毕业设计--大型曲拐车铣加工盘铣刀的设计

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1、 大型曲拐车铣加工盘铣刀设计 学院： 专业/班级： 学生姓名： 指导教师： - 1 - 摘要摘要 船用曲轴是大型船用发动机的重要部件，而曲拐是曲轴的关键部分，它的加工质量对 曲轴的工作性能有直接影响。要想提高曲拐的加工质量，就要对加工它的刀具进行设计和 研究。目前，对用于加工曲拐的大型盘铣刀的研究还不是很多。 为了设计出高质量的盘铣刀，主要进行的工作如下： 研究了曲拐车铣加工机床和车铣加工特点，确定出了轴向车铣加工曲拐的方案，并分 析了车铣加工技术工艺参数对工件质量、工件理论粗糙度的影响和车铣加工效率。研究了 曲拐的工况和结构特点，在以上分析基础上，编制出一套高质量的曲拐加工工艺路线，这 为盘

2、铣刀的结构设计提供了参考。 依据车铣加工原理和盘铣刀的性能特点，对盘铣刀的刀体、刀块、刀片进行了设计和 研究， 确定出盘铣刀采用的结构形式、 刀片形式、 机床的链接形式和切削角度。 并利用 Pre/E 软件建模，最终设计出了车铣大型曲拐的盘铣刀产品。 为了保证盘铣刀在加工时的稳定性，通过对刀具的振动机理分析，提出了一种在盘铣 刀刀盘体上安装冲击减振器的减振方案，然后采用有限元方法对不同结构的盘铣刀进行分 析来预测减振器的最佳安装参数。这为盘铣刀的结构改进提供了一种新方法。 此外，还对减振器的结构进行简化，设计了盘铣刀的减振装置，研究了减振器的运动 状态和减振原理，这为更好的设计减振器以提高减振

3、效果打下了基础。 - 1 - 盘铣刀的结构设计盘铣刀的结构设计 第一章第一章 引言引言 曲轴是发动机对外输出动力的核心部件。船用半组合式曲轴制造难点在于曲拐的制造， 曲拐不仅整体质量大，材质要求特殊而且加工精度要求也比较高。因此，从某种程度上说 能否制造出高质量的曲拐代表着我国船舶制造业的发展水平。为了解决曲轴曲拐空挡加工 难的问题，本章设计了如图 3.1 所示的大型盘铣刀，介绍了盘铣刀的结构特点，并对其关键 部件刀体、刀块、刀片进行了设计和研究，并利用 Pro/E 软件对各组成部件进行了建模，以 求达到加工出高质量曲拐的目的。 图 3.1 大型盘铣刀 第二章第二章 盘铣刀工作原理盘铣刀工作原

4、理 盘铣刀在车铣曲拐空档时，其工作原理如图 3.2 所示。加工时，曲拐固定在夹具上，夹 具固定在工作台上。工作台做两种运动：水平平移，主轴旋转。相应曲拐在工作台的作用 下也做两种运动：水平进给和旋转。盘铣刀也做两种运动：随主轴一起旋转和升降，这样 可使盘铣刀在一次装夹中完成对曲拐空挡上下表面和轴颈表面的粗、精加工。 - 2 - 图 3.2 盘铣刀工作原理示意图 第三章第三章 盘铣刀的结构特点盘铣刀的结构特点 3.1 盘铣刀的组成盘铣刀的组成 盘铣刀主要有圆盘式刀体、44 个机夹刀块、刀片组成，每个部件在切削过程都具有各 自的独特作用。刀体是所有零件的载体，刀具和机床的连接主要依靠刀体来实现；刀块是 刀片的载体，在其上面可以安装不同数量的刀片；刀片主要是承担切削以形成加工表面。 盘铣刀的结构组成见图 3.3 所示。 图 3.3 盘铣刀主要组成 - 3 - 3.2 可转位刀片的夹紧方式可转位刀片的夹紧方式 刀片在刀体上装夹方式对刀具的切削性能、定位精度等有重要影响，同时也影响到夹 紧的可靠性、刀片转位和更换等。因此合理的刀片夹紧方式对刀具来说非常重要。