自由切削階梯端銑刀刀體造型及加工工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-01 08:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的 HSK 空心刀柄、美國 KM 系列刀柄等 )。此類刀柄通過錐部定心，并使機(jī)床主軸端面緊貼刀柄凸緣端面。這種刀柄安裝時(shí)重復(fù)定位精度較高 (軸向重復(fù)定位精度可達(dá) ) ，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力作用下，刀柄會(huì)牢固鎖緊，其徑向跳動(dòng)不超過 5181。m ，在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可保持較高的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)剛性。因此，此類刀柄特別適合高速切削加工 [12]。中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 共 18 頁 2 刀體設(shè)計(jì) 在選擇刀體材料時(shí)考慮到 40Cr 是機(jī)械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一。調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能 ，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好 ， 切削性能較好，當(dāng)硬度為 HB174～ 229 時(shí)，相對(duì)切削加工性為 60%，經(jīng)濟(jì)性好。所以是刀體設(shè)計(jì)時(shí)的最佳選擇材料 [13]。 刀體結(jié)構(gòu) 端銑刀有整體式 、 鑲嵌式和機(jī)夾式三種，由于機(jī)夾式端銑刀的刀片有多個(gè)切削刃，當(dāng)一個(gè)切削刃磨損后可以轉(zhuǎn)位，故節(jié)省了刀具材料，減少了庫存，還具有換刀方便等優(yōu)點(diǎn)，故現(xiàn)在的端銑刀多采用機(jī)夾式結(jié)構(gòu)（如 ，圖 ，圖 ） [14]。 圖 刀體前視圖 刀體造型的設(shè)計(jì) 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁 共 18 頁 參考了國內(nèi)外這種 重型銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合我國具體情況，博取了眾家之長，可采用圓柱形及圓錐過渡面（如圖 ）、圓柱形及圓弧過渡或圓錐體造型（如圖）。從造型和外觀上看比圓柱形刀體明顯有很大的提高 [15]。 在三維造型時(shí)用傳統(tǒng)的手工繪圖設(shè)計(jì)方法效率很低，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不易保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。國外出現(xiàn)了許多三維造型軟件，如 UniGraphics、 Pro/E、 Catia、 ANSYS，solidworks大學(xué)課程開設(shè)過 solidworks，對(duì) solidworks有一定的了解。 SolidWorks是功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和高效創(chuàng)新的三維 CAD 系統(tǒng)，可進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、裝配體和工程圖設(shè)計(jì)、消費(fèi)品設(shè)計(jì)等。 且 solidworks 軟件是世界上第一個(gè)基于 windows 開發(fā)的三維 cad 系統(tǒng)，第一個(gè)創(chuàng) featuremanager 特征管理員的設(shè)計(jì)思想，第一個(gè)實(shí)現(xiàn)智能化裝配的 cad 軟件。基于此 solidworks 可以很好的實(shí)現(xiàn)三維造型設(shè)計(jì)， 它強(qiáng)大的三維實(shí)體造型及繪圖功能可使刀具的設(shè)計(jì)變得簡 單、方便，大大提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)精度，且易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的 CAD/CAM 一體化開發(fā)，不僅縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，而且在節(jié)約原材料、提高一次合格率等方面取得了明顯成效。有強(qiáng)大的三維到二維的轉(zhuǎn)換功能。基于 solidworks 的各種功能優(yōu)勢(shì)考慮，使用它作為設(shè)計(jì)使用軟件。如 圖 、圖 為 solidworks 設(shè)計(jì)圖。 圖 刀體造型 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁 共 18 頁 圖 刀體造型 刀體與機(jī)床的連接定位 刀體的安裝有兩種形式，一種方法是以銑床主軸外徑與主軸端面定位，這是比較舊的安裝方法；另一種方法是采用銑刀內(nèi)孔及芯軸定位，這種方法安裝銑刀方便，刀體定位精度高。因?yàn)殂姷兜闹圃旌褪褂玫亩ㄎ换鶞?zhǔn)一致。同時(shí)這種安裝結(jié)構(gòu)形式的制造精度也容易得到保證。通過比較分析，采用第二種方案 [16]。 當(dāng)加工轉(zhuǎn)速達(dá)到 15000r/min時(shí)，傳統(tǒng)的 7： 24錐度刀柄 主軸 /刀柄聯(lián)接處大端的分離導(dǎo)致刀柄在切削力的作用下以刀柄為支承發(fā)生擺動(dòng)，極大地降低了刀柄在主軸錐孔內(nèi)的定位精度和重復(fù)定位精度，無法保證聯(lián)結(jié)的可靠性。而 1:10HSK錐度刀柄滿足要求，所以我選用 1： 10HSK錐度刀柄。在刀柄和主軸間選擇用鍵和鍵槽傳遞扭矩。如圖 、 [17]。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁 共 18 頁 圖 刀柄 圖 刀柄 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁 共 18 頁 表面處理 表面處理是本課題研究的重點(diǎn)之一，它直接關(guān)系到刀具的市場(chǎng)化推
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