自由切削阶梯端铣刀刀体造型及加工工艺设计

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1、中北大学2007届毕业设计说明书目录1绪论……………………………………………………………………11.1本课题研究的目的和意义…………………………………………11.2刀具的国内外发展………………………………………………22刀体设计………………………………………………………………52.1刀体结构……………………………………………………………52.2刀盘结构……………………………………………………………62.3刀体造型的设计……………………………………………………62.4刀体与机床的连接定位……………………………………………82.5表面处理…………………

2、…………………………………………102.5.1刀片的表面处理…………………………………………………102.5.2刀体表面处理技术的分类………………………………………103加工工艺路线…………………………………………………………123.1加工工艺方案………………………………………………………123.1.1方案一……………………………………………………………123.1.2方案二……………………………………………………………133.1.3方案三……………………………………………………………143.2工艺路线的制订……………………………………………………1

3、43.2.1选择加工方法考虑的问题………………………………………153.2.2方案选择…………………………………………………………154夹具……………………………………………………………………164.1夹具概述……………………………………………………………164.2机床夹具的组成……………………………………………………174.3夹具设计要求………………………………………………………184.3.1分度装置的设计…………………………………………………184.3.2夹紧装置的设计…………………………………………………204.3.3夹具总体结构………………

4、……………………………………20第16页共19页中北大学2007届毕业设计说明书4.3.4具体夹具设计细节见夹具设计图………………………………225结论……………………………………………………………………23参考文献…………………………………………………………………24致谢……………………………………………………………………251绪论1.1本课题研究的目的和意义机械制造工业在国民经济中起着特殊重要的作用，它为各个经济部门提供先进的技术装备，为人民生活提供所需的机械商品，为国防事业提供现代化的武器。我国社会主义建设的迅猛发展，在很大程度上决定于机械制

5、造工业的技术水平和能力，它是技术进步最重要的标志，而目前随着重大技术装备向大型、大容量、高参数、高效率方向发展，大件及超大件机械加工的工作量越来越大。而在大件加工中，平面铣削加工又占切削加工工作量的60%以上。在我国，重点工程建设中大型设备制造的任务很重，迫切需要高效率的重型端铣刀来满足平面加工的要求[1]。但是，我国重型机械加工刀具技术与国外相比要落后20～25年，生产效率只有国外同类先进企业的1/5～1/10。如国外早已出现了重型端铣刀，原苏联有直径2.25m的端铣刀，德国、美国和日本等国直径2m以上的重型端铣刀都为提高铣削效率发挥了很大作用[

6、2]。近二十年，我国的刀具技术突飞猛进，在很多领域取得了非常大的进步，缩小了与发达国家的差距，某些方面甚至已经领先，但是也存在一些突出的问题。为了缩短在重型机械、重电工、重化工等大型机械制造中与世界先进国家的差距，结合我国重型机械毛坯制造余量过大（80～200mm）和表面凹凸不均的现状，很有必要对重型端铣刀的研究加大力度[3]。例如，中北大学的常兴教授等对重型自由切削阶梯端铣刀进行了多年的研究，并以自由切削理论为基础创造性地研制出了一种强力端铣刀，它靠不同主偏角和刀尖位置的组合，形成阶梯和特殊切削层，除末阶刀齿外，其余刀齿均属自由切削，虽然这种刀具

7、有很大创新，解决了许多根本和关键性的问题，但也存在不足，主要表现在这种刀具的刀体是圆柱状的，显得笨重、浪费材料、造型不够美观、表面颜色单调（如图1.1）第16页共19页中北大学2007届毕业设计说明书。这些问题尽管不影响刀具的基本性能，但是由于刀体造型和外观不理想，目前在市场推广方面的效果不太理想，所以要在刀体造型和外观方面有必要进行改进[4]。图1.1自由切削阶梯端铣刀1.2刀具的国内外发展国外刀体有圆锥形（如图1.2），短圆柱与锥体、短圆柱与圆弧过渡（如图1.3）等造型[5]，这些刀具不但重量较轻、节省材料，而且外形美观。刀具表面处理不但可改善

8、刀具表面硬度，还可获得各种具有增强效果的颜色。在各种刀具表面处理技术中，表面涂层技术是近几十年国外兴起的发展较快的表面改性