切削刃有30’的副偏角 也参加部分切削工作。槽铣刀只用于加工浅槽。
(2)两面刃铣刀在圆柱表面和一个侧面上做有刀齿。用于加工台 阶面。
(3)三面刃铣刀在两侧面上部有刀齿
(4)错齿三面刃铣刀的刀齿左、石旋交错排列，从而改善了侧 刃的切削条件，常用于加工沟槽。
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5．立铣刀
圆柱面上的螺旋切削刃是主切削刃， 端面上的切削刃是副切削刃。 应与麻花钻头加以区别，一般不能作 轴向进给。
复杂刀具设计
可加工平面、台阶面、沟槽等。
用于加工三维成形表面的立铣刀，端 部做成球形，称球头立铣刀。其球面 切削刃从轴心开始，也是主切削刃， 可作多向进给。
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2．铣刀齿数Z
复杂刀具设计
3．后角的选取
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复杂刀具设计 四、前角大于零的成形铣刀的廓形设计
理论上：采用对数螺线作为齿背曲线可保证重磨后的后角不变 设计中：常采用阿基米德螺线作为齿背曲线， 理由：① 铣刀重磨后的后角虽有所增大，但增大不多。
② 阿基米德螺线上各点的向量半径是随向径转角的增减 而成比例地增减的。
③ 匀速回转运动与沿半径方向的匀速直线运动结合起来 就可得到阿基米德螺线，生产中很容易实现。
复杂刀具设计
第三章 成形铣刀
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复杂刀具设计
第一节 成形铣刀的 种类和用途
2
复杂刀具设计
铣削是应用非常广泛的一种切削加工方法，不仅可以 加工平面、沟槽、台阶，还可以加工螺纹、花银、齿轮及 其他成形表面。
铣刀又是一种多刃刀具，铣削速度较高且无空行程、 因此是一种高效率的切削加工方法。
一、按用途分类
1.圆柱铣刀
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复杂刀具设计
（2）铲齿成形铣刀的齿背是按一定的 曲线铲制的，用钝后只需重磨前刀 面即可保证刃形不变，由于前刀面 是平面、刃磨很方便，因而得到广 泛应用。
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二、成形铣刀的铲齿
1．铲齿的目的和要求
1) 为了保证重磨前刀面后铣刀刃 形不变，铣刀任意轴平面中的 廓形均应相同；
2) 为了保证适当的后角，铣刀各 轴平面中的廓形还应逐渐向铣 刀中心缩近。
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6．键槽铣刀
键糟铣刀是铣制键槽的专用刀具。 它仅有两个刃瓣，其圆周和端面上 的切削刃都可作为主切削刃。
使用时先轴向进给切入工件，然后 沿键槽方向进给铣出全槽。为保证 被加工键槽的尺寸，键槽铣刀只重 磨端面刃。
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7．角度铣刀
角度铣刀分单角度 铣刀和双角度铣刀 用于铣削沟槽和斜 面。
复杂刀具设计
8．成形铣刀
用于加工成形表面 刀齿廓形由被加工工件的廓形决定
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二、按齿背加工形式分类
复杂刀具设计
1. 尖齿铣刀
尖齿铣刀的齿背经铣制而成，并在切削刃后磨出一条窄的 后刀面，用钝后仅需重磨后刀面。
优点：与铲齿铣刀相比，尖齿铣刀耐用度较高。加工表面 质量较好，对于切削刃为简单直线或螺旋线的铣刀，刃磨 很方便，故使用广泛。
18
2）铲背量的确定
复杂刀具设计
19
3）名义后角
复杂刀具设计
铣刀切削刃上各点的铲背量都相同，所以各点的齿背曲线 都是齿顶齿背曲线的等距线。
铣刀切削刃上各点的后角不等，越靠近轴心的点，Rx ↓， αf ↑
规定新铣刀齿顶处的后角为成形铣刀的名义后角αf ， 一般 αf＝10º~12º。
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4．正交平面后角
复杂刀具设计
为了减小摩擦， 避免铣刀磨损过 快，一般要求
αomin ≥2º
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复杂刀具设计 对于αomin 〈 2º，可采用以下措施加以改善：
➢ 增大齿顶后角，但不能超过15~17º ➢ 修改铣刀刃形
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➢ 斜置工件
复杂刀具设计
➢ 斜向铲齿
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复杂刀具设计 三、铲齿成形铣刀的结构要素
1．铣刀直径的确定