成形铣刀设计(1)概论
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图3—19铲齿成形铣刀的结构 第五节 铲齿成形铣刀设计
一、铲齿成形铣刀的基本类型
铲齿成形铣刀是用于铣削工件成形表面的专用刀具。它的刃形是根据工件廓形设计计算的，它具有较高的生产率，并能保证工件形状和尺寸的互换性，因此得到广泛使用。成形铣刀按齿背形状可分为铲齿与尖齿两种。
1．尖齿成形铣刀：尖齿成形铣刀齿数多，具有合理的后角，因而切削轻快、平稳，加工表面质量好，铣刀寿命高。但尖齿成形铣刀需要专用靠模或在数控工具磨床上来重磨后面、刃磨工艺复杂。因此，刃形简单的成形铣刀一般做成尖齿形。
2．铲齿成形铣刀：齿背由径向铲削形成，使其具有成形刃后角。该刀具沿前刀面重磨后能保证刃形不变，故在生产中一般采用铲齿结构，只有在大批量生产中才采用尖齿结构。本章只讨论铲齿成形铣刀的设计方法。
二、铲齿成形铣刀结构参数的确定
（一）容屑槽底形式
铲齿成形铣刀容屑槽底有两种形式：一种是平底形式，如图3—19所示；另一种是中间凸起的加强形式，如表3—76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。
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表4—76 加强型容屑槽形状及画法
类 型 说 明
1. 过曲线刀刃的两极限点作直线（点划线）
2. 距刀刃为H1＝K＋r作刀刃等距曲线（点划线）
3. 作与刀刃两极限点直连线（点划线）平行并与等距曲线相切（Ⅰ型）或相交（Ⅱ型）的直线，即为铣刀槽底
4. H≥h+K+r
5. β由作图得出
1. 作与齿顶为h+r且平行铣刀轴线的直线
2. 距刀刃为作刀刃H1＝K＋r等距曲线（点划线）
3. 过等距曲线（点划线）与端面交点（Ⅲ型为铣刀齿形高度较大的那个端面的交点）作逼近但低于等距曲线（点划线）的倾斜线，与水平直线相交即得铣刀槽底
4. H≥h+K+r
5. β由作图得出
1. 作与齿顶为H1=K+r+(1~4)mm,且平行于铣刀轴线的直线
2. 其他作
（二）齿形高度h和宽度B
如图3—19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。
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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。
（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3—77是根据生产经验推荐的数值。
表3—77 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—78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—78 成形铣刀外径
孔 径
d 铣 刀 齿 形 高 度 h
5 6 8 10 12 15 18 20 22 25 28 30 32 35
13 45 55 70 — — —
— — 45 50 55 70
16 50 55 70 90 — — — —
45 45 50 55 60 65 70 90
22 65 65 70 90 110 — — — — —
55 55 60 65 70 75 80 90 100 115
27 70 75 80 90 110 135 — — — — — —
65 65 70 75 80 85 90 95 100 115 125 135
32 85 90 95 100 110 135 160 — — — — — — —
75 75 80 85 90 95 100 105 110 115 125 135 145 160
40 105 110 110 115 125 135 160 — — — — — — —
90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 160
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。 铣 削 宽 度 铣 刀 孔 径
一般切削 重切削
<6 13 13
>6~12 16 22
>12~25 22 27
>25~40 27 32
>40~60 32 40
>60~100 40 50
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（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。粗加工时，可取
t＝（1.8~2.4）H （3—5—4）
精加工时，可取
t＝（1.3一1.8）H (3—5—5)
式中 H—容屑槽高度，由图4—19可看出
H=h＋K＋r
式中： K—刀齿铲削量 r—容屑槽底半径，一般为1~3mm
由于齿数Zk未确定时K与r都不能确定，因此可按下式初步估算H
H＝h＋0. 06ｄ0＋（1～3）mm （3—5—6）
将式（3—5—6）代入式（3—5—5）或式（3—5—4），再代入式（3—5—3），可求出Zk ，也可根据生产经验按铣刀外径的大小预选铣刀齿数，在设计计算出铣刀的其他结构参数后，再校验所选齿数是否合理。表是根据生产经验推荐的铲齿成形铣刀的齿数。此表适用于平底式容屑槽的不铲磨铣刀。对于加强式容屑槽，齿数可适当增加，对铲磨铣刀，齿数可适当减少。
表3—79铲齿成形铁刀齿数
铣刀外径d。(mm) 40 40~45 50~55 60~75 80~105 110~120 130~140 150~230
铣刀齿数Zk 18 16 14 12 11 10 9 8
为了测量方便，一般宜将齿数取为偶数。但在铣刀齿数较少的情况下，若增加或减少一个刀齿，将对刀齿强度及可磨次数产生较大影响。在这种情况下，可取齿数为奇数
（六）铣刀的后角及铲削量
铲齿成形铣刀通常给出进给方向的后角αf，一般可取α f =10°~15°,初步选定α f
以后，需验算铣刀切削刃上某些点的主剖面后角αox（图3—20）
tgaox＝tgafx sinκrx ≈tg a f sinκrx （3—5—7）
由式(6-7)可知κrx愈小，aox愈小，应保证aox不小于20~30。实际计算表明，当κrx
K＝πｄ0tgα f / Zk （mm） (3—5—8)
对于精度要求高的成形铣刀，其齿背除铲削外，尚需进行铲磨。铲磨的铣刀其齿背
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图4—20成形铣刀的后角
图3—21 齿背的双重铲磨 必须做成双重铲齿的形式，即在铲齿时，齿背的AB段用铲削量为K的凸轮进行铲削（图3—21a），而将BC段用较大的铲削量K，进行铲削，这样可将BC段多铲去一些，以免砂轮将B点以前磨光后，在B点以后形成凸台。
双重铲齿的铣刀齿背亦可做成图3—21b所示的形式。常将前者称为I型，后者称为II型。当采用I型铲齿形式时，K1可按下式计算
K1＝（1 .3~1 .5）K （3—5—9）
计算出K与K1后，应按附录表2所列的铲床凸轮的升距（即铲削量）选取相近的数值。
当采用II型铲齿形式时，可按该表II型选取KZ 。
（七）容屑槽尺寸（见图3—19 ）
1、容屑槽底半径r r可按下式计算
r＝π[ｄ0－2（h＋K）]／2AZk （3—5—10）
式中 A—系数，一般铲磨齿背的成形铣刀，或齿廓高度h较大的成形铣刀，可取 A=4
不铲磨齿背的或h较小的，可取A＝6。
计算出的r应圆整为0. 5mm的整数倍。
2、容屑槽角θ θ值应按加工容屑槽所用的角度铣刀的系列选取，一般取为220、250、300等。当铣刀齿数少时选大值。少数情况下，可取θ为450, 如梳形螺纹铣刀即是。
3、容屑槽深度H 选取的H应保证铲齿时铲刀或砂轮不致碰到容屑槽底。对平底式容屑槽且不需铲磨的成形铣刀
H=h+K+r （3—5—11）
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对于需铲磨的成形铣刀
I型齿背（见图4—21a）：H=h+r+(K+K1)/2 (3—5—12)
II型齿背（见图4—21b）：H=h+K+K2+r (3—5—13)
对于加强式容屑槽，槽底的画法及容屑槽深度可按表3—76决定。
（八）分屑槽
当铣刀宽度B<20mm时，切削刃上不需做分屑槽。当B>20mm时，可按表3—80推荐的尺寸和数目在切削刃上做出分屑槽。分屑槽亦需铲削。由于相邻刀齿的分屑槽需交错排列，因此，应取铣刀齿数为偶数，铲削时，隔一齿铲削一次，而铲削量为2K，如表3—80所示。
表3—80 成形铣刀分屑槽尺寸和数目
铣刀宽度
B（mm） 分屑槽距
p(mm) 至端面距离p1 分屑槽数 铣刀宽度
B（mm） 分屑槽距
p(mm) 至端面距离p1 分屑槽数
20 8 4 2 50 20 10 2
22 9 4 2 55 22 11 2
24 10 4 2 60 24 12 2
25 10 5 2 65 19 8 3
28 11 6 2 70 20 10 3
30 12 6 2 75 21 12 3
32 13 6 2 80 24 12 3
34 14 6 2 85 19 9 4
35 14 7 2 90 20 10 4
36 14 8 2 95 21 11 4
38 15 8 2 100 22 12 4
40 16 8 2 105 24 12 4
45 18 9 2 110 24 12 4
（九）校验铣刀刀齿和刀体强度
初定成形铣刀的各参数后，需校验刀体、刀齿强度是否足够。如果校验结果不符合要求，应重新假设和计算，直到满意为止。
1、校验刀齿强度 对于平底式容屑槽铣刀，可按下式计算齿根宽度c。（见图3—19）
管头加工硬质合金成形铣刀
栏目主持 王天谌
管头加工硬质合金成形铣刀
大连冰山集Ｉｇｌ￣，＇Ｎ重型机器有限公司 （１１６１００） 尹冬梅 王丽杰 卜庆亮
图１是我公司承接化工设备中的双金属汽提
管，设计要求在其两端加工出４＇２２．５ ０ ０５ｍｍ×
２０ ｏ加ｍｍ的台阶孔。为此，我们研制出管头加工
用刀具，完成了设备的试制。 １．管头结构及加工难点
管头结构如图１所示，其加工难点是： （１）管
头是９０。台阶 孔，尺寸公 差较严，成 形刀具靠端双金属
齿切削，很
难保证尺寸 公差，且刀
具使用寿命短。 图１管头结构
（２）在管子与管板焊后有变形的条件下，既要
求将锆层加工掉，又要保证最小壁厚，即要求加工 后的管孔必须与毛坯管子同轴。
（３）加工余量较大，大于１．８ｍｍ。加工表面
粗糙度值低，为Ｒ ３．２ｐ．ｍ。
２．管头／ＪＵＴ刀具的研制
我们曾用旧高速钢立铣刀、键槽铣刀，按管头
结构要求，改制成成形铣刀进行试切，其结果表
明：台阶孔能加工出，但高速钢材料不适合加工双
金属；右旋排屑槽影响加工件的表面粗糙度。 为此，我们对双金属的化学成分及力学性能进
行分析，并借鉴以往的切削经验，决定选用综合性
能好的Ｙｗ硬质合金作为刀具材料。 （１）设计无舌尾的“硬质合金成形铣刀” 利
用现有的配套工艺装备，设计试制无舌尾的“硬质
合金成形铣刀”，进行试切。除深度合适外，孔扩
张量无规律；２０ｍｍ深处的锆层被挤出宽度大于 ５ｍｍ的环形“飞边”，即“大毛刺”；表面粗糙度
不太理想。
（２）设计有舌尾的“硬质合金成形铣刀” 对 无舌尾成形铣刀加工孔出现的问题进行分析后找
出：①孔扩张量与刀具的定位基准有关。刀具通过
・４２ ・ “圆柱定位套”与镗杆孔配合，势必产生定位误差。 ②端齿切削、挤压锆层（０．７ｍｍ厚）导致了“大
毛刺”。③端齿跳动、刀具切削角度、螺旋角的旋 向与大小等都影响加工面的表面粗糙度。
针对上述问题，我们重新设计了有舌尾的“硬 质合金成形铣刀”，如图２所示。它在如下七个方
成形车刀设计
1 1 绪论
1。1 刀具的发展
切削加工是现代制造业应用最广泛的加工技术之一。据统计,国外切削加工在整个制造加工中所占比例约为80％～85%，而在国内这一比例则高达90％.
刀具是切削加工中不可缺少的重要工具,无论是普通机床，还是先进的数控机床（NC)、加工中心(MC）和柔性制造系统（FMC），都必须依靠刀具才能完成切削加工。刀具的发展对提高生产率和加工质量具有直接影响.材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。国际生产工程学会（CIRP）在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔l0年几乎提高一倍"。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500～600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m／min,使切削加工生产率在不到100年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。
1。2 设计目的
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”等有关课程的基础上进行的重要的实践性教学环节，其目的是使学生巩固和深化课堂理论教学内容,锻炼和培养学生综合运用所学知识和理论的能力，是对学生进行独立分析、解决问题能力的强化训练。
通过金属切削刀具课程设计,具体应使学生做到：
（1) 掌握金属切削刀具的设计和计算的基本方法；
(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 2 件。
拉刀的设计
被加工零件如图2.所示，工件材料为：硬铝LY12；硬度HBS115 ；强度σb = 490Mpa;工件长度L=40mm。
3.1 选定刀具类型、材料的依据
(1)选择刀具类型
对每种工件进行工艺设计和工艺装备设计时，必须考虑选用合适的刀具类型.事实上，对同一个工件，常可用多种不同的刀具加工出来。
成形车刀以及矩形花键拉刀设计说明书..
中北大学课程设计说明书
第 1 页 共 18 页 成形车刀以及矩形花键拉刀设计说明书
（一）成形车刀的设计
1.1前言
成形车刀又称为样板刀,它是加工回转体成形表面的专用刀具,它的切削刃形状是根据工件廓形设计的.成型车刀主要用于大量生产,在半自动或自动车床上加工内,外回转体的成型表面.
成型车刀的种类很多,按照刀具本身的结构和形状分为:平体成形车刀,棱体成形车刀和圆体成形车刀三种.它的优点和缺点:稳定的加工质量,生产率较高,刀具的可重磨次数多,使用期限长,但是它的设计,计算和制造比较麻烦,制造成本高.目前多在纺织机械厂,汽车厂,拖拉机厂,轴承厂等工厂中使用.
被加工零件如图1.所示，工件材料为：灰铸铁HT250；硬度HBS120 ；强度σb = 240Mpa。
矩形花键拉刀工件材料为：灰铸铁HT250；硬度HBS120 ；强度σb = 240Mpa；工件长度L=20mm。
1.2成形车刀的设计
(1)原始数据：被加工零件如图(1)所示。
图（1）
(2)设计要求：按照要求完成一把成型车刀，并且能够用该刀具加工出图示的工件。
(3)工件材料为：灰铸铁HT250；硬度HBS120 ；强度σb =240MPa。
(4)选择前角及后角 中北大学课程设计说明书
第 2 页 共 18 页 由表（2-4）《金属切削刀具设计简明手册》得：f=10°，f=13°。
(5刀具廓形及附加刀刃计算
根据设计要求取 r=20°。
a=3mm，b=1.5mm，c=5mm，d=0.5mm
如图（2）所示：以0—0线（过9—10段切削刃）为基准，计算出1—12各点处的计算半径r。
（注：为了避免尺寸偏差值对计算准确性的影响，故常采用计算尺寸---计算长度和计算角度来计算）
图（ 2 ）
jxr=基本半径2半径公差
j1r=j2r=9mm;
mmmmrj475.12)41.0225(4j3r;
mmrj5.01512)43240(227 j5 r；
装配式不铲齿成形精铣刀转位夹紧结构的设计
装配式不铲齿成形精铣刀转位夹紧结构的设计 卞国来，石世宏 （苏州大学机电工程学院，江苏苏州２１５０２１） 摘要：设计了一种新型的装配式不铲齿成形精铣刀的转位夹紧结构，运用按使用要求设计的错位齿 形花键联接方式，将圆体车刀固定在铣刀盘上，可方便地实现圆体车刀重磨前的刀体的精确错位转动，圆 体车刀可均匀重磨上百次而保持原有精度。此结构还具有定位准确、夹紧可靠、刃磨工艺简单、安装误差 小等特性。 关键词：装配式成形铣刀；错位花键联接；微量转动；重磨 中图分类号：ＴＧ７１４ 文献标识码：Ｂ 装配圆体车刀的不铲齿成形铣刀…克服了原 有铲齿成形铣刀的缺点。既简化了制造和刃磨工 艺，又大大增加了铣刀的重磨次数，增长了刀具使用 寿命，并且能保持刃形精度不变，同时为采用新型超 硬刀具材料提供了可能。 该铣刀的结构形式（如 图１）具有明显的优 点 Ｊ，表现为：１）采用 装配圆体车刀的结构形 式，圆体刀形状为圆形回 转面，因此无需铲齿，在 普通车床和外圆磨床上 即可加工，制造工艺简 单，加工精度高；２）刀具的刀尖及刃口磨损后，只需 将小圆体车刀朝切削方向稍加转位即可重磨。因为 圆体车刀的半径不变，转位重磨后刀尖至刀盘轴心 的距离（即刀具的磨削半径）、刀齿、刀刃轮廓及后 角亦保持不变，所以重磨后铣刀仍能保持原有精度， 加工出的工件形状不会产生截形误差；３）圆体车刀 是廓形连续的回转体，其转位次数几乎不受限制，刀 具重磨次数可大大增加，刀齿寿命延长，刀盘可永久 性使用，大大减少了刀具及材料的消耗；４）铣刀后 角不受铲齿工艺的限制，可得到较大的顶刃后角，因 而刀具耐用性提高。 装配圆体车刀的铣刀结构由于零件数目增多， 要求装配精度高，夹紧可靠。同时，圆体车刀重磨前 在安装孔内的转位角度，要求基本一致。本文通过 对装配式不铲齿成形铣刀结构设计要求及特点的分 析，在圆体车刀和刀盘之间采用花键联接，即提出一 种可调整补偿切削刃磨损的装配式不铲齿成形精铣 刀的可转位联结结构——错位花键结构。这种结构 具有装配精度高，夹紧可靠，转位重磨方便，转位角 度准确等特点。 １ 花键联接定位夹紧的工作原理 刀具切削时，要求圆体车刀的夹紧要可靠，确保 其在切削力作用下不会有反向的转动，以保证其切 削加工质量。本文设计的可调整补偿切削刃磨损的 装配式不铲齿成形铣刀的新型转位夹紧结构的示意 图如图２，其中错位花键转位夹紧结构见图３。 ｒ一 ，寸ｌ ８ｌ — Ｌ仁 花键联接结构 图２新型装配式不铲齿成形铣刀转位夹紧结构示意图 如图２、图３所示，圆体车刀与刀盘的联接均采 用渐开线齿形花键的 联接方式。利用花键 键齿间的刚性接触来 承受外力的作用，圆 体车刀的定位夹紧效 果得到了保证。花键 的承载能力强，按齿 形定中心时，又能多 刀盘 图３花键夹紧结构示意图 齿同时接触，这样齿间的相互作用力就可很好地防 止小圆体刀的周向转动，保证其在切削力作用下不 会发生反向转动。另外，在圆体车刀的刀体上还设 计有螺纹联接结构，该结构既实现了小圆体车刀的 轴向固定，同时螺纹结构的自锁作用也有利于防止 圆体车刀发生反转现象。综上所述，该结构下刀具 有很好的定位性能及周向和轴向的夹紧可靠性。 《新技术新工艺》・机械加工工艺与装备２００７年第４期 ・４１．
圆形成形刀具设计方案
圆形成形刀具设计方案
圆形成形刀具设计方案
一、设计目标
本设计方案的目标是设计一种圆形成形刀具，用于在金属加工过程中进行圆形成形操作，具有高精度、高效率、易使用等特点。
二、设计原理
圆形成形刀具的设计原理是利用刀具的切削作用，将金属材料按照设计要求进行圆形成形。
三、设计要求
1. 刀具的材料要求具有良好的切削性能和耐磨性能；
2. 刀具的设计要求符合人体工程学，易于操作；
3. 刀具的设计要具有高精度和高效率的特点。
四、设计方案
1. 刀具材料选择：选用硬质合金材料，具有良好的切削性能和耐磨性能。
2. 刀具形状设计：刀具的形状采用圆形设计，便于进行圆形成形操作。
3. 刀具刃口设计：刀具的刃口采用尖锐的设计，以增加切削效果。
4. 刀具手柄设计：刀具的手柄采用人体工程学设计，符合人体手部力学特点，易于操作。 5. 刀具定位设计：刀具的定位设计采用精确的定位方案，以确保圆形成形操作的精度。
6. 刀具尺寸设计：刀具的尺寸设计要根据具体应用需求进行合理确定，保证切削效果和使用便捷性。
五、设计流程
1. 确定设计目标；
2. 确定设计原理；
3. 分析设计要求；
4. 选择合适的刀具材料；
5. 进行刀具形状设计；
6. 进行刀具刃口设计；
7. 进行刀具手柄设计；
8. 进行刀具定位设计；
9. 进行刀具尺寸设计；
10. 进行刀具制造和试用；
11. 对刀具进行测试和改进。
六、设计优势
1. 刀具材料选用硬质合金，具有良好的切削性能和耐磨性能，增加刀具寿命；
2. 刀具形状采用圆形设计，使刀具易于进行圆形成形操作；
3. 刀具刃口采用尖锐的设计，增加切削效果；
4. 刀具手柄采用人体工程学设计，易于操作；
5. 刀具定位设计精确，确保切削精度；
6. 刀具尺寸设计合理，保证切削效果和使用便捷性。
七、设计结果
通过以上设计方案，可设计出一种圆形成形刀具，具有良好的切削性能、耐磨性能、高精度、高效率和易使用等特点，可广泛应用于金属加工领域。
连杆齿形加工用铣刀的设计及应用
科学之友 Ｆｒｉｅｎｄ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｍａｔｅｕ ｒｓ ２０１３年０８月
连杆齿形加工用铣刀的设计及应用
刘艳，王超，杨尚刚，杜冬锋
（淄博柴油机总公司，山东淄博２５５０７７）
摘要：以下对公司某机型连杆分开面齿形进行分析，设计了专用于连杆齿形加工的成
形铣刀，并对成形铣刀的应用作简要叙述。
关键词：连杆齿；工艺；成形铣刀 中图分类号：ＴＫ４２６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－－８１３６（２０１３）１６一Ｏ０４９一Ｏ１
在船用柴油机的运动机件中，连杆是主要的传力机构之一，
它由连杆体、连杆盖、连杆螺栓、大小端轴瓦等组成连杆组。
连杆体与连杆盖的分开面常被设计为斜切口多齿定位方式。多
齿定位方式比较可靠，尺寸紧凑，但此时必须保证连杆体和连
杆盖互相配对的齿槽加工精确，不然，如果中间有几个齿脱空， 就会大大影响结合的刚度，引起连杆大头失圆。设计专用于连
杆齿形加工用的成形铣刀，不仅能够解决复杂型线加工的难点，
保证齿槽的加工精度，提高连杆体与连杆盖的结合面的表面光
洁度，还可以提高生产效率，扩大公司生产能力。
１ 连杆齿形加工的工艺分析
连杆斜切口分开面与
轴线的夹角４０。，连杆分开面 齿形见图１．
第一，连杆分开面的齿
形为直齿，可以选用刀具旋
转，连杆体和连杆盖作直线
进给的方式进行铣削。
第二，连杆齿形的轮廓
比较复杂，采用通用刀具很 难保证加工要求，可以将刀 图１连杆分开面齿形
具制作成与连杆的齿形相吻合的成形铣刀。
第三，连杆体与连杆盖齿的贴合面积要求不小于８０％，尺
寸精度与形状公差要求较高，连杆体与连杆盖相互啮合的齿用
同一把刀加工，可以保证产品的质量。
２连杆齿形加工用铣刀的设计
２．１ 刀具材料 连杆体与连杆盖的材料为４５锻件，刀具选用具有较好的综
合性能，磨加工性好的Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ通用型高速钢。 ２－２刀具结构尺寸设计 ２．２．１刀具的结构参数
我们采用整体式圆柱成形铣刀。
铣刀的几何参数及作用【详解】
1、铣刀的各部分名称
基面：通过切削刀上任意一点并与该点切削速度垂直的平面。
切削平面：通过切削刃并与基面垂直的平面。
前刀面：切屑流出的平面。
后刀面：与加工表面相对的面
2、圆柱铣刀的主要几何角度及作用
（1）、前角γ0：前刀面与基面之间的夹角。 作用是使刀刃锋利，切削时金属变形减小， 切屑容易排出，从而使切削省力。
（2）、后角α0：后刀面与切削平面之间的夹角。其主要作用是减少后刀面与切削平面之间的磨擦，减小工件的表面粗糙度。
（3）、旋角0：螺旋齿刀刃上的切线与铣刀轴线之间的夹角。作用是使刀齿逐步地切入和切离工件，提高切削平稳性。同时，对于圆柱铣刀，还有使切屑从端面顺利流出的作用。
3、端铣刀的主要几何角度及作用
端铣刀多一个副切削刃，因此除了前角，后角外还有：
（1）、主偏角Kr：主切削刃与已加工表面的夹角。其变化影响主切削刃参加切削的长度，改变切屑的宽度和厚度。
（2）、副偏角Krˊ：副切削刃与已加工表面的夹角。作用是减少副切削刃和已加工表面的磨擦，并影响副切削刃对已加工表面的修光作用。
（3）、刃倾角λs：主切削刃与基面之间的夹角。主要起到斜刃切割的作用。
4、成形铣刀
成形铣刀是用于加工成形表面的专用铣刀，它的刀刃廓形需要根据被加工工件廓形进行设计计算，可在通用铣床上加工形状复杂的表面，能保证形状基本一致，且效率高，在成批生产
和大量生产中被广泛应用。
（1）、成形铣刀可分为尖齿和铲齿两种
尖齿成形铣刀的铣削和重磨需要专用靠模，制造和刃磨都较困难。铲齿成形铣刀齿背是在铲齿车床上铲削和铲磨而成，重磨时只磨前刀面，因为前刀面是平面，所以刃磨比较方便，目前成形铣刀主要采用铲齿齿背结构。铲齿齿背应满足两个条件：①重磨后切削刃形状不变；②获得所需后角。
（2）、齿背曲线及方程
通过铣刀切削刃上任意点作垂直于铣刀轴线的端剖面，它与齿背表面的交线称为铣刀的齿背曲线。
齿背曲线主要应满足两个条件：一是铣刀每次重磨后的后角基本不变；另一是制造简单。
齿板成形铣刀的设计
１引言 齿板成形铣刀的设计
陈风鹰
广州铁道车辆厂
我厂每月需加工铁道用Ｂ６型冷冻车齿板２０Ｏ０
块，由于缺少专用刀具，过去只能采用刨削工艺加
工，齿板的齿深和齿距均由操作者手工操作控制，齿
形加工精度难以保证，废品率高，加工效率低（刨削
一块齿板平均工时为４５分钟），为此，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。
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
齿形１０：１ ±
收稿日期：２００１年９月 圈Ｉ 工具技术
我们将铣刀设计为直齿成形铣刀。该铣刀每次可加
工一块齿板，效率虽有提高，但加工时振动较大，加
工精度不高。为此，我们改进设计了螺旋齿成形铣
刀。该铣刀的螺旋形刀齿分布于刀具圆柱形外表面
上，较好解决了铣削振动问题，铣削平稳性显著提
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。
Ｐｍ—Ｒ
圈２
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；进给剖面Ｐ 为垂
直于基面的平面。
（２）前角
被加工齿板材料为Ｑ２３５钢，铣削时冲击较大，
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（Ｗ１８Ｃｒ４，热处理硬
度６２—６．ＳＨＨＣ），其前角应比硬质合金刀具稍大，故
冲孔件，模具使用效果良好。
４结论
采用新型板料无毛刺冲裁模具可冲制出无毛刺
的冲孔件，从而可省去板料冲裁后的打磨、去毛刺等
后续操作，可节省清理毛刺所需人力、工时以及相应
设备、物料及能源消耗。由于该冲裁模具可在普通
冲床上使用，可达到无毛刺精密冲裁的主要技术指
标和加工效果，并具有冲孔尺寸精度和形位精度高、 光洁剪切面尺寸长等特点，因此非常适合在生产中
推广应用。
参考文献
１李建华．模锻件的无毛刺冲连皮．锻压技术，２００１（１） ２李建华 无毛刺冲裁反顶机构设计 锻压技术，２００￣（２） ３杜虹冲耐无毛蒯工件的新方法机槭工程师，２００Ｏ（６）
成形铣刀的计算机辅助设计
第１０期 ２００７年１０月 机械设计与制造 Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ —．４５—．
文章编号：１００１—３９９７（２００７）１０—００４５—０２
成形铣刀的计 算机辅助设计
张敬超１ 黄以平 郑友益２ 张鹰峰
（ 桂林电子科技大学。桂林５４１００４）（ 河南理工大学。焦作４５４０００）
ＣＡＤ ｏｆ ｔｈｅ ｆＯｒｍ ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｕｔｔｅｒ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｇ－ｃｈａｏ ，ＨＵＡＮＧ Ｙｉ—ｐｉｎｇ ，ＺＨＥＮＧ Ｙｏｕ－ｙｉ２，ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎ ｆｅｎｇ
（ Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）
（ Ｈｅｎａｎ ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４０００，Ｃｈｉｎａ）
寸 舢’ ｊ 【摘 要】介绍成形铣刀的计算机辅助设计方法。从成形铣刀的计算程序与绘图程序入手，以ｆ
Ｉ Ｖｌｉｓｐ语言为工具，开发出基于ＡｕｔｏＣＡＤ平台的成形铣刀绘制程序，用户应用此程序，可以迅速获得
：｝成形铣刀的工作图，所用的研究方法与编制的程序，可应用到其他的刀具设计中。
ｊ 关键词：成形铣刀；计算机辅助设计；ＶＬＩＳＰ ￡
：｝ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＩｎｔｒｏｄｕｃｅｓⅡｍｅｔｈｏｄ ｏｆｃａｄ ｉｎ ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｕｔｔｅｒ．Ｉｔ ｂｅｇｉｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｆｏｒｍ ｍｉｌｌｉｎｇ ｃｕｔｔｅｒ ｐｒｏ－
ｊ ｇｒａｍ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ，ｔｈｅ ｍａｐｐｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｕｔｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡｕｔｏＣＡＤ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ￡
：Ｉ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅａｎｓ ｏｆＶｌｉｓｐ ｌａｎｇｕａｇｅ，ｕｓｅｒ ｃａｎ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｄｒａｗｉｎｇ ｑｕｉｃｋｌｙ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｐｒ０一
矩形花键铣刀的设计
四、铣刀的设计
前 言
铣刀是一种应用很广泛的多齿多刃回转刀具。铣削加工时，铣刀饶起轴线转动，而工件做进给运动。
铣削加工与刨削加工相比较，铣削时同时参加工作的切削刃总长度较长，且无空行程，而使用的的切削也叫高，故加工生产效率也一般较高，表面的粗糙度也较小。铣刀的种类很多
矩形花键通常采用铣切或滚切成形，再经磨花键达到设计图纸要求。铣切加工一般采用专门设计的T形槽铣刀，这种铣刀适合大批量专业化生产，但对中、小批量非专业化生产不太适合。为解决这个问题，我们试用三面刃铣刀及片铣刀，获得了满意的结果。
（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
设计步骤
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