木工刀具课程设计说明书 打印.doc

课程设计说明书课程设计说明书 木材切削原理与刀具木材切削原理与刀具 学院：材料学院学院：材料学院 班级：木工班级：木工 11-211-2 姓名：裴佳姓名：裴佳 学号：学号：110514217110514217 指导教师：李黎指导教师：李黎 木工刀具课程设计说明书木工刀具课程设计说明书 一、目的意义：一、目的意义： 通过两种不同结构的木工铣刀的设计，了解并熟悉木工刀具设计的一般步骤及总体要 求，训练学员的刀具设计的能力。 二、设计任务：二、设计任务： 1、现有一台立式铣床，主轴电动机功率 5.5kw，刀轴直径 40mm，装刀空间尺寸 250200mm，刀轴转速 6000rpm，采用简单直接套装、螺母压紧方式装刀；机械进料， 进料速度 8-15m/min，无级调速。欲在该机床上加工一批（500 件）干燥过的水曲柳工件， 请设计一款整体铲齿成型铣刀。要求注明全部加工尺寸、必要的公差及其他技术条件，写 出简要设计说明书。 2、为上述机床另设计一种机夹式平面加工铣刀。工件尺寸：100100500 mm，机床参 数、进料方式、任务要求相同。 三、整体铲齿成型铣刀设计三、整体铲齿成型铣刀设计 1、刀具材料选用 根据设计任务，考虑加工量大小及制造成本等因素，选择刀具材料。本例工件量 为 200 件，较少；加工木材为干燥水曲柳，较硬。综上，本铣刀可采用焊齿，刀体部 分选用 45#钢，铣刀刀刃部分选用高速钢，以达到耐磨、耐热的性能要求。 2、主要参数确定 铣刀基本参数包括外径 D、中心孔径 d、齿数 Z、前角、后角、斜铲角等。 1） 外圆直径 D： 铣刀直径 D 可根据下式初算 ： （mm） n V D 4 106 式中：V铣刀的切削速度； n铣刀主轴转速 按切削速度进行铣刀直径初算时，切削速度一般不超过 30m/s，一般情况下，D 应大于 4d，即 D，圆整到直径标准尺寸系列：mmd1604044 D=80，100，125， （140）,160，(180)，200mm，即圆整到 D=160 mm ； 2) 套装孔直径 d: 视铣刀装夹方式而定。对于直接套装者，的名义尺寸应和刀轴的名义直径相等，d 由设计任务中刀轴直径为 40mm，即取=40mm。d 考虑到装卸方便并应保持一定精度，可选用小间隙精密配合，所以选用小间隙精 密配合 H7/ h6 的装刀精度。 3)前角 、后角： 前角根据工作性质选用，推荐范围：加工软材 25-，硬材 10-。后角的变 35 25 化范围不大，一般可在范围内选取。 1510 鉴于加工的柞木是硬材，选择，1810 4)铲齿量： 铲齿量 K 可根据所选后角按公式计算。 tg Z D K mmtgtg Z D K15.2210 4 16014 . 3 将其圆整到和凸轮升量相近的系列。凸轮升量的系列为 10、12、14、16、18mm， 现将其圆整到 K=22mm, 然后把 K=22mm 代入公式中， 反算后角 tg Z D K 符合要求。9 . 9 5)退刀角： 退刀角应考虑其重磨余量和铣刀加工的生产率，退刀角大时刃磨余量小但加工生 产率高。退刀角还应符合铲齿凸轮的比例，如一个 4 齿铣刀对应于 1/4、1/6、1/8 的凸轮比例，相应的退刀角=22.5、15、11.5 度。对应本例可选。15 6)斜铲角： 斜铲角视工件截形而定，对本例，因工件截形上有倾斜角的区段，故铣刀须 0 斜铲，斜铲角按下公式计算： 则：=17.732 . 0 0cos 1 )0sin 22 37 . 6 ( cos 1 )sin( K K tg XN 式中：铲齿量，mm ； K 倾斜刀刃的倾斜角，本例为 0； 倾斜刀刃的法向铲齿量： XN K mm37 . 6 4 4 11614 . 3 o XN X XN tgtg Z D K 式中：所取刀刃计算点的直径：=D-2k=160-2*22=116mm ； X D X D 倾斜刀刃的法向后角，范围 3-5取 4 XN 7) 铣刀齿数 Z 考虑到铣刀结构和进给方式等因素，取 Z=4。 3、技术要求： （1）热处理：铣刀材料为合金工具钢，故刀齿需经热处理，热处理硬度为 HRC60。 （2）表面粗糙度：刀齿前后面、套装孔、夹持端面等重要加工表面都应标注表面粗糙度。 刀齿前后面、套装孔表面 Ra=0.8，夹持端面 Ra=1.6，其他非重要加工面 Ra=3.2。 （3）角度公差：1。齿距偏差不大于 0.5mm。 （4）形位公差：主要是铣刀两夹持端面应互相平行并与铣刀的回转轴线垂直。在工作图上 可分别用两夹持端面相对回转轴线的端面圆跳动量表示，其值根据铣刀直径选取。铣 刀直径 D=180mm，故圆跳动量应不大于 0.8mm。径向跳动量意在控制所有刀齿回转时 应在同一圆周上，应不大于 0.01mm。 （5）所有刀齿的齿廓误差用样板检验时，不大于 0.1mm。 （6）铣刀的平衡：铣刀需要经过动平衡。 四、机夹式尖齿平面铣刀设计：四、机夹式尖齿平面铣刀设计： 1、 材料选用：刀体选 45# 钢；压刀块、螺钉等联结件选 35# 钢；刀片选高速钢。 2、 确定主要参数： 1） 、切削圆直径 D：取切削速度 v=50m/s，根据切削速度，可估算出切削圆直径。考 虑使刀体直径符合直径系列，同时刀体具有一定强度，取 D=160mm。 2） 、前角=25， 后角，则楔角 =53。 齿数 Z=4 。12 3、 确定刀片类型与尺寸：采用螺钉、压块侧向压紧，平刀片。 1） 、刀片长度：L=200mm。刀片长度 L 稍大于工件宽度 1-2mm。 2） 、刀片宽度：B=30mm。刀片宽度 B 除满足装夹要求外，应留有刃磨余量。 3） 、刀片厚度：a =4mm 。刀片厚度 a 根据伸出量决定，对平面铣刀，因为伸出量很 小，刀片厚度不用太大，取 4mm（刀尖伸出量 mmtgtgah8 . 2554 ， 圆整得 mmh3 ） 。 4、 确定压刀块尺寸： 压块要有一定尺寸，才有足够的质量，这样在转动时由离心惯性力产生的压紧力才 能压紧刀片。一般令其厚度 b 稍大于高度 h。 1）压块高度 b ： =20mm ) 12)(sin( cossin 22 . 4 1 tg Ba b 式中： 刀片厚度，mm； 刀片宽度，mm；aB 前角； 压刀楔角，取为；70 通过刀片质量中心的半径与铣刀竖轴线的夹角； 1 则=28.9 1 sin160sin254 0.55 cos160cos2530 Da tg DB 1 （式中：D铣刀切削圆直径，mm；a刀片厚，mm；B刀片宽，mm） 2）压块高度：h=18mm。 5、 刀体结构尺寸： 1)、刀体直径：D160mm 则 取 150mm 1 21602 3154DDhmm （D铣刀切削圆直径； h 刀尖伸出量） , 2） 、铣刀水平或竖直轴线到刀槽背部的垂直距离： 取 38mm 1 sin180sin254 138.8CRamm (R切削圆半径) 3)刀槽背面到调刀螺钉中心孔轴线的垂直距离： 2 (/2)24 t Cdmm （调刀螺钉头直径, =12mm；取 d=8mm =1.5d） t d t d t d 4）刀槽宽度：mm 6242 3 aC 5) 压刀槽宽度: C4=b(1-sin)+ H +(2-4)=23 (H压紧螺钉头厚度，H=0.7d=5.6mm) 取整 23mm 6) 铣刀轴线到刀槽底距离: 3 (2)80cos25(304.22)36aRcorBKmm 式中：K调刀螺钉头厚度，K=0.6d=4.2mm。 7) 压刀槽底面到铣刀中心的距离: a1=R1-（b+2）=55mm (刀体半径; b压块高度) 1 R 8) 调刀螺钉孔深度: 2 215217almm (l-调刀螺钉工作部分长度,l=15mm) 9) 压块上螺纹孔中心距端面的距离为 20mm (L-压块长度, L=100mm) 6、技术要求： 总体技术要求可参