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 核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院 專業(yè)名稱 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 16 年 11 月 二 16 年 11 月 填寫說明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、 專業(yè)填寫為專業(yè)全稱，有專業(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?。┗蛟贏4大小紙上用藍(lán)黑色水筆書寫。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

2、目（二號(hào)黑體居中）； 摘要（“摘要”二字用小二號(hào)黑體居中，隔行書寫摘要的文字部分，小4號(hào)宋體）； 關(guān)鍵詞（隔行頂格書寫“關(guān)鍵詞”三字，提煉3-5個(gè)關(guān)鍵詞，用分號(hào)隔開，小4號(hào)黑體)； 正文部分采用三級(jí)標(biāo)題； 第1章 (小二號(hào)黑體居中，段前0.5行) 1 四號(hào)黑體（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 77142005）。 1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)、熟練使用pro/e進(jìn)行銑刀的三維

3、建模。 立式銑刀的設(shè)計(jì)1 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：又稱盤銑刀，用于立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面，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：用于加工溝槽和臺(tái)階面等，刀齒在圓周和斷面上

4、，工作時(shí)不能怨軸向進(jìn)給。當(dāng)立銑刀上有通過中心的端齒時(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/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

5、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，在開始切削時(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，銑刀在開始切削之前必須在工件上滑移一段，以切削厚度為零開始，到切削結(jié)束時(shí)切削厚度達(dá)到最大。

6、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)切削力使工件離開工作臺(tái)。由于順銑的切削效果最好，通常首選順銑，只有當(dāng)機(jī)床存在螺紋間隙問題或者有順銑解決不了的問題時(shí)，才考慮逆銑。在理想狀況下，銑刀直徑應(yīng)比工件寬度大，銑刀軸心線應(yīng)該始終和工件中心線稍微離開一些距離。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)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

7、路中心開車。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開工件，也就是說刀片從開始切削到離開，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)銑刀的中心線正好位于工件邊緣線上時(shí)，當(dāng)切屑厚度達(dá)到最大時(shí)刀片脫離切削，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

8、，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)刀片來說，當(dāng)要退出切削時(shí)切削刃離開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。2 設(shè)計(jì)過程1. 設(shè)計(jì)幾何角度1.1 螺旋角 螺旋角是螺旋切削刃展開成直線后,與銑刀軸線間的夾角.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選擇,1.3后角 圓柱形銑刀后角規(guī)定在p0平面內(nèi)度量.銑削時(shí),切削厚度比車削小

9、,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銑刀半徑為原則,以防背吃刀量過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0.100.50mm.。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)在銑削過程中,工件相對(duì)于銑刀的移動(dòng)

10、速度稱為進(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:式中： n銑刀齒數(shù)（主軸）轉(zhuǎn)速,r/min； z銑刀齒數(shù)。2.4銑削速度銑削速度,指銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)的圓周線速度，單位為m/min。計(jì)算公式；V=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/D3切削層參數(shù) 3.1切削層公

11、稱厚度(切削厚度)指相鄰兩個(gè)刀齒所形成的過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)，其切線厚度為,(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,因而銑削過程較為平穩(wěn).3.3平均總切削層公稱橫截面積(平均總切削面積)它是銑刀同時(shí)參與切削的各個(gè)刀齒的切削層公稱橫截面積之和。三、三維建模過程1建模過程2銑刀的三維圖四、ANSYS分析過程學(xué)生學(xué)習(xí)心得為了更好地學(xué)習(xí)刀具,我們?cè)谡n程結(jié)束后進(jìn)行了刀具設(shè)計(jì)的實(shí)踐,在此過程中,加深了我對(duì)proe建模的熟練度和理解,并自學(xué)了ANSYS的相關(guān)基礎(chǔ)操作,受益匪淺,讓我深深體會(huì)到”紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”的實(shí)踐