銑刀設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、本科生實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課程金屬切削原理與刀具學(xué)院名稱(chēng)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)成績(jī)二0 16年11月二0 16 年11 月填寫(xiě)說(shuō)明1、適用于本科生所有的實(shí)驗(yàn)報(bào)告（印制實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)除外）；2、專(zhuān)業(yè)填寫(xiě)為專(zhuān)業(yè)全稱(chēng)，有專(zhuān)業(yè)方向的用小括號(hào)標(biāo)明；3、格式要求：用A4紙雙面打?。ǚ饷骐p面打印）或在 A4大小紙上用藍(lán)黑色水筆書(shū)寫(xiě)。打印排版：正文用宋體小四號(hào)， 1.5 倍行距，頁(yè)邊距采取默認(rèn)形式（上下 2.54cm， 左右2.54cm，頁(yè)眉1.5cm，頁(yè)腳1.75cm）。字符間距為默認(rèn)值（縮放 100%間 距：標(biāo)準(zhǔn)）；頁(yè)碼用小五號(hào)字底端居中。具體要求：題目 （二號(hào)黑體居中）；

2、摘要（“摘要”二字用小二號(hào)黑體居中， 隔行書(shū)寫(xiě)摘要的文字部分， 小 4號(hào)宋體）；關(guān)鍵詞 （隔行頂格書(shū)寫(xiě)“關(guān)鍵詞”三字，提煉 3-5 個(gè)關(guān)鍵詞，用分號(hào)隔開(kāi)，小 4 號(hào)黑體）；正文部分采用三級(jí)標(biāo)題；第1章XX （小二號(hào)黑體居中，段前0.5行）1 XXXXX四號(hào)黑體XXXXX（段前、段后 0.5行）1.1 小四號(hào)黑體（段前、段后 0.5 行）參考文獻(xiàn)（黑體小二號(hào)居中，段前 0.5 行），參考文獻(xiàn)用五號(hào)宋體，參照參考 文獻(xiàn)著錄規(guī)則（ GB/T 7714 2005）。31課程設(shè)計(jì)題目：立式銑刀的設(shè)計(jì)2銑削的定義及應(yīng)用3課題目的(1) 、了解立式銑刀的各參量；(2) 、準(zhǔn)確的在圖中標(biāo)出各參量；(3) 、熟

3、練使用pro/e進(jìn)行銑刀的三維建模。立式銑刀的設(shè)計(jì)一.銑刀簡(jiǎn)介1. 概念銑刀，是用于銑削加工的、具有一個(gè)或多個(gè)刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具。工作時(shí) 各刀齒依次間歇地切去工件的余量。銑刀主要用于在銑床上加工平面、臺(tái) 階、溝槽、成形表面和切斷工件等。2. 分類(lèi)圓柱形銑刀：用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上，按 齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數(shù)分粗齒和細(xì)齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀 齒數(shù)燒，刀齒強(qiáng)度高，容屑空間大，適用于粗加工；細(xì)齒銑刀適用于精加 工。面銑刀：又稱(chēng)盤(pán)銑刀，用于立式銑床、端面銑床或龍門(mén)銑床上加工平面, 端面和圓周上均有刀齒，也有粗齒和細(xì)齒之分。其結(jié)構(gòu)有整體式、鑲齒式 和可轉(zhuǎn)位式三種。立銑刀：用

4、于加工溝槽和臺(tái)階面等，刀齒在圓周和斷面上，工作時(shí)不能 怨軸向進(jìn)給。當(dāng)立銑刀上有通過(guò)中心的端齒時(shí)，可軸向進(jìn)給。三面刃銑刀：用于加工各種后槽和臺(tái)階面， 其兩側(cè)面和圓周上均有刀齒 角度銑刀：用于銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。鋸片銑刀：用于加工溝槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。為了減 少銑切時(shí)的摩擦，刀齒兩側(cè)有 151°的副偏角。此外，還有鍵槽銑刀、 燕尾銑刀、T形槽銑刀和各種成形銑刀等。T形銑刀：用來(lái)銑T型槽。3. 用途大體上分為：(1) 平頭銑刀，進(jìn)行粗銑，去除大量毛坯，小面積水平平面或者輪廓 精銑。(2) 球頭銑刀，進(jìn)行曲面半精銑和精銑；小型球頭銑刀可以精銑陡峭 面/

5、直壁的小倒角還有不規(guī)則輪廓面。(3) 平頭銑刀帶倒角，可做粗銑去除大量毛坯， 還可精銑細(xì)平整面(相 對(duì)于陡峭面)小倒角。(4) 成型銑刀，包括倒角刀， T型銑刀或叫鼓型刀，齒形刀，內(nèi) R刀。(5) 倒角刀，倒角刀外形與倒角形狀相同，分為銑圓倒角和斜倒角的 銑刀。(6) T型刀，可銑T型槽。(7) 齒形刀，銑出各種齒形，比如齒輪。8.粗皮刀，針對(duì)鋁銅合金切 削設(shè)計(jì)之粗銑刀，可快速加工。4. 銑削方式相對(duì)于工件的進(jìn)給方向和銑刀的旋轉(zhuǎn)方向有兩種方式：第一種是順銑，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削的進(jìn)給方向是相同的，在幵始 切削時(shí)銑刀就咬住工件并切下最后的切屑。第二種是逆銑，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削的進(jìn)給方向是相反的

6、，銑刀在 幵始切削之前必須在工件上滑移一段，以切削厚度為零幵始，到切削結(jié)束 時(shí)切削厚度達(dá)到最大。在三面刃銑刀、某些立銑或面銑時(shí)，切削力有不同 方向。面銑時(shí)，銑刀正好在工件的外側(cè)，切削力的方向更應(yīng)特別注意。順 銑時(shí)，切削力將工件壓向工作臺(tái)，逆銑時(shí)切削力使工件離幵工作臺(tái)。由于順銑的切削效果最好，通常首選順銑，只有當(dāng)機(jī)床存在螺紋間隙 問(wèn)題或者有順銑解決不了的問(wèn)題時(shí)，才考慮逆銑。在理想狀況下，銑刀直徑應(yīng)比工件寬度大，銑刀軸心線(xiàn)應(yīng)該始終和工 件中心線(xiàn)稍微離幵一些距離。 當(dāng)?shù)毒哒龑?duì)切削中心放置時(shí)， 極易產(chǎn)生毛刺 切削刃進(jìn)入切削和退出切削時(shí)徑向切削力的方向?qū)⒉粩嘧兓瑱C(jī)床主軸就 可能振動(dòng)并損壞，刀片可能碎裂

7、而加工表面將十分粗糙，銑刀稍微偏離中 心，切削力方向?qū)⒉辉俨▌?dòng)一一銑刀將會(huì)獲得一種預(yù)載荷。我們可以把中 心銑削比做在馬路中心幵車(chē)。銑刀刀片每一次進(jìn)入切削時(shí)，切削刃都要承 受沖擊載荷，載荷大小取決于切屑的橫截面、工件材料和切削類(lèi)型。切入 切出時(shí)，切削刃和工件之間是否能正確咬合是一個(gè)重要方向。當(dāng)銑刀軸心線(xiàn)完全位于工件寬度外側(cè)時(shí)，在切入時(shí)的沖擊力是由刀片 最外側(cè)的刀尖承受的，這將意味著最初的沖擊載荷由刀具最敏感的部位承 受。銑刀最后也是以刀尖離幵工件，也就是說(shuō)刀片從幵始切削到離幵，切 削力一直作用在最外側(cè)的刀尖上，直到?jīng)_擊力卸荷為止。當(dāng)銑刀的中心線(xiàn)正好位于工件邊緣線(xiàn)上時(shí)，當(dāng)切屑厚度達(dá)到最大時(shí)刀 片脫

8、離切削，在切入切出時(shí)沖擊載荷達(dá)到最大。當(dāng)銑刀軸心線(xiàn)位于工件寬 度之內(nèi)時(shí)，切入時(shí)的最初沖擊載荷沿切削刃由距離最敏感刀尖較遠(yuǎn)的部位 承受，而且在退刀時(shí)刀片比較平穩(wěn)的退出切削。對(duì)于每一個(gè)刀片來(lái)說(shuō)，當(dāng)要退出切削時(shí)切削刃離幵工件的方式是重要 的。接近退刀時(shí)剩余的材料可能使刀片間隙多少有所減少。當(dāng)切屑脫離工 件時(shí)沿刀片前刀面將產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)拉伸力并且在工件上常常產(chǎn)生毛刺。這 個(gè)拉伸力在危險(xiǎn)情況下危及切屑刃安全。二.設(shè)計(jì)過(guò)程1.設(shè)計(jì)幾何角度0)us註餓刀朗凡何勵(lì)度1.1螺旋角螺旋角3是螺旋切削刃展開(kāi)成直線(xiàn)后，與銑刀軸線(xiàn)間的夾角螺旋角等 于刃傾角，它能使刀齒逐漸切入和切離工件，能增加實(shí)際工作前角，使切 削輕快平

9、穩(wěn)；同時(shí)形成螺旋切屑，排屑容易，防止切屑堵塞現(xiàn)象1.2前角一般按照被加工材料來(lái)選擇,tan °二tan 0cos1.3后角圓柱形銑刀后角規(guī)定在p0平面內(nèi)度量.銑削時(shí),切削厚度hD比車(chē)削小，磨損主要發(fā) 生在后面上，適當(dāng)?shù)脑龃蠛蠼?，可減少銑刀磨損2銑削用量2.1背吃刀量銑刀在一次進(jìn)給中所切掉工件表面的厚度，即工件的已加工表面和待加工表 面間的垂直距離，單位為mm。端銑時(shí)，為切削層深度；圓周銑削時(shí)，為被加工 表面的寬度。一般立銑刀粗銑時(shí)的背吃刀量以不超過(guò)銑刀半徑為原則，以防背吃刀量過(guò)大而造成刀具的損壞，精銑時(shí)約為0.050.30mm;端銑刀粗銑時(shí)約為25mm,精銑時(shí)約為 0.100.50m

10、m.。2.2側(cè)吃刀量在平行于假定工作平面并垂直于切削刃選定點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上測(cè)量的吃 刀量。端銑時(shí)，為被加工表面的寬度；圓周銑削時(shí)，為切削層深度。2.3進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)在銑削過(guò)程中，工件相對(duì)于銑刀的移動(dòng)速度稱(chēng)為進(jìn)給量.有三種表示方法：(1) 每齒進(jìn)給量 銑刀每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，工件沿進(jìn).給方向移動(dòng)的距離，單位為 mm/z。(2) 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f銑刀每轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)，工件沿進(jìn).給方向移動(dòng)的位為距離，單位 為 mm/r.。(3) 每分鐘進(jìn)給量 銑刀每旋轉(zhuǎn)1min,工件沿進(jìn).給方向移動(dòng)的位為距離，單位為mm/ min 。.三種進(jìn)給量的關(guān)系為：f =fn =fzzn式中：n銑刀齒數(shù)(主軸)轉(zhuǎn)速,r/min ；z銑刀齒數(shù)

11、。2.4銑削速度銑削速度,指銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)的圓周線(xiàn)速度，單位為 m/min計(jì)算公式； V n dn/1000式中D銑刀直徑，mm ;N主軸(銑刀)轉(zhuǎn)速，r/min從上式可得到：主軸（銑刀）轉(zhuǎn)速:N=1000V/ n D3切削層參數(shù)3.1切削層公稱(chēng)厚度（切削厚度）指相鄰兩個(gè)刀齒所形成的過(guò)渡表面間的垂直距離。如上圖，當(dāng)切削刃轉(zhuǎn)到F點(diǎn)時(shí)，其切線(xiàn)厚度為hD =fzsin* ,（'是瞬時(shí)接觸角，它是刀齒所在位置與起始切 入位置間的夾角。）3.2切削層公稱(chēng)寬度（切削寬度）切削刃參與工作的長(zhǎng)度，一般用bD表示,直齒圓柱形銑刀的bD等于ap;而螺 旋齒圓柱形銑刀的bD是隨刀齒工作位置不同而變化的，刀齒切入

12、工作后，bD由零 逐漸增大至最大值，然后又逐漸減少至零，因而銑削過(guò)程較為平穩(wěn).3.3平均總切削層公稱(chēng)橫截面積（平均總切削面積）它是銑刀同時(shí)參與切削的各個(gè)刀齒的切削層公稱(chēng)橫截面積之和。Qw apaeVfapaeVf apa°fzZAav vc二 dn二 dn二 d、三維建模過(guò)程1建模過(guò)程3 PRTOOOl, P RJ£7 RIGHT27 TOP口 FROhT> PRT_CSV&_DEF+用拉呻1丹國(guó)包諮1IZMALI+回翩復(fù)制幾何 r- 0實(shí)體化1仔實(shí)體比2、仃實(shí)體優(yōu)m2銑刀的三維圖11四、ANSYS分析過(guò)程Mln1亙二4匚皿OjHfT 吐o UBJHlhZUB

13、MA*tndn*ZlEJfjfiTHScapng MBlhrrl*uiwi.'i a«ct3hGrph±ul:MlmuaFnL«ClinMtr me 斗刑叭WiktownttRcmIsn«Fw>14 !%brtadi «tF ettlfl： Uta 9EI5J曲 KAMVCEnuJiM El*k SbihTumEjww. lwn-FifMb&l Eladl SIhfi Urvh "1>«|1llhfPkc Dpvf *ldhpEGacnvfrT M*s3bTuFTwIrvlil4wl*irx*k

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