第九章铣削与铣刀

第九章 铣削与铣刀铣削的特点：铣削的特点：1、铣刀是多齿刀具，结构较复杂铣刀是多齿刀具，结构较复杂2、铣削是断续切削，切削层参数在铣削过程中不断变化、铣削是断续切削，切削层参数在铣削过程中不断变化3、铣削可以加工平面、沟槽、台阶面、成形表面及切断等铣削可以加工平面、沟槽、台阶面、成形表面及切断等 铣刀的种类很多，除成形铣刀外，大多数铣刀已经铣刀的种类很多，除成形铣刀外，大多数铣刀已经标准化。本章以圆柱形铣刀和面铣刀为例，介绍铣刀标准化。本章以圆柱形铣刀和面铣刀为例，介绍铣刀的几何参数和铣削过程的特点，以及铣刀的类型和结的几何参数和铣削过程的特点，以及铣刀的类型和结构特点。构特点。9.1 铣刀的类型（1）（图（图9-1a）a用于卧式铣床上加工平面；用于卧式铣床上加工平面；b通常采用螺旋形刀齿，以提高切削平稳性；通常采用螺旋形刀齿，以提高切削平稳性；c它仅在圆柱表面上有切削刃，两端面没有副切削刃；它仅在圆柱表面上有切削刃，两端面没有副切削刃；d主要是用高速钢整体制造，也可以镶焊硬质合金刀片。主要是用高速钢整体制造，也可以镶焊硬质合金刀片。一、按用途和结构特点分类一、按用途和结构特点分类（2）（图（图9-1b）也称端铣刀）也称端铣刀 a用于立式铣床上加工平面。用于立式铣床上加工平面。b面铣刀的每个刀齿与车刀相似，刀齿采用硬质合金面铣刀的每个刀齿与车刀相似，刀齿采用硬质合金制成；制成；c铣刀主切削刃分布在铣刀一端；铣刀主切削刃分布在铣刀一端；d工作时轴线垂直于被加工平面。工作时轴线垂直于被加工平面。3、（图（图9-7）a 立铣刀主要用来加工凹槽、台阶面、平面以及利用靠模加工成形表面等。立铣刀主要用来加工凹槽、台阶面、平面以及利用靠模加工成形表面等。b标准立铣刀按柄部结构有直柄、莫氏锥柄、标准立铣刀按柄部结构有直柄、莫氏锥柄、7：24锥柄等类型。锥柄等类型。c立铣刀圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切削刃。立铣刀圆柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切削刃。d不同于孔加工刀具，进给时不宜作轴向进给运动。不同于孔加工刀具，进给时不宜作轴向进给运动。e立铣刀加工时只能用在立式铣床上立铣刀加工时只能用在立式铣床上4、槽铣刀槽铣刀仅在圆柱表面上有刀齿，槽铣刀只能用于加工浅槽。仅在圆柱表面上有刀齿，槽铣刀只能用于加工浅槽。两面刃铣刀两面刃铣刀 在圆柱表面和一个端面上做有刀齿，用于加工台阶面。在圆柱表面和一个端面上做有刀齿，用于加工台阶面。三面刃铣刀三面刃铣刀 三面刃铣刀除圆周有主切削刃外，两侧面也有副切削刃，从而改善了切三面刃铣刀除圆周有主切削刃外，两侧面也有副切削刃，从而改善了切削条件，可用于加工凹槽和阶台面削条件，可用于加工凹槽和阶台面三面刃铣刀可分为直齿三面刃铣刀（图三面刃铣刀可分为直齿三面刃铣刀（图9-9）、错齿三面刃铣刀（图）、错齿三面刃铣刀（图9-10）和镶齿三面刃铣刀（图和镶齿三面刃铣刀（图9-11）。）。错齿三面刃铣刀的刀齿交错地左、右旋。错齿三面刃铣刀的刀齿交错地左、右旋。8、（图（图9-1l）成形铣刀用于加工成形表面，刀齿廓形要根据被加工零件表面廓形设计成形铣刀用于加工成形表面，刀齿廓形要根据被加工零件表面廓形设计 5、A 铣键槽的专用刀具，仅有两个刃瓣铣键槽的专用刀具，仅有两个刃瓣B 其圆周切削刃和端面切削刃都可作为主切削刃其圆周切削刃和端面切削刃都可作为主切削刃C 使用时先轴向进给切入工件，后沿键槽方向铣出键槽；使用时先轴向进给切入工件，后沿键槽方向铣出键槽；D 重磨时仅磨端面切削刃重磨时仅磨端面切削刃6、用于切断或切深窄槽用于切断或切深窄槽7、单面角度铣刀和双面角度铣刀，用于铣削沟槽和斜面。单面角度铣刀和双面角度铣刀，用于铣削沟槽和斜面。二、按铣刀齿背形状分类1.尖齿铣刀尖齿铣刀 尖齿铣刀的齿背多为直线形，用角度铣刀铣削而成，图尖齿铣刀的齿背多为直线形，用角度铣刀铣削而成，图9-1ak均均为尖齿铣刀。这种铣刀磨钝后沿为尖齿铣刀。这种铣刀磨钝后沿重磨。此类铣刀制造、刃重磨。此类铣刀制造、刃磨方便，刀刃较锋利。磨方便，刀刃较锋利。2.铲齿铣刀铲齿铣刀铲齿铣刀的齿背是一条特殊曲线（一般为阿基米德螺旋线），其齿铲齿铣刀的齿背是一条特殊曲线（一般为阿基米德螺旋线），其齿背用铲齿方法加工，刀齿磨损后沿背用铲齿方法加工，刀齿磨损后沿重磨，重磨后的铣刀重磨，重磨后的铣刀齿形保持不变，多用于切削刃形状复杂的成形铣刀，齿形保持不变，多用于切削刃形状复杂的成形铣刀，9-2 铣刀的几何参数及铣削要素（1）螺旋角）螺旋角 螺旋角是螺旋形刀刃展开成直线后与铣刀螺旋角是螺旋形刀刃展开成直线后与铣刀轴线之间的夹角。轴线之间的夹角。它能增加刀具的实际工作前角，使刀具变。它能增加刀具的实际工作前角，使刀具变得锋利，切削轻快。同时刀齿逐渐切入和切离工件，提得锋利，切削轻快。同时刀齿逐渐切入和切离工件，提高了铣削的平稳性。一般细齿圆柱形铣刀高了铣削的平稳性。一般细齿圆柱形铣刀=3035，粗齿圆柱形铣刀粗齿圆柱形铣刀=4045。（2）前角）前角 对于螺旋圆柱铣刀，为了便于制造和测量，规定对于螺旋圆柱铣刀，为了便于制造和测量，规定法前角为其标注角度。法前角为其标注角度。铣刀前角可根据工件材料选择，铣削钢时，取铣刀前角可根据工件材料选择，铣削钢时，取=1020；铣削铸铁时，取铣削铸铁时，取=515。（3）后角）后角 圆柱形铣刀的后角规定在正交平面内度量。铣削圆柱形铣刀的后角规定在正交平面内度量。铣削时后刀面磨损较严重，为了减少刀具磨损，应选择较大的时后刀面磨损较严重，为了减少刀具磨损，应选择较大的后角。通常取后角。通常取=1216，粗铣时取小值，精铣时取大值。，粗铣时取小值，精铣时取大值。no圆柱形铣刀的几何角度（图圆柱形铣刀的几何角度（图9-2）铣削要素 铣刀切削刃选定点相对于工件铣刀切削刃选定点相对于工件主运动的瞬时速度。可按下式计算：主运动的瞬时速度。可按下式计算：1000dnc（1）每齿进给量）每齿进给量 指铣刀每转过一个刀齿时，铣指铣刀每转过一个刀齿时，铣刀相对于工件在进给运动方向上的位移量，单位刀相对于工件在进给运动方向上的位移量，单位为为mmz。（2）进给量）进给量 指铣刀每转过一转时，铣刀相对于指铣刀每转过一转时，铣刀相对于工件在进给运动方向上的位移量，单位为工件在进给运动方向上的位移量，单位为mmr。（3）进给速度）进给速度 指铣刀切削刃选定点相对工件的指铣刀切削刃选定点相对工件的进给运动的瞬时速度，进给运动的瞬时速度，单位为单位为mmmin。ZfffvznffnZf3、（图（图9-1a、b）指平行于铣刀轴线的切削层尺寸。指平行于铣刀轴线的切削层尺寸。4、（图（图9-1a、b）指垂直于铣刀轴线的切削层尺寸。指垂直于铣刀轴线的切削层尺寸。二、切削层参数二、切削层参数切削厚度切削厚度变量变量切削宽度切削宽度变量变量切削面积切削面积 9-3铣削方式：铣刀旋转方向和工件的进给方向相反时称：铣刀旋转方向和工件的进给方向相反时称为逆铣；相同时称为顺铣为逆铣；相同时称为顺铣 1、，由于刃口钝，由于刃口钝圆半径的影响，开始切削时前角为负值，刀齿在工件表圆半径的影响，开始切削时前角为负值，刀齿在工件表面上挤压、滑行，造成工件表面加工硬化严重，并加剧面上挤压、滑行，造成工件表面加工硬化严重，并加剧了刀齿的磨损。了刀齿的磨损。而而，刀具磨损小，刀具磨损小，耐用度高。耐用度高。2、顺铣顺铣时，时，（如图（如图9-5b），由于工作台丝杠螺母），由于工作台丝杠螺母存在间隙，当进给力逐渐增大时，铣削力会拉动工作台存在间隙，当进给力逐渐增大时，铣削力会拉动工作台而产生窜动，造成进给不均匀，严重时会使铣刀崩刃。而产生窜动，造成进给不均匀，严重时会使铣刀崩刃。逆铣逆铣时，由于进给力作用，使丝杠与螺母传动面始时，由于进给力作用，使丝杠与螺母传动面始终贴紧，故铣削过程较平稳。终贴紧，故铣削过程较平稳。3、逆铣逆铣时，时，与工件的夹紧力和，与工件的夹紧力和工件重力相反，有把工件从工作台上抬起的趋势，加剧工件重力相反，有把工件从工作台上抬起的趋势，加剧了振动，影响工件的夹紧和表面粗糙度。了振动，影响工件的夹紧和表面粗糙度。顺铣顺铣时，垂直切削力向下，加紧可靠。时，垂直切削力向下，加紧可靠。二、对称铣削与非对称铣削2、非对称铣削、非对称铣削铣削时铣刀轴线偏在加工表面一边的方式称为非对称铣削时铣刀轴线偏在加工表面一边的方式称为非对称削。根据铣刀轴线偏的位置不同，又可分为非对称削。根据铣刀轴线偏的位置不同，又可分为非对称逆铣（图逆铣（图9-6b）和非对称顺铣（图）和非对称顺铣（图9-6a）。）。图图9-6 对称铣削和非对称铣削对称铣削和非对称铣削a）对称铣削）对称铣削b）非对称逆铣）非对称逆铣c）非对称顺铣）非对称顺铣1、对称铣削、对称铣削如图如图9-6a所示，铣削时的铣刀轴线处于加工表面中间，所示，铣削时的铣刀轴线处于加工表面中间，这种方式称为对称铣削。对称铣削时平均切削厚度较这种方式称为对称铣削。对称铣削时平均切削厚度较大，一般用于工件加工面较宽和淬硬钢。大，一般用于工件加工面较宽和淬硬钢。