1、 1 金属切削刀具课程设计的目的金属切削刀具课程设计的目的 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 条件。 设计内容和要求设计内容和要求 完成矩形花键铣刀、矩形花键拉刀两种刀具的设计和计算工作，
2、绘 制刀具工作图和必要的零件图以及编写一份正确、完整的设计说明书。 刀具工作图应包括制造及检验该刀具所需的全部图形、 尺寸、 公差、 粗糙度要求及技术条件等；说明书应包括设计时所涉及的主要问题以 及设计计算的全部过程；设计说明书中的计算必须准确无误，所使用 的尺寸、数据和计量单位，均应符合有关标准和法定计量单位；使用 A4 纸打印，语言简练，文句通顺。 具体设计要求见附页。 2 矩形花键铣刀的设计矩形花键铣刀的设计 （一）（一） 齿形的设计计算齿形的设计计算 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
3、剖面的截形不同了。 设f 为铣刀外圆处的纵向前角， 当 f 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）（二）结构参数的选择及计算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： hhw（12）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 3 铲齿成形铣刀容屑槽底形式通常有两种，即平
4、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：dod+2m 2H 式中：d铣刀孔径 m壁厚，一般取（0.30.5）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（22.2）d2.2h（26） 根据上面公式的计算结果再取外径的推荐值。 6.铣
5、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 Zkdo/S 式中 S 为铣刀的圆周齿距，粗加工时，可取 S（1.82.4）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。 4 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f，一般取f10 o15o。相 应的铲削量可按下式计算：Kt
6、gfdo/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ox， 验算应选x 最小处的 x 点， 验算公式可按下面公 式： tgoxtgfsinx 应使ox 不小于 23 o。实际计算表明，当x22 0.03 0.05 0.07 0.08 0.06 0.09 0.12 0.15 5.材料及热处理 铣刀材料一般用高速钢，热处理后硬度应为 HRC6366。在铣刀的 工作部分，不得有脱碳层和软点。 （四）（四）刀具的全部计算刀具的全部计算 表 7 已知条件：欲加工矩形花键轴，其尺寸为：外径Da32a11，内径 Df 28f7，键数 Z6，键宽 b7d10，键底圆角半径 r1，工件材料为 可锻铸铁 KTZ550-04。 序 号 计算项目 符 号 确定方法或计算 公式 计算精 度 设计计算数 据 7 1 齿槽半角 180/Z 0.01 o 25
