铣削加工与刀具.doc

三、 铣削加工与刀具 铣削是广泛使用的切削加工方法之一，它适用于加工平面、阶台面、沟槽、成形表面以及切断等。铣刀的每一个刀齿都相当于一把车刀，它的切削基本规律与车削相似，但铣削是断续切削，切削厚度和切削面积随时在变化，所以铣削过程具有一些特殊规律。 以圆柱铣刀和面铣刀为例，介绍铣刀的几何参数和铣削过程特点，分析常用尖齿铣刀的结构特点、应用范围，为掌握常用标准铣刀的合理选用打下初步基础。 1. 铣刀的类型和几何参数 （1）铣刀的类型 铣刀是刀齿分布在旋转表面上或端面上的多刃刀具。按刀齿齿背形状可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀。尖齿铣刀与铲齿铣刀相比，具有加工表面质量好，耐用度髙，切削效率 髙等优点，因此得到广泛的使用。铲齿铣刀沿前刀面可以重磨，重磨后铣刀刃形能保持不变，当铣刀具有复杂刃形时，铣刀制造容易、重磨简单，主要用于加工成形表面。 （2）铣刀的几何参数 以圆柱铣刀和面铣刀为例来分析铣刀的几何参数。 铣削时，铣刀旋转是主运动，工件与铣刀沿进给方向相对运动是进给运动。铣刀的主剖面标注坐标系由、和 三平面组成：基面是过切削刃上的选定点且包含铣刀轴线的平面，即垂直于主运动速度方向的平面；切削平面是过切削刃上选定点与切削刃相切且垂直于基面的平面；主剖面是通过切削刃上选定点，同时垂直于基面与切削平面的平面。 圆柱铣刀的主剖面与进给剖面；切削平面与切深剖面相互重合。铣刀的主剖面亦即为铣刀的端平面。 由于设计和制造的需要，铣刀的标注几何角度除规定在主剖面系外，还分别规定法剖面系和进给切深剖面系。 2）铣刀的几何角度 车刀几何角度的定义也适用于铣刀。 ① 圆柱铣刀的几何角度 圆柱铣刀的主剖面和进给剖面相重合，所以前角和后角分别等于进给前角和进给后角，图纸上应标注和。主剖面、法剖面之间前角、后角关系可用下式换算： ……………………4-13 4-14 式中：－螺旋角，相当于车刀上的刃倾角。 铣刀前角可根据被加工材料来选择，通常取 =100～200 。铣削加工软材料时选取大值，铣削加工硬材料时选取小值。在铣削加工时，由于加工呈现为断续切削，所以切削厚度比车削加工要小。磨损主要发生在后刀面上，为了减少磨损，应选择较大后角。通常取=120～160。粗加工选取小值，精加工选取大值。 圆柱铣刀螺旋角是螺旋刀刃展开成直线后，刀刃与铣刀轴线间的夹角。铣刀切削刃上选定点的刃倾角等于铣刀的螺旋角 。它能使刀齿逐渐切人和切离工件，大大提高了铣削的平稳性。增大角，能增加实际工作前角，使切削轻快，同时使切屑易于排出。一般细齿圆柱形铣刀=300～350 ，粗齿圆柱形铣刀=400～450 。 ② 面铣刀的几何角度 面铣刀每一个刀齿相当于一把运刀，每一个刀齿有主副切削刃和过渡刃。在主部面坐标系内，面铣刀几何形状用和角度来表示。 机夹铣刀单个刀齿的为、为0°。为了安装在刀盘上获得所需的切削角度，刀齿在刀体中径向倾斜角，轴向倾斜角。根据加工条件选择好、和值，则可按下式换算出 和 ： ……………………4-15 ……………………4-16 用硬质合金铣面铣刀进铣削时，由于断续切削，刀齿受机械冲击力大，应选择合适的几何角度，以保证刀齿有足够强度。一般加工钢时取=100～150，切铸铁时取= -50～50；刃倾角取=-150～70。此外，通常取=450～750, =50～150, =60～120, 。 2. 铣削用量要素 （1）铣削深度 平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸, []为 mm. （2）铣削宽度 垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸, []为mm。 （3）进给运动 铣削时进给运动的大小有下列三种表示法： 1）每齿进给量 铣刀每转过一个刀齿时，工件与铣刀的相对位移，[]为； 2）每转进给量 铣刀每转一转时，工件与铣刀的相对位移，[] 为； 3）进给速度 单位时间内工件与铣刀的相对位移，[]为mm/min。通常铣床上列出的为进给速度，所以应首先根椐加工条件选择 然后计算出，以便于调整机床。三者之间的相互关系为： （mm/min）。 （4）铣削速度 铣刀旋转运动的线速度。可按下式计算： （m/min）。 式中：－铣刀直径，（mm） －铣刀转速，（r/min） 3. 铣削切削层要素 铣削时，铣刀相邻两个刀齿在工件上形成加工表面之间的一层金属层称为切削层，切削层剖面的形状与尺寸对铣削过程有很大影响。 （1）圆柱铣刀切削层要素 圆柱铣刀每个刀齿能够切去的切削层。 1）切削厚度 切削厚度是铣刀上相邻两个刀齿所形成的加工表面间的垂直距离。当用直齿圆柱铣刀铣削时，切削厚度为： 式中：－瞬时接触角，它是工作刀齿所在位置与起始切人位置间的夹角。 由上式可知，切削厚度随刀齿所在位