畢業(yè)設(shè)計(jì)--大型曲拐車銑加工盤銑刀的設(shè)計(jì)

1、<p>　　大型曲拐車銑加工盤銑刀設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué)院：</b></p><p><b>　　專業(yè)/班級(jí)：</b></p><p><b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師：

2、 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　船用曲軸是大型船用發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，而曲拐是曲軸的關(guān)鍵部分，它的加工質(zhì)量對(duì)曲軸的工作性能有直接影響。要想提高曲拐的加工質(zhì)量，就要對(duì)加工它的刀具進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究。目前，對(duì)用于加工曲拐的大型盤銑刀的研究還不是很多。</p><p>　　為了設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的盤銑刀，主要進(jìn)行的工

3、作如下：</p><p>　　研究了曲拐車銑加工機(jī)床和車銑加工特點(diǎn)，確定出了軸向車銑加工曲拐的方案，并分析了車銑加工技術(shù)工藝參數(shù)對(duì)工件質(zhì)量、工件理論粗糙度的影響和車銑加工效率。研究了曲拐的工況和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在以上分析基礎(chǔ)上，編制出一套高質(zhì)量的曲拐加工工藝路線，這為盤銑刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了參考。</p><p>　　依據(jù)車銑加工原理和盤銑刀的性能特點(diǎn)，對(duì)盤銑刀的刀體、刀塊、刀片進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究，

4、確定出盤銑刀采用的結(jié)構(gòu)形式、刀片形式、機(jī)床的鏈接形式和切削角度。并利用Pre/E軟件建模，最終設(shè)計(jì)出了車銑大型曲拐的盤銑刀產(chǎn)品。</p><p>　　為了保證盤銑刀在加工時(shí)的穩(wěn)定性，通過對(duì)刀具的振動(dòng)機(jī)理分析，提出了一種在盤銑刀刀盤體上安裝沖擊減振器的減振方案，然后采用有限元方法對(duì)不同結(jié)構(gòu)的盤銑刀進(jìn)行分析來預(yù)測(cè)減振器的最佳安裝參數(shù)。這為盤銑刀的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了一種新方法。</p><p>　　

5、此外，還對(duì)減振器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)了盤銑刀的減振裝置，研究了減振器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和減振原理，這為更好的設(shè)計(jì)減振器以提高減振效果打下了基礎(chǔ)。</p><p><b>　　盤銑刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出動(dòng)力的核心部件。船用半組合式曲軸制造難點(diǎn)

6、在于曲拐的制造，曲拐不僅整體質(zhì)量大，材質(zhì)要求特殊而且加工精度要求也比較高。因此，從某種程度上說能否制造出高質(zhì)量的曲拐代表著我國(guó)船舶制造業(yè)的發(fā)展水平。為了解決曲軸曲拐空擋加工難的問題，本章設(shè)計(jì)了如圖3.1所示的大型盤銑刀，介紹了盤銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)其關(guān)鍵部件刀體、刀塊、刀片進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究，并利用Pro/E軟件對(duì)各組成部件進(jìn)行了建模，以求達(dá)到加工出高質(zhì)量曲拐的目的。</p><p><b>　　圖3.1

7、大型盤銑刀</b></p><p>　　第二章 盤銑刀工作原理</p><p>　　盤銑刀在車銑曲拐空檔時(shí)，其工作原理如圖3.2所示。加工時(shí)，曲拐固定在夾具上，夾具固定在工作臺(tái)上。工作臺(tái)做兩種運(yùn)動(dòng)：水平平移，主軸旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)曲拐在工作臺(tái)的作用下也做兩種運(yùn)動(dòng)：水平進(jìn)給和旋轉(zhuǎn)。盤銑刀也做兩種運(yùn)動(dòng)：隨主軸一起旋轉(zhuǎn)和升降，這樣可使盤銑刀在一次裝夾中完成對(duì)曲拐空擋上下表面和軸頸表面的粗、

8、精加工。</p><p>　　圖3.2盤銑刀工作原理示意圖</p><p>　　第三章 盤銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p><b>　　3.1盤銑刀的組成</b></p><p>　　盤銑刀主要有圓盤式刀體、44個(gè)機(jī)夾刀塊、刀片組成，每個(gè)部件在切削過程都具有各自的獨(dú)特作用。刀體是所有零件的載體，刀具和機(jī)床的連接主要依靠刀

9、體來實(shí)現(xiàn)；刀塊是刀片的載體，在其上面可以安裝不同數(shù)量的刀片；刀片主要是承擔(dān)切削以形成加工表面。盤銑刀的結(jié)構(gòu)組成見圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3盤銑刀主要組成</p><p>　　3.2可轉(zhuǎn)位刀片的夾緊方式</p><p>　　刀片在刀體上裝夾方式對(duì)刀具的切削性能、定位精度等有重要影響，同時(shí)也影響到夾緊的可靠性、刀片轉(zhuǎn)位和更換等。因此合理的刀片夾緊方式對(duì)

10、刀具來說非常重要。盤銑刀的常見的刀片夾緊方式有楔塊前壓式、楔塊后壓式、杠桿楔塊式、彈簧楔塊式、壓板壓緊式、螺釘壓緊式、壓緊銷夾緊式、彈性壁壓緊式等[1]，如表3.1所示。</p><p>　　表3.1夾緊方式分類</p><p>　　盤銑刀在車銑曲拐時(shí)，盡管轉(zhuǎn)速不是很大，由于其質(zhì)量很大，在旋轉(zhuǎn)過程刀體和刀片均受很大的離心力作用。因此，要求刀體與刀片之間的連接要有足夠的夾緊力。這里刀片必須采

11、用帶中心孔的結(jié)構(gòu)，采用螺釘壓緊式，如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4刀片夾緊形式</p><p>　　3.3刀具的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　與刀具切削性能與加工質(zhì)量的有重要關(guān)系的是刀具的結(jié)構(gòu)形式，刀具的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定著刀體和刀片的空間位置安排，合理的刀具結(jié)構(gòu)形式能夠保證刀具的剛性、容屑空間和結(jié)構(gòu)尺寸的緊湊，保證刀具幾何參數(shù)的合理性。本文所設(shè)計(jì)的刀具結(jié)構(gòu)

12、形式是模塊式結(jié)構(gòu)，即將預(yù)先加工好的刀塊，用機(jī)械夾緊方式固定在刀體上。刀塊安裝與調(diào)整過程如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5刀塊安裝與調(diào)整</p><p>　　這種結(jié)構(gòu)有調(diào)整比較方便的優(yōu)點(diǎn)，刀塊對(duì)刀體也有保護(hù)作用。當(dāng)一刀塊損壞后，只需要更換刀塊，不會(huì)導(dǎo)致昂貴的銑刀體的報(bào)廢，刀體使用壽命長(zhǎng)。刀具的結(jié)構(gòu)形式還有以下形式[2]：</p><p>　?。?）整體式及

13、微型刀具</p><p>　　就是在刀體上直接制出切削刃，因刀具的切削部分與刀體連成整體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、性能穩(wěn)定，制造加工方便，主要用于制造小型、微型刀具。</p><p><b>　　（2）鑲嵌式刀具</b></p><p>　　它又分為焊接式刀具、機(jī)械加固式重磨刀具、可轉(zhuǎn)位刀具、粘結(jié)式刀具。這些刀具都是通過焊接、機(jī)械加固等不同方法把刀片

14、固定在刀體上，其結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活。</p><p>　?。?）特殊功能結(jié)構(gòu)式刀具</p><p>　　它包含復(fù)合式刀具、多功能結(jié)構(gòu)式刀具、可調(diào)式刀具、減振式刀具等。這種刀具由于結(jié)構(gòu)特殊，設(shè)計(jì)比較先進(jìn)，可以完成特定的功能。</p><p>　　3.4盤銑刀的連接結(jié)構(gòu)</p><p>　　刀具的刀體及柄部是與機(jī)床連接的載體，其結(jié)構(gòu)形式影響到刀具

15、的切削加工性能、安全性和加工質(zhì)量等，選擇合理的刀具與機(jī)床的鏈接方式，可提高加工效率，改善加工效果[3]。</p><p>　　小直徑盤銑刀與機(jī)床的接口通常采用帶刀柄結(jié)構(gòu)形式來連接，這樣在切削時(shí)對(duì)刀柄提出了較高的要求，如：比較高的幾何精度和裝夾重復(fù)精度，高的裝夾剛度等。對(duì)于大型圓盤銑刀，如面銑刀、套銑刀等，刀體與機(jī)床直接連接，通常是通過中心的圓孔或圓錐定位，采用端鍵傳動(dòng)或縱鍵傳動(dòng)的方式傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩。</p>

16、<p>　　圖3.6盤銑刀的機(jī)床連接方式</p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的盤銑刀直徑為5.5m，與機(jī)床的接口采用套式結(jié)構(gòu)見圖3.6所示。圖中盤銑刀體與機(jī)床的連接是采用中心圓錐自動(dòng)定心結(jié)構(gòu)和圓柱銷，軸向位置的固定是利用8個(gè)M24×160的螺栓，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳遞是依靠圓錐自動(dòng)定心部件和圓柱銷。</p><p>　　第四章 盤銑刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><

17、p>　　本文所設(shè)計(jì)的盤銑刀除了對(duì)可轉(zhuǎn)位刀片的定位和夾緊方式、刀塊安裝的結(jié)構(gòu)形式、盤銑刀的接口形式和裝夾固定方式的研究外，還對(duì)刀體、刀塊、刀片進(jìn)行設(shè)計(jì)，這是盤銑刀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。刀體和刀塊設(shè)計(jì)的合理性對(duì)整個(gè)盤銑刀的壽命有重要的影響，其結(jié)構(gòu)參數(shù)直接影響到加工性能，刀塊的安裝以及刀塊上刀片的安裝形式對(duì)加工精度也有重要的影響。</p><p>　　4.1刀具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　結(jié)

18、構(gòu)設(shè)計(jì)是刀具設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵，隨著可轉(zhuǎn)位刀具的普及，合理的刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更加重要。因?yàn)椴煌毒叩氖褂脳l件和切削方式不同，這就決定了他們結(jié)構(gòu)參數(shù)的不同，但都遵循以下刀具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則[4]：</p><p>　?。?）充分利用刀刃的切削功能是刀具設(shè)計(jì)的歸宿</p><p>　　合理刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目的就是充分發(fā)揮刀具的切削性能，所以，可以說充分發(fā)揮刀具的切削功能是合理設(shè)計(jì)刀具的重點(diǎn)。</p

19、><p>　　（2）刀體盡量要多次利用</p><p>　　刀體上如果有不少的孔并且很密，這樣會(huì)導(dǎo)致刀具因?yàn)楸诤竦《沟玫毒叩膹?qiáng)度和剛度不夠。尤其對(duì)于刀體上螺孔的設(shè)計(jì)，因?yàn)槁菁y一旦損壞對(duì)刀體有嚴(yán)重的影響，甚至導(dǎo)致刀體的報(bào)廢。如果合理使用刀墊，就很可能防止了刀體的損壞，不但保護(hù)了刀體，同時(shí)也可以增加刀體的剛性。對(duì)于切屑擦傷刀體的問題，可以通過設(shè)置使刀片與刀體的前角、后角不等的方法。</

20、p><p><b>　　嵌入角的合理性</b></p><p>　　圖3.7刀具嵌入角示意圖</p><p>　　對(duì)于大部分刀具來說，首要問題是可轉(zhuǎn)位刀片的角度。嵌入角θ不僅僅反映了刀片與刀體的位置，還說明如何提高刀片的利用率問題；同時(shí)它也反映了刀具和工件之間的切削角度關(guān)系。通常在切削加工中，重磨常發(fā)生在刀具的前、后刀面。很明顯，最合理的方法是刀片

21、的支撐面與刃口移動(dòng)方向要保持平行。刀片的支撐面使得與重磨時(shí)刃口移動(dòng)的方向平行最合理。由圖3.7可以得出嵌入角的計(jì)算公式如下：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：γ0——前角；</p><p><b>　　α0——后角；</b></p><p>　　△h——沿后

22、刀面的刃磨量；</p><p>　　△c——沿前刀面的刃磨量。</p><p>　　公式（3-1）只是一個(gè)粗略的計(jì)算公式，實(shí)際上很多情況下并不是這樣。切削刃的碎裂、崩刃等突發(fā)情況的出現(xiàn)是刀具損壞的主要原因，刀具的真實(shí)切削狀況是選擇切削最佳參數(shù)的依據(jù)。</p><p>　?。?）刀片的定位精度不要太低</p><p>　　定位面的可靠和合理性首

23、先要保證好，并且要求夾緊力的方向和定位面的方向一致，這樣有助于刀片的夾緊，能保證刀片有很高的定位精度和可靠性，如果設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際情況，這樣切削結(jié)果會(huì)更好。</p><p>　?。?）夾固和焊接的可靠性是保證刀具有充分的抗振性和剛性的關(guān)鍵</p><p>　　在切削力、振動(dòng)和沖擊等作用下，刀片都不可以發(fā)生任何的位移和松動(dòng)，這是保證切削質(zhì)量的基本要求。因此，對(duì)連接環(huán)節(jié)和調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)等要盡量少，連

24、接緊固元件的數(shù)目盡量不要過多，刀體的剛度和硬度不能太低等。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單實(shí)用性和良好的工藝性</p><p>　　這就要求調(diào)解環(huán)節(jié)、連接環(huán)節(jié)等不能太多。此外，還要注意零件制造工藝的設(shè)計(jì)、刀片的設(shè)計(jì)工藝等。在要求范圍內(nèi)，配合面的精度最好低一些，工廠的工藝條件和設(shè)備也要充分考慮，它對(duì)刀具的設(shè)計(jì)有重要影響。</p><p>　　（7）刀具的加工過程

25、的可靠性</p><p>　　結(jié)構(gòu)不能出現(xiàn)松動(dòng)的情況，比較小的零件如：螺帽、螺釘、銷子等最好不要放在大件的外部，此外，要檢查外凸、尖棱等盡量平滑，以免工人不小心掛到，-33-此外，還要注意刀片的位置。</p><p>　　（8）裝卡方法的合理性</p><p>　　現(xiàn)在很多刀具都采用可轉(zhuǎn)位刀片，這就對(duì)刀片裝卡方式的合理可靠性提出了更高的要求，換位時(shí)能夠節(jié)省時(shí)間，并且

26、可靠，定位精度也高。這樣就可以實(shí)現(xiàn)刀刃的位置偏差不超過所要求的誤差范圍。</p><p><b>　　（9）良好的通用性</b></p><p>　　最好是一把刀能完成盡可能多的工藝，這樣可以使得刀具的種類以及數(shù)量不會(huì)太多，此外還要注意元件的通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　?。?0）外形要精巧、美觀、大方</p>&l

27、t;p>　　4.2可轉(zhuǎn)位刀片的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1可轉(zhuǎn)位刀片的優(yōu)越性</p><p>　　本文的刀具設(shè)計(jì)之所以采用可轉(zhuǎn)位刀片，是因?yàn)槭褂眠@種刀片的刀具具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）刀片可以多次轉(zhuǎn)位使用，刀具的使用時(shí)間比較長(zhǎng)；</p><p><b>　　（2）生產(chǎn)率高；</b></

28、p><p>　?。?）刀片的多次轉(zhuǎn)位使用使得刀體的費(fèi)用不高；</p><p>　?。?）有利于推廣新技術(shù)、新工藝；</p><p>　?。?）有利于刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。</p><p>　　可轉(zhuǎn)位刀具除了以上優(yōu)越性之外，當(dāng)然，還存在缺點(diǎn)，如：刀具構(gòu)造不是很簡(jiǎn)單，制造精度要求比較高，制造起來不是很容易。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步這些難點(diǎn)將逐漸得到解

29、決。</p><p>　　4.2.2刀片材料的選擇</p><p>　　近年來，隨著工件材料，特別是各種難加工材料迅速發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型的高生產(chǎn)效率的刀具片材料。有超硬高速鋼、碳化鈦基的硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、立方氮化硼等新型刀具材料等相繼出現(xiàn)，使刀具耐用度大幅度提高。對(duì)以前生產(chǎn)率極低的切削加工或不能切削的材料現(xiàn)在卻可以進(jìn)行高效率切削加工，而且切削加工表面質(zhì)量達(dá)達(dá)到的前所未有的水平。&l

30、t;/p><p>　　新型刀具材料一般都具有高的硬度、耐磨性、耐熱性、足夠的強(qiáng)度和韌性。良好的韌性與硬度有機(jī)結(jié)合的性能即保證了刀具有足夠強(qiáng)度和韌性，還具備比一般常用刀具材料高得多的硬度、耐磨性和高溫性能，因此，使得切削性能良好。所以說正確選擇新型的刀具材料，再結(jié)合合理的刀具結(jié)構(gòu)、切削用量等，會(huì)極大地提高切削加工生產(chǎn)率和加工效果。這里選擇TiC類硬質(zhì)合金作為刀片的材料，它的抗彎強(qiáng)度、沖擊韌很好。還具有提高高溫硬度、提高

31、耐磨性和抗氧化能力。特別適用于加工耐熱鋼、不銹鋼、耐熱合金、高溫合金等材料的加工。</p><p>　　銑削是一種斷續(xù)切削，與車削不同的是，銑刀受到的機(jī)械振動(dòng)比由于溫度周期性變化而引起的熱沖擊要?jiǎng)×业枚啵菀资沟毒弋a(chǎn)生裂紋或造成崩損。我國(guó)目前銑削專用牌號(hào)YTM30、798是較好的二種。YTM30是細(xì)晶粒的WC—TiC—TaC—Co，WC及固溶體相的晶粒度都在1.5—1.7μ左右。合金中含有較多量的Co和TaC，該

32、合金具有較高的韌性、抗沖擊性和抗彎強(qiáng)度，耐磨性及抗月牙洼磨損能力也比較好，適用于42CrMo材料曲軸的車銑加工。</p><p>　　4.2.3刀片形狀的選擇</p><p>　　圖3.8是常見的可轉(zhuǎn)位刀片形狀：</p><p>　　(a)圓形 b)矩形 (c)三角形 (d)正方形 (e)菱形</p><p><

33、;b>　　圖3.8刀片形狀</b></p><p>　　銑刀片的幾何參數(shù)包括：前角、后角、刀尖角、刀尖圓弧半徑、刀片螺釘孔半徑等。經(jīng)過分析盤銑刀所要要加工的曲拐各表面狀況，選擇正方形刀片，結(jié)合加工工件的材料、加工條件以及加工精度等方面的分析，本文所設(shè)計(jì)的盤銑刀采用如圖3.9所示形狀的可轉(zhuǎn)位刀片。</p><p>　?。╝）帶槽型刀片

34、 (b)平前刀面刀片</p><p><b>　　圖3.9刀片模型</b></p><p>　　4.2.4切削角度的研究</p><p>　　切削加工時(shí)，振動(dòng)是避免不了的情況，這與刀具的受力情況有直接關(guān)系，而刀具的切削角度又決定著刀具的受力情況。因此改善刀齒切入工件時(shí)的受力狀況，就要合理選擇刀具的切削角度。前角和刃傾角的合理選擇是

35、提高刀具抗沖擊能力的關(guān)鍵，如圖3.10所示。前</p><p>　　角是刀具切削部分的主要角度，對(duì)加工效果有直接影響，前角選取時(shí)應(yīng)該小一些，以增加刀齒的楔角，增加切削刃的強(qiáng)度。在大部分情況下，刃傾角通常取負(fù)值，這樣可以提高刀尖的強(qiáng)度，增強(qiáng)刀齒的抗沖擊能力，一般取負(fù)15°~10°。也不能過小，否則影響排屑的正常進(jìn)行。主偏角選擇時(shí)，主偏角越小，則切削厚度會(huì)變小，主切削刃散熱好，一般取45°

36、;~90°。副偏角選擇時(shí)，一般不能太大，這樣可以使得加工表面的粗糙度不是很高，一般選2°~3°。</p><p>　　圖3.10可轉(zhuǎn)位刀具幾何角度示意圖</p><p>　　可轉(zhuǎn)位刀具主要角度的計(jì)算公式如下[5]：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　切削角度的主

37、要影響因素是加工工件的材料、刀片材料和加工參數(shù)。綜合分析，本為刀片的前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角依此為Γo=10°，αo=6°，</p><p><b>　　4.3刀體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.3.1刀體材料的選擇</p><p>　　刀體材料的選擇依據(jù)于刀體的受力狀態(tài)而定，刀具材料對(duì)刀具使用壽命、加工效率

38、、加工質(zhì)量、加工成本等有很大的影響，選擇合適的刀體材料十分必要。一般刀體材料選擇40、40Cr和40Cr調(diào)制處理。為了保證銑刀在切削時(shí)刀具的強(qiáng)度和硬度，銑刀刀體材料的選用應(yīng)從重量、切削負(fù)載等方面考慮。切削鍛鋼曲軸時(shí)，切削載荷比較大，為了保證刀具的安全</p><p>　　性，刀體的通用性、互換性等方面綜合考慮[6]，這里選擇40Cr調(diào)制處理。</p><p>　　圖3.11 40Cr原始金

39、相組織圖 3.12 40 Cr調(diào)質(zhì)后金相組織</p><p>　　40Cr是一種常用碳素冷軋鋼，屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度及淬透性均比45號(hào)鋼高。如上圖3.11所示，40Cr的原始組織為晶粒粗大的珠光體，經(jīng)調(diào)質(zhì)后變成晶粒細(xì)小的索氏體，如圖3.12所示。從金相組織圖中可以看出，調(diào)質(zhì)后晶粒細(xì)化，組織均勻且比較密實(shí)，這種金相組織由于原子之間的距離變小，原子鍵變大，鏜桿在受到外力作用而變形時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部消耗的能量變

40、大，所以韌性有很大提高，阻尼增大，阻尼增加意味著有著良好的減振效果，綜合機(jī)械性能明顯增強(qiáng)。40Cr調(diào)制力學(xué)性能如表3.2所示。</p><p>　　表3.2 40Cr調(diào)制處理后力學(xué)性能</p><p>　　4.3.2刀體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　刀體設(shè)計(jì)是可轉(zhuǎn)位銑刀設(shè)計(jì)的首要步驟，刀體結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定對(duì)刀體有重要影響。刀體是長(zhǎng)期使用的，刀體設(shè)計(jì)的合理與否對(duì)刀體的

41、壽命影響很大，刀體結(jié)構(gòu)參數(shù)影響刀體的強(qiáng)度和切削性能。本文所設(shè)計(jì)的盤銑刀主要幾何參數(shù)包括：刀體半徑、裝夾定位面半徑、厚度、螺紋孔半徑等。針對(duì)盤銑刀車銑曲拐空擋時(shí)的特點(diǎn)研究，設(shè)計(jì)了大型減振盤銑刀的方案。綜</p><p>　　合所加工對(duì)象曲拐的幾何形狀和機(jī)床的工作條件，來確定刀體具體尺寸，而完成刀體的尺寸設(shè)計(jì)。其主要幾何參數(shù):外圓半徑、裝夾定位面半徑、厚度分別為2.75m、0.35m、0.14m，刀體結(jié)構(gòu)如圖3.13

42、所示。</p><p>　　圖3.13盤銑刀刀體</p><p><b>　　4.4刀塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.4.1刀塊材料的選擇</p><p>　　為了承受切削過程中的切削力、沖擊力和振動(dòng)，刀塊要有足夠的強(qiáng)度、硬度。另外由于切削載荷比較大，還要保證切削過程的安全性，綜合以上考慮，本文刀塊材料采用硬質(zhì)合

43、金，它有以下性能優(yōu)點(diǎn)[7]：</p><p>　?。?）較高的抗彎強(qiáng)度和韌性；</p><p><b>　　（2）較高的硬度；</b></p><p>　　（3）較低的導(dǎo)熱系數(shù)；</p><p>　　（4）較小的熱膨脹系數(shù)；</p><p>　?。?）較高的抗冷焊性。</p><

44、;p>　　4.4.2刀塊的固定方法</p><p>　　刀塊的固定關(guān)系到刀具在切削時(shí)的穩(wěn)定性和加工精度，合理的刀塊固定方式對(duì)加工效率有重要影響。跟具刀塊的截面尺寸，如截面寬度、截面高度等，再結(jié)合刀體的結(jié)夠來選擇合適的刀塊固定方式。常見的刀塊固定方法，有以下幾種[8]：</p><p>　?。?）用螺釘固定刀塊</p><p>　　這種固定刀塊的方法可以是刀體結(jié)

45、構(gòu)緊湊、螺釘可以裝在刀塊的上面、下面和側(cè)面。裝在刀塊上面時(shí)，一般用于大面而短的刀塊，單側(cè)壓緊刀塊只使用與輕負(fù)荷的刀塊。裝在刀塊下面時(shí)，這種結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，廣泛采用。這時(shí)要注意螺釘?shù)囊?guī)格和配置。</p><p>　?。?）用楔塊固定刀塊</p><p>　　當(dāng)拉到的結(jié)構(gòu)尺寸不允許使用固定螺釘，或要求在拉床上直接調(diào)整尺寸時(shí)，可采用楔塊結(jié)構(gòu)。</p><p>　　不同形狀的

46、刀塊固定方法也不一樣，如用于發(fā)動(dòng)機(jī)連桿和連桿半圓面的圓柱刀塊，它的緊固主要是通過圓柱形軸頸，軸頸上的螺釘孔皆從兩面開有沉頭孔，刀塊可以翻轉(zhuǎn)180°安裝。為了承受縱向拉削力，通常在最后一個(gè)刀塊后面要安裝支撐，也可以已在刀塊之間加中間支撐。特殊情況下刀塊還需要調(diào)整，如出現(xiàn)工件廓行公差比較小、刀塊磨損不均勻等情況。本文的刀塊設(shè)計(jì)采用削邊銷定位，用壓緊楔塊和正反扣螺栓將刀塊夾緊在刀體上。</p><p>　　4

47、.4.3刀塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　刀塊是切削力的主要承載體，刀塊安裝有多個(gè)刀片。它設(shè)計(jì)的合理性對(duì)整個(gè)盤銑刀的工作有很大影響。刀塊的主要參數(shù)：刀塊的厚度、長(zhǎng)度、削邊銷的半徑、刀塊的角度。利用Proe/E三維建模，所設(shè)計(jì)的刀塊模型如圖3.14所示：</p><p><b>　　圖3.14刀塊模型</b></p><p>　　刀塊上均勻安裝

48、三個(gè)刀片，并且呈螺旋排列。由于切削力非常大，同時(shí)參與切削刀片數(shù)是關(guān)系到切削性能好壞的關(guān)鍵。為了使切削過程比較穩(wěn)定，刀片是逐步參與切削的。</p><p><b>　　第五章 小結(jié)</b></p><p>　　文章依據(jù)盤銑刀的車銑加工原理和刀具設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出了加工大型曲拐的盤銑刀，完成的主要工作如下：</p><p>　　（1）研究了盤銑刀的

49、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定了刀片的夾緊形式、刀具與機(jī)床的連接方式、刀塊的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　?。?）研究了刀具的切削角度，確定出了盤銑刀的切削參數(shù)。</p><p>　?。?）依據(jù)刀具設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，對(duì)盤銑刀的刀片、刀體、刀塊分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析，并利用Proe/E進(jìn)行了三維建模。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>&

50、lt;p>　　[1]陶湘保．可轉(zhuǎn)位成型盤銑刀[J]．工具技術(shù)，1996（30）：14-15</p><p>　　[2]陳云，杜齊明等．金屬切削刀具實(shí)用技術(shù)[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2008．145-153</p><p>　　[3]程開舉．高速面銑刀的設(shè)計(jì)及其系統(tǒng)的開發(fā)[D]．[哈爾濱理工大學(xué)碩士論文]，2005．27-28</p><p>　　[4]李儒荀．刀

51、具設(shè)計(jì)原理與計(jì)算[M]．江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1981．158-163</p><p>　　[5]孫擁軍．高速面銑刀設(shè)計(jì)及其切削系統(tǒng)的研究[D]．[哈爾濱理工大學(xué)碩士論文]，200518-20</p><p>　　[6]盧秉恒．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．27-29</p><p>　　[7]鄧建新，趙軍．?dāng)?shù)控刀具材料選用手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版

52、社，2005．115-119</p><p>　　[8]袁哲?。饘偾邢鞯毒咴O(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2008．486-490</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在論文完成之際，首先向我的老師致以深深的謝意。本文的全部工作是在老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。從論文選題到結(jié)構(gòu)方案的確定和理論研究的難點(diǎn)解決過程，

53、無不傾注導(dǎo)師的心血和汗水。老師知識(shí)淵博、并且治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，責(zé)任心強(qiáng)，并且對(duì)學(xué)生很有耐心，讓我受益匪淺。</p><p>　　三年來，老師無論在學(xué)習(xí)上還是生活中都給予了我莫大關(guān)懷和幫助，讓我對(duì)自己的科學(xué)觀、人生觀和價(jià)值觀有了更進(jìn)一步的端正和認(rèn)識(shí)，同時(shí)，讓我學(xué)會(huì)了很多為人處事的道理和遇到困難永不退縮的意志。在此，我再次向老師表示衷心感謝和深深的敬意。</p><p>　　在論文完成期間，得到了實(shí)驗(yàn)

54、室同學(xué)的真誠(chéng)而熱情的幫助，不但學(xué)習(xí)上互相鼓勵(lì)學(xué)習(xí)，而且在遇到困難時(shí)互相幫助，遇到快樂時(shí)共同分享，在一起的日子讓我感受到家庭的溫暖。我會(huì)將這一起美好回憶永存心底。在此，向他們表示真摯的感謝。</p><p>　　此外，還要感謝給我物質(zhì)和精神上幫助的家人，是他們的理解和支持我才有機(jī)會(huì)順利完成學(xué)業(yè)。在論文完成的時(shí)刻，向他們表示深深的敬意！最后，再次感謝多年來幫助過我的老師、同學(xué)和父母，祝他們身體健康、萬事如意。<