立装可转位槽铣刀的设计开发

立装可转位槽铣刀的设计开发摘要可转位刀具具有切削效率高、刀具寿命长、加工质量好、综合经济效益显著等优点,因此在我国机械制造等行业的应用日益广泛。

随着国内先进数控机床的应用不断增加,与之配套的可转位刀具的应用也日益显示出其重要性,同时数控加工也对可转位刀具的设计提出了更高要求。

随着计算机硬件与软件的发展,CAD技术不断向着智能化、集成化、网络化和参数化的方向发展。

用CAD方法开发产品时,零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。

本课题中，现代可转位刀具不仅应能满足高速切削、干式切削等先进切削技术的需要,而且对产品功能的多样化、结构的合理化、外观造型的美观等方面也提出了更高要求。

由于可转位刀具形状及装配关系复杂,排屑槽多为曲面,尺寸大都为投影尺寸,设计工作繁琐,采用传统的手工绘图设计方法效率很低,费时费力,且不易保证设计质量。

应用UG(Unigraphics)软件的三维实体造型(3D Solid Mod-eling)及数控编程(Manufacture)功能,使可转位刀具的设计变得简单、方便,大大提高了设计效率和设计精度,且易于实现产品的CAD/CAM一体化开发，大大加快了刀具的研发周期。

关键词立装刀具；可转位刀具；三维实体造型Design and development of vertically mountedindexable slot milling cutterAbstractIndexable cutting tool with high efficiency, long tool life, good processing quality, comprehensive and significant economic benefits, etc., and therefore in China's machinery manufacturing industry is increasingly widespread. With the application of advanced CNC machine tools increasing ancillary indexable cutting tool applications are increasingly shows its importance, but also for the CNC machining of indexable cutting tool design put forward higher requirements. With the development of computer hardware and software, CAD technology continues toward intelligent, integrated, networked and parametric direction. When developing products using CAD methods to establish the speed part design model is to determine the key to the entire product development efficiency.In this topic, modern indexable cutting tool should not only be able to meet the needs of high-speed cutting, dry cutting and other advanced cutting technology, and diversification of product features, rationalizing the structure, appearance and other aspects of appearance also put forward higher requirements . Due to the shape of indexable cutting tools and assembly complex relationship, flutes and more curved, size mostly projection size, design work tedious, using traditional hand-drawing low design efficiency, time-consuming, and difficult to guarantee the quality of design.Three-dimensional solid modeling applications UG (Unigraphics) software (3D Solid Mod-eling) and NC programming (Manufacture) function, so indexable tool design simple, convenient, greatly improving design efficiency and accuracy, and easy to implement integrated CAD / CAM product development, greatly accelerating the development cycle of the tool.Keywords vertical installation tool; indexable cutting tools; 3D solid modeling目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 本课题研究的背景和意义 (1)1.2 国内外金属切削刀具的技术现状及发展趋势 (2)1.2.1 刀具材料的现状及发展趋势 (2)1.2.2 刀具结构的现状及发展趋势 (3)1.2.3 国内外可转位刀具的发展现状及趋势 (4)1.3 研究的主要内容主要问题和解决方法 (7)第2章可转位槽铣刀分析 (8)2.1 铣刀的种类 (8)2.1.1 几种常见的可转位铣刀的类型 (8)2.2 平装刀具与立装刀具的区别与立铣刀 (9)2.3 可转位刀具 (11)2.4 可转位铣刀的合理选用 (11)2.4.1 采用合适的铣刀结构 (11)2.4.2 可转位铣刀的角度选择 (12)2.4.3 可转位铣刀齿数(齿距)的合理确定 (14)2.4.4 可转位铣刀的直径 (14)2.4.5 可转位铣刀的最大切削深度 (15)2.4.6 刀片牌号的选择合理选择 (15)2.4.7 夹紧方式的选择 (16)2.5本章小结 (17)第3章立装可转位槽铣刀的设计 (18)3.1 硬质合金可转位刀片技术要求 (18)3.2铣削效率的计算 (19)3.3 立装可转位槽铣刀角度计算 (20)3.4 可转位槽铣刀的直径计算 (22)3.5 刀片端面伸出量F与刀体宽度L的计算 (23)3.6 可转位铣刀齿数(齿距)的合理确定 (24)3.7本章小结 (24)第4章可转位槽铣刀几何模型的建立 (25)4.1刀片的建模 (25)4.2刀体的建模 (25)4.3螺钉建模 (26)4.4装配关系 (26)4.5渲染效果 (27)4.6可转位槽铣刀二维工程图的生成 (28)4.7本章小结 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A (35)附录B................................................................................... 错误!未定义书签。

第1章绪论1.1本课题研究的背景和意义随着机械工业的发展,金属切削的作业量日益增多。

全世界钢材年产量的15一30%都要经过切削加工,因此金属切削加工耗资巨大。

美国从1970一1995年,金属切削加工的费用从400亿美元增加到6500亿美元,近些年仍在继续增加。

国内虽无详细统计,估计每年耗资不少于1000亿元[1]。

因此刀具在机械加工中具有举足轻重的地位。

制造业的加工技术水平受刀具行业整体水平的影响较大,而制造业的发展也会促进刀具行业的发展。

根据制造业发展的需要,多功能复合刀具、高速高效刀具将成为刀具发展的主流[2]。

面对日益增多的难加工材料,刀具行业必须研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。

近10年来,随着硬质合金刀片数控周边磨床、刃磨加工中心等机床的发展,硬质合金可转位刀片的几何精度大大提高,刀刃的转位精度可控制在2um[3]内。

由于数控加工技术的发展也使刀体上刀片槽加工的位置精度和形状精度达到了很高的水平,从而使可转位多齿刀具刀刃间的相互搭接精度得以改善。

国内大多金属加工行业仍在使用比较滞后的刀具,抗振性和耐磨性差,切削效率低,加工质量不稳定,一旦崩刃或非恢复性磨损,整体刀具无法再利用,浪费严重。

由于人们对刀具的发展认识不足,缺乏刀具理论与实践,轻视刀具和排斥刀具的现象比较普遍,上述种种问题是造成加工成本高的主要因素之一[4]。

而推广使用可转位刀具具有很大的优势[5]与焊接刀具和整体刀具相比，可转位刀具有下述优点:（1）刀具刚性好，寿命高。

由于刀片避免了由焊接和刃磨高温引起的缺陷,刀具几何参数完全由刀片和刀杆槽保证，切削性能稳定，经得起冲击和振动，从而提高了刀具寿命。

（2）生产效率高,定位精度高。

刀片转位或更换新刀片后，刀尖位置的变化应在工件精度允许的范围内，可大大减少停机换刀等辅助时间。

（3）可转位刀具有利于推广使用涂层、陶瓷等新型刀具材料。

（4）加工成本低。

可转位刀具的刀片、体的机械夹固方式相联接,可以实现多品种搭配,通用性好,能做到一体多用(一个刀体可以装不同牌号的硬质合金刀片),一片多用(同一块刀片可以安装在不同用途的多种结构的刀体上)。

大大简化了刀具的管理;刀体可多次重复使用,大大减少了刀体的消耗与库存量;刀具可以标准化集中生产,降低了刀具制造成本;用过的刀片可以作为硬质合金原材料回收。

总结起来，可转位刀具具有切削效率高、刀具寿命长、加工质量好、综合经济效益显著等优点,因此在我国机械制造等行业的应用日益广泛。

随着国内先进数控机床的应用不断增加,与之配套的可转位刀具的应用也日益显示出其重要性,同时数控加工也对可转位刀具的设计提出了更高要求。

随着计算机硬件与软件的发展,CAD技术不断向着智能化、集成化、网络化和参数化的方向发展。

用CAD方法开发产品时,零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。