銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件

銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹1章節(jié)主要內(nèi)容

第一節(jié)銑刀的幾何參數(shù)第二節(jié)銑削用量和切削層參數(shù)第三節(jié)銑削力第四節(jié)銑削方式第五節(jié)銑刀的磨損第六節(jié)常用銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)用第七節(jié)可轉(zhuǎn)位面銑刀第八節(jié)鏟齒成型銑刀簡介章節(jié)主要內(nèi)容第一節(jié)銑刀的幾何參數(shù)2銑刀的種類與用途：銑刀是廣泛用于平面及各種成形表面加工的刀具。1、按用途分類端銑刀（面銑刀）、圓周銑刀、也叫圓柱銑刀、盤銑刀、鋸片銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、球刀、角度銑刀、R銑刀、成形銑刀等。2、按齒背形式分類a)尖齒銑刀b)鏟齒銑刀1）尖齒銑刀—齒背是用銑刀銑出來的。齒背就是后刀面，用鈍后重磨后刀面。2）鏟齒銑刀—齒背是用鏟刀鏟出來的。用鈍后重磨前刀面。銑刀的種類與用途：a)尖齒銑刀33、按銑削原理分類1、面銑刀或端銑刀刀齒設(shè)計在銑刀的端面上，這種銑刀一般用來銑削平面、臺肩。2、圓柱銑刀或圓周銑刀刀齒設(shè)計在銑刀的圓柱上，這種銑刀有多種形式，可以用來銑削平面、階梯、槽型等。3、成形銑刀銑刀的形狀按照工件的廓形來設(shè)計，這種銑刀都叫成形銑刀。除去成形銑刀以外，其實(shí)任何一類銑刀都可以看作是端銑刀和周銑刀的組合，從原理上看沒有什么不一樣。3、按銑削原理分類4銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件5銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件6銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件7

銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件或銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。

可加工平面、臺階面、溝槽、成形面等，多刃切削效率高。銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件或銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。8銑削特點(diǎn)（精度IT8-IT9）1）斷續(xù)切削：刀齒在切人和切出工件時會產(chǎn)生沖擊（尤其是端銑），銑削力波動大，此外，bD與銑削力周期性變化，易引發(fā)工藝系統(tǒng)振動，使加工表面質(zhì)量等級降低。當(dāng)振動的頻率與機(jī)床的固有頻率相同或成倍數(shù)時，振動最為嚴(yán)重。另外，當(dāng)高速銑削時，刀齒還要經(jīng)受周期性的冷、熱沖擊，容易出現(xiàn)裂紋和崩刃，使刀具耐用度下降。

2）多刀多刃切削

銑刀的刀齒多，切削刃的總長度大，有利于提高刀具耐用度和生產(chǎn)率，優(yōu)點(diǎn)不少。但也存在下述兩個方面的問題：一是刀齒容易出現(xiàn)徑向跳動，這將造成刀齒負(fù)荷不等，磨損不均勻，影響已加工表面質(zhì)量；二是刀齒的容屑空間必須足夠，否則會損壞刀齒。3）半封閉式容屑形式：刀齒間空間有限，切屑被封閉在刀槽中，直至刀齒完全脫離工件時才能將切屑排出。因此，要求刀槽有足夠的容屑空間。4）切入過程圓柱銑刀逆銑時，由于刀齒的切削刃鈍圓半徑rn的存在，使刀齒都要在工件已加工表面上滑行一段距離之后才能切入工件基體。在刀齒切入基體前的過程中，刀齒的刃口圓弧面推擠金屬，實(shí)際工作前角為負(fù)值，加劇了刃口與工件之間的摩擦，導(dǎo)致切削溫度升高，表面冷作硬化程度增加，刀齒磨損加快，已加工表面粗糙度增加。銑削特點(diǎn)（精度IT8-IT9）910.1銑刀的幾何參數(shù)一、坐標(biāo)平面在正交平面內(nèi)：(以圓柱銑刀靜止參考系平面)假定主運(yùn)動方向假定進(jìn)給運(yùn)動方向切削刃選定點(diǎn)基面Pr:通過選定點(diǎn)并包含軸線的平面切削平面Ps:通過選定點(diǎn)并切于與切削刃相切，且垂直于的平面Pr。正交平面Po:與假定工作平面Pf重合，是垂直于軸線的平面10.1銑刀的幾何參數(shù)一、坐標(biāo)平面在正交平面內(nèi)：(以圓10二、圓柱銑刀的幾何角度

圓柱銑刀的刃傾角λs就是銑刀的螺旋角，即是在切削平面Ps中測量的切削刃與基面的夾角。它能使切削刃逐漸切入和切離工件，而且同時工作齒數(shù)較多，故能提高銑削過程的平穩(wěn)性。粗齒銑刀：β＝40°～45°細(xì)齒銑刀：β＝30°～35°1、螺旋角ω二、圓柱銑刀的幾何角度圓柱銑刀的刃傾角λs就是銑刀的112、前角。為了便于制造，規(guī)定圓柱銑刀的前角用法平面Pn前角γn表示。檢驗(yàn)時，通常測量γ0與根據(jù)公式求出的γ0比較。

圓柱銑刀的刀齒只有主切削刃，無副切削刃，故無副偏角，其主偏角為900銑削鋼件：γn=10°～20°；銑削鑄鐵件：γn=5°-15°。3、后角。圓柱銑刀的后角是用正交平面后角αo表示。粗加工：αo＝12°；精加工：αo＝16°2、前角。為了便于制造，規(guī)定圓柱銑刀的前角用法平面Pn前角γ122.面銑刀幾何角度

面銑刀的一個刀齒，就相當(dāng)于一把普通外圓車刀，角度標(biāo)注與車刀相同。2.面銑刀幾何角度面銑刀的一個刀齒，就相當(dāng)13端銑刀的γo、αo、kr、k’r和λs與車刀的概念完全一樣，只不過端銑刀還經(jīng)常要標(biāo)注切深方向的前角-γp、后角-αp和進(jìn)給方向的前角-γf、后角-α

f。（便于導(dǎo)體設(shè)計與制造）銑刀幾何角度的選擇，必須考慮銑削的自身特點(diǎn)，如銑削過程的斷續(xù)切削和切削厚度隨時變化等。對于硬質(zhì)合金面銑刀為避免刀齒受沖擊后而崩刃，一般將前角與刃傾角均選成負(fù)值。端銑刀的γo、αo、kr、k’r和λs與車刀的14銑削用量和切削層參數(shù)一、銑削用量1.背吃刀量aP：過選定點(diǎn)并垂直于Pf的放行上測量的吃刀量。（平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸。）（a）圓周銑時，ap為被加工表面的寬度。（b）端銑時，ap為切削深度。2.側(cè)吃刀量ae

：在平行于Pf

并垂直于Vf

方向上測量的吃刀量。（垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸。）（a）圓周銑時，ae為切削層深度。（b）端銑時ae為被加工表面寬度。銑削用量和切削層參數(shù)一、銑削用量1.背吃刀量aP：過選153.進(jìn)給量fz、f、vf每齒進(jìn)給量fz，指銑刀每轉(zhuǎn)過一齒相對于工件在進(jìn)給運(yùn)動方向上的位移量。單位為mm/z進(jìn)給量f，指銑刀每轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時，工件與銑刀的相對位移量，單位為mm/r進(jìn)給速度vf

，每分鐘銑刀相對工件的移動距離，單位為mm/min4.銑削速度vc指銑刀切削刃上基點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動的瞬時速度(一般指銑刀外緣處的線速度)3.進(jìn)給量fz、f、vf每齒進(jìn)給量fz，指銑刀每轉(zhuǎn)過一齒相16刀具材料參考進(jìn)給量高速鋼圓柱銑刀鋼0.1～0.5鑄鐵0.12～0.20端銑刀鋼0.04～0.06鑄鐵0.15～0.20三面刃銑刀鋼0.04～0.06鑄鐵0.15～0.25硬質(zhì)合金銑刀鋼0.1～0.20鑄鐵0.15～0.30工件材料銑削速度（m/min）說明高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀2020～45150～1901.粗銑時取小值，精銑時取大值2.工件材料強(qiáng)度和硬度高時取小值，反之取大值。3.刀具材料耐熱性好取大值，耐熱性差時取小值4520～35120～15040Cr15～2560～90HT15014～2270～100黃銅30～60120～200鋁合金112～300400～600不銹鋼16～2550～100刀具材料參考進(jìn)給量高速鋼圓柱銑刀鋼0.1～0.5鑄鐵0.1217二、切削層參數(shù)（1）切削層公稱厚度hD

，銑刀上相鄰兩個刀齒主切削刃形成的過渡表面間的垂直距離。1.直齒圓柱銑刀切削厚度是一個隨時變化的量。每一瞬間的值為：二、切削層參數(shù)（1）切削層公稱厚度hD，銑刀上相鄰兩個刀18通常以ψ=δ/2時的切削厚度作為平均切削厚度則：平均切削厚度為：

切削層公稱度bD寬切削刃參加工作長度。bD

=

ap

通常以ψ=δ/2時的切削厚度作為平均切削厚度則：平均切削厚度192.螺旋齒圓柱銑刀bD隨刀齒工作位置不同而變化。刀齒切入工件后，bD由零逐漸增大至最大值，然后逐漸減小至零。2.螺旋齒圓柱銑刀bD隨刀齒工作位置不同而變化。刀齒切入工20刀齒開始切入時厚度最小，在中心位置時最大，以后又逐漸減小。3.端銑刀刀齒開始切入時厚度最小，在中心位置時最大，以后又逐漸減小。2110.3銑削力(一）

作用在銑刀刀齒上的銑削力根據(jù)對刀具和銑削加工動力的影響可分為：

（1）主切削力Fc

在銑刀圓周方向上的分力，又稱切向力或圓周力。消耗功率最多，是主切削力。

（2）垂直銑削力Fcn

在銑刀的半徑方向上的分力，又稱徑向力。一般不消耗功率，但會使刀桿彎曲變形。

（3）背向力（軸向力）Fp

它作用于銑刀的軸線方向。Fcn

與Fp的大小對螺旋齒圓柱銑刀來說與螺旋角β（λs）的大小有關(guān)；端銑刀的Fcn

與Fp則與主偏角κr和刃傾角λs的大小有關(guān)。10.3銑削力(一）作用在銑刀刀齒上的銑削22圓柱銑刀切削力端銑刀切削力圓柱銑刀切削力端銑刀切削力23(二)作用在工件上的銑削分力Fc與Fcn

合力Fa可分解為Ff和FfN：根據(jù)對加工過程和機(jī)床的影響，按工作臺運(yùn)動方向分解：（1）縱向分力Ff：與工作臺的縱向運(yùn)動方向平行，又稱進(jìn)給力，它消耗進(jìn)給電機(jī)的功率。（其作用方向順銑時與進(jìn)給方向一致；逆銑時與進(jìn)給方向相反。）

（2）垂直分力Ffn：作用在銑床工作臺面的垂直方向上，由于銑床這個方向上的剛度最低，當(dāng)Fv大時，易引起振動。（其作用方向可能向下，將工件壓向工作臺，也可能向上，將工件自銑床工作臺抬起。）（3）橫向進(jìn)給力Fe:作用于橫向進(jìn)給方向的分力。(二)作用在工件上的銑削分力Fc與Fcn合力Fa可分解為24表各銑削分力的比值銑削條件比式對稱銑不對稱銑逆銑順銑端銑ɑe=（0.4～0.8）do?z=0.1～0.2mm/zFf/Fc0.3～0.40.6～0.90.15～0.30Fv/Fc0.85～0.950.45～0.70.9～1.00Fe/Fc0.5～0.550.5～0.550.5～0.55圓周銑削（立銑刀、盤銑刀、圓柱銑刀和成形銑刀）ɑe=0.05do?z=0.1～0.2mm/zFf/Fc——1.0～1.20.80～0.90Fv/Fc0.2～0.30.75～0.800.35～0.40（或0.28tanβ）0.35～0.40（或0.28tanβ）Fe/Fc主切削力可根據(jù)M=Fcdo

/2求得，其他各力則可根據(jù)它們與主切削力Fc的比值（見表）求得。表各銑削分力的比值銑削條件比式對稱銑不對稱銑逆銑順銑端25二、銑削力計算主切削力Fc的計算還可用有關(guān)手冊經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計算，它與工件材料、刀具材料、銑刀的形式以及銑削用量有關(guān)。二、銑削力計算主切削力Fc的計算還可用有關(guān)手冊經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行2610.4銑削方式一、圓周銑削方式周銑有順銑和逆銑兩種方式。10.4銑削方式一、圓周銑削方式27逆銑時，（1）刀齒的切削厚度從ac=0至acmax,軌跡線平坦拉長，切削平穩(wěn);（2）由于切削齒刃鈍圓半徑的影響，在開始切入時刀齒在工作表面上打滑、產(chǎn)生擠壓和摩擦，使已加工表面產(chǎn)生硬化，表面粗糙度值變大，銑刀磨損增大。同時，工件表面受到較大的擠壓應(yīng)力，冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重，加劇刀齒磨損，并影響已加工表面質(zhì)量。逆銑時，（1）刀齒的切削厚度從ac=0至acmax,28順銑時，（1）切削厚度由厚變薄，無“滑行”現(xiàn)象，軌跡線短而陡，（2）摩擦擠壓較輕，加工表面粗糙度值小，銑削力小，銑刀磨損也小。同時，（3）垂直分力向下，將工件壓向工作臺，避免銑削時上下振動。（4）但切削力的水平分力與進(jìn)給方向相同，有使絲杠和絲母工作面脫開的趨勢，容易引起加工中水平方向的竄動?？傮w來看，順銑比逆銑優(yōu)點(diǎn)多，但必須要求機(jī)床有消除間隙機(jī)構(gòu)。

（3）作用于工件上的進(jìn)給力Ff與其進(jìn)給方向相反，使銑床工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的絲杠螺母始終保持良好的左側(cè)面接觸，因此進(jìn)給速度比較平穩(wěn)。逆銑時刀齒是從切削層內(nèi)部開始工作的，當(dāng)工件表面有硬皮時，對刀齒沒有直接影響；（4）切削力的垂直分力方向向上，有使工作臺抬起的趨勢，影響夾緊力。順銑時，（1）切削厚度由厚變薄，無“滑行”現(xiàn)象，軌跡29二、端銑方式

端銑有對稱銑與不對稱逆銑、不對稱順銑三種方式。銑淬硬鋼采用對稱銑；銑碳鋼和合金鋼用不對稱逆銑，減小切入沖擊，↑刀具壽命；銑不銹鋼和耐熱合金用不對稱順銑。二、端銑方式301）對稱銑削（a圖）被銑工件安放在銑刀軸心移動軌跡的對稱位置時，稱為對稱銑削。把銑刀刀齒切入工件處和銑刀中心的連線與銑刀軸心移動軌跡間的夾角，稱為切入角；銑刀刀齒切出工件處和銑刀中心的連線與銑刀軸心移動軌跡間的夾角，稱為切出角。在切入角范圍內(nèi)類似于逆銑，在切出角范圍內(nèi)相當(dāng)于順銑。對稱銑削時切入角等于切出角，一半是逆銑削，一半是順銑削。1）對稱銑削（a圖）312）不對稱銑削（b圖與c圖）被銑工件平分線相對于銑刀軸心移動軌跡，有一偏移量時，稱為不對稱銑削。逆銑部分大于順銑部分時，稱為不對稱逆銑；順銑部分大于逆銑部分時，稱為不對稱順銑。切入角和切出角位于逆銑一側(cè)時為正值，位于順銑一側(cè)時為負(fù)值。據(jù)有關(guān)資料介紹，工件與銑刀擺放位置會影響刀具使用壽命十幾倍，因此要重視銑削時工件的位置擺放。2）不對稱銑削（b圖與c圖）32一.銑刀的磨損形式10.5銑刀的磨損a)高速鋼銑刀的后面磨損b)硬質(zhì)合金銑刀的前、后面同時磨損銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在后刀面上.高速鋼圓柱銑刀粗銑取VB=0.6,精銑為合金面銑刀銑削鋼件為VB=1-1.2,鑄件為一.銑刀的磨損形式10.5銑刀的磨損a)高速鋼銑刀的后33二.防止銑刀破損的措施1.合理選擇銑刀刀片牌號：應(yīng)選用韌性高、抗熱裂紋敏感性小，且具有較好耐熱性和耐磨性的刀片材料。2.合理選擇銑刀切削用量：在一定加工條件下，存在一個不產(chǎn)生破損的安全工作區(qū)域，如圖所示。二.防止銑刀破損的措施343.合理選擇工件與銑刀之間的相對位置：合理地選擇面銑刀安裝位置對減少面銑刀破損起著重要作用。圖10-12面銑刀切入工件時，前面與工件的接觸位置

a)面銑刀刀齒切削面積b)<δc)>δ3.合理選擇工件與銑刀之間的相對位置：合理地選擇面銑刀安裝位35圖10-13最佳銑刀直徑與安裝位置的選擇

a)不對稱順銑b)對稱銑削

c)大直徑銑刀對稱銑削d)大直徑銑刀不對稱銑削當(dāng)被銑削工件的寬度已經(jīng)給定時，面銑刀直徑和安裝位置的選擇方案如下圖所示。圖10-13最佳銑刀直徑與安裝位置的選擇

a)不對稱順銑36立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刃為副切削刃,它們可同時進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。主切削刃一般為螺旋齒，可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。由于普通立銑刀端面中心處無切削刃，所以立銑刀不能作軸向進(jìn)給，端面刃主要用來加工與側(cè)面相垂直的底平面。10.6常用尖齒銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)用一、立銑刀為了能加工較深的溝槽，并保證有足夠的備磨量，立銑刀的軸向長度一般較長。為了改善切屑卷曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞，刀齒數(shù)比較少，容屑槽圓弧半徑則較大。一般粗齒立銑刀出數(shù)Z=3～4，細(xì)齒立銑刀齒數(shù)Z=5～8，套式結(jié)構(gòu)Z=10～20，容屑槽圓弧半徑r=2-5mm。立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刃為副切削刃,37標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的螺旋角β為40o～45o(粗齒)和30o～35o(細(xì)齒)，套式結(jié)構(gòu)立銑刀的β為15o～25o。直徑較小的立銑刀，一般制成帶柄形式。GB規(guī)定:Φ2～Φ71mm的立銑刀制成直柄；Φ6～Φ63mm的立銑刀制成莫氏錐柄；Φ25～Φ80mm的直銑刀做成7：24錐柄，內(nèi)有螺孔用來拉緊刀具。直徑為Φ40～Φ160的立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。a)端面切削刃不通過中心b）端面切削刃通過中心（1）高速鋼立銑刀——加工凹槽、臺階面及成形表面。標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的螺旋角β為40o～45o(粗齒)和30o～338（2）硬質(zhì)合金立銑刀整體式硬質(zhì)合金立銑刀（2）硬質(zhì)合金立銑刀整體式硬質(zhì)合金立銑刀39普通可轉(zhuǎn)位立銑刀和鉆銑刀a)普通可轉(zhuǎn)位立銑刀b）端刃過中心可轉(zhuǎn)位立銑刀c）圓刀片立銑刀d）鉆銑刀普通可轉(zhuǎn)位立銑刀和鉆銑刀a)普通可轉(zhuǎn)位立銑刀b）端刃過中40圖10-17前面為波紋形曲面的立銑刀刀片

a)輕型切削刀片b)大多數(shù)材料普通加工用刀片c)重載切削刀片圖10-17前面為波紋形曲面的立銑刀刀片

a)輕型切削刀片41

鉆銑刀用途a)銑臺階面和開口槽b）鉆淺孔c）銑封閉槽d）坡銑斜槽圓刀片立銑刀鉆銑刀用途圓刀片立銑刀42圖10-18加工凹窩、型腔的常用方法

a)二軸坡走銑b)螺旋插補(bǔ)銑c)圓弧插補(bǔ)銑圖10-18加工凹窩、型腔的常用方法

a)二軸坡走銑b)43銑刀進(jìn)給方式銑刀進(jìn)給方式44可轉(zhuǎn)位螺旋立銑刀可轉(zhuǎn)位螺旋立銑刀45模塊式螺旋齒立銑刀模塊式螺旋齒立銑刀46二、鍵槽銑刀—加工圓頭封閉鍵槽。鍵槽銑刀有兩個刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立銑刀，又像鉆頭。加工時先軸向進(jìn)給達(dá)到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長。直柄鍵槽銑刀直徑d=2～22mm，錐柄鍵槽銑刀直徑d=14～50mm。鍵槽銑刀的圓周切削刃僅在靠近端面的一小段長度內(nèi)發(fā)生磨損，重磨時，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后銑刀直徑不變。二、鍵槽銑刀—加工圓頭封閉鍵槽。鍵槽銑刀有兩個刀齒，圓柱面47直齒三面刃銑刀錯齒三面刃銑刀三、三面刃銑刀—加工凹槽和臺階面。直齒三面刃銑刀錯齒三面刃銑刀三、三面刃銑刀—加工凹槽和臺階48鑲齒三面刃銑刀鑲齒三面刃銑刀49硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位三面刃銑刀硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位三面刃銑刀50四、角度銑刀—加工帶角度的溝槽和斜面。a）單角度銑刀b）雙角度銑刀四、角度銑刀—加工帶角度的溝槽和斜面。a）單角度銑刀51模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀(圓錐半角α/2=3o、5o、7o、10o），圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。模具銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。小規(guī)格的硬質(zhì)合金模具銑刀多制成整體結(jié)構(gòu)，16mm以上直徑的，制成焊接或機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)。五、模具銑刀—加工模具型腔或凸模成形表面。模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀(圓錐半角α/252高速鋼模具銑刀a）圓錐形立銑刀b）圓柱形球頭立銑刀c）圓錐形球頭立銑刀高速鋼模具銑刀a）圓錐形立銑刀b）圓柱形球頭立銑53硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼54二、其他種類

面銑刀(1)可轉(zhuǎn)位面銑刀結(jié)構(gòu)

(2)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑和齒數(shù)

(3)可轉(zhuǎn)位面銑刀幾何角度10.7可轉(zhuǎn)位面銑刀一、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀(1)陶瓷可轉(zhuǎn)位面銑刀

(2)立方氮化硼可轉(zhuǎn)位面銑刀

(3)聚晶金剛石可轉(zhuǎn)位面銑刀應(yīng)用：高速銑削較大平面。特點(diǎn)：剛性好、效率高、質(zhì)量好、刀具壽命高、加工成本低、使用方便。結(jié)構(gòu)：面銑刀的圓周表面為主切削刃，端面上為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。鑲齒結(jié)構(gòu)：上壓式、楔塊式、壓孔式。二、其他種類(1)可轉(zhuǎn)位面銑刀結(jié)構(gòu)

(2)可轉(zhuǎn)位面銑刀直55一、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀（楔塊式）圖---------硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀

1—刀墊2—楔塊3—緊固螺釘

4—偏心銷5—刀體6—刀片一、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀（楔塊式）圖---------硬質(zhì)56（一）可轉(zhuǎn)位面銑刀的結(jié)構(gòu)1）上壓式2）

楔塊式3）壓孔式上壓式——用于小直徑面銑刀。圖----上壓式

a)螺釘夾緊b)螺釘和壓板夾緊

1—彈簧2—壓塊3—螺釘4—刀墊螺釘5—刀墊（一）可轉(zhuǎn)位面銑刀的結(jié)構(gòu)1）上壓式上壓式——用于小直徑面銑刀57壓孔式壓孔式銑刀實(shí)物照片壓孔式壓孔式銑刀實(shí)物照片58（二）可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑與齒數(shù)面銑刀直徑系列已標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)系列為：50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500.（mm）粗銑時，銑刀直徑要小些，因?yàn)榇帚娗邢髁Υ?，選小直徑銑刀可減小切削扭矩。精銑時，銑刀直徑要大些，盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。選擇平面銑刀直徑時主要需考慮刀具所需功率應(yīng)在機(jī)床功率范圍之內(nèi)，也可將機(jī)床主軸直徑作為選取的依據(jù)。平面銑刀直徑可按D＝1.5d（d為主軸直徑)選取。在批量生產(chǎn)時，也可按工件側(cè)吃刀量的1.2~1.6倍選擇刀具直徑。（二）可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑與齒數(shù)面銑刀直徑系列已標(biāo)準(zhǔn)化，59銑刀齒數(shù)多，可提高生產(chǎn)效率，但受容屑空間、刀齒強(qiáng)度、機(jī)床功率及剛性等的限制，不同直徑的可轉(zhuǎn)位銑刀的齒數(shù)均有相應(yīng)規(guī)定。

為滿足不同用戶的需要，同一直徑的可轉(zhuǎn)位銑刀一般有粗齒、中齒、細(xì)齒三種類型。①粗齒銑刀適用于普通機(jī)床的大余量粗加工和軟材料長切屑或切削寬度較大的銑削加工；當(dāng)機(jī)床功率較小時，為使切削穩(wěn)定，也常選用粗齒銑刀。②中齒銑刀系通用系列，使用范圍廣泛，具有較高的金屬切除率和切削穩(wěn)定性。適用于短切屑和精銑鋼件。銑刀齒數(shù)多，可提高生產(chǎn)效率，但受容屑空間、刀齒強(qiáng)度、60③細(xì)齒銑刀主要用于鑄鐵、鋁合金等有色金屬的大進(jìn)給速度切削加工。在專業(yè)化生產(chǎn)(如流水線加工)中，為充分利用設(shè)備功率和滿足生產(chǎn)節(jié)奏要求，也常選用密齒銑刀(此時多為專用非標(biāo)銑刀)；適宜薄壁鑄件。為防止工藝系統(tǒng)出現(xiàn)共振，使切削平穩(wěn)，還開發(fā)出一種不等分齒距銑刀。如英格索爾公司的MAX-I系列、瓦爾特公司的NOVEX系列銑刀均采用了不等分齒距技術(shù)。在鑄鋼、鑄鐵件的大余量粗加工中建議優(yōu)先選用不等分齒距的銑刀。③細(xì)齒銑刀主要用于鑄鐵、鋁合金等有色金屬的大進(jìn)給速度切削加61（三）可轉(zhuǎn)位面銑刀幾何角度三種組合:(1)正前角型、（2）負(fù)前角型、（3）正負(fù)前角型參考課本圖10-3（P169）1、背前角和側(cè)前角（三）可轉(zhuǎn)位面銑刀幾何角度三種組合:(1)正前角型、（2）62（1）雙正前角

銑刀采用有帶后角的刀片，這種銑刀楔角小，具有鋒利的切削刃。由于切屑收縮比小，所耗切削功率較小，切屑成螺旋狀排出，不易形成積屑瘤。這種銑刀最宜用于普通鋼、鑄鐵、不銹鋼和非鐵材料的切削加工。對于剛性差(如主軸懸伸較長的鏜銑床)、功率小的機(jī)床和加工焊接結(jié)構(gòu)件時，也應(yīng)優(yōu)先選用雙正前角銑刀。通常取γp=7°γf=0°，銑鋁合金，取γp=15°γf=14°（2）雙負(fù)前角

銑刀通常均采用方形(或長方形)無后角的刀片，刀具切削刃多(一般為8個)，且強(qiáng)度高、抗沖擊性好，適用于粗銑鑄鋼、鑄鐵和高硬度、高強(qiáng)度的鋼。由于切屑收縮比大，需要較大的切削力，因此要求機(jī)床具有較大功率和較高剛性。由于軸向前角為負(fù)值，切屑不能自動流出，當(dāng)切削韌性材料時易出現(xiàn)積屑瘤和刀具振動。通常取γp=-5°~-10°，γf=-3°~-10°

（1）雙正前角63凡能采用雙負(fù)前角刀具加工時建議優(yōu)先選用雙負(fù)前角銑刀，以便充分利用和節(jié)省刀片。當(dāng)采用雙正前角銑刀產(chǎn)生崩刃(即沖擊載荷大)時，在機(jī)床允許的條件下亦應(yīng)優(yōu)先選用雙負(fù)前角銑刀。（3）正負(fù)前角(軸向正前角、徑向負(fù)前角)

這種銑刀綜合了雙正前角和雙負(fù)前角銑刀的優(yōu)點(diǎn)，軸向正前角有利于切屑的形成和排出；徑向負(fù)前角可提高刀刃強(qiáng)度，改善抗沖擊性能。

此種銑刀切削平穩(wěn)，排屑順利，金屬切除率高，適用于大余量銑削加工。通常取γp=0°~10°，γf=0°~-10°凡能采用雙負(fù)前角刀具加工時建議優(yōu)先選用雙負(fù)前角銑刀，64圖-----可轉(zhuǎn)位銑刀片的幾何形狀圖-----可轉(zhuǎn)位銑刀片的幾何形狀65表10-4可轉(zhuǎn)位銑刀銑削刀片的斷屑槽型類型輕型(L)普通(M)重型(H)簡圖

特點(diǎn)鋒利的正前角切削刃，平穩(wěn)的切削性能。用于低進(jìn)給率，低機(jī)床功率和低切削力要求場合用于混合加工的正前角槽形，中等進(jìn)給率場合用于高安全性要求和高進(jìn)給率要求場合表10-4可轉(zhuǎn)位銑刀銑削刀片的斷屑槽型類型輕型(L)普通(66圖10-35常用面銑刀主偏角及其對切削力和切削厚度的影響圖10-35常用面銑刀主偏角及其對切削力和切削厚度的影響6790°主偏角面銑刀

銑削時，進(jìn)給力Ff很大，不會產(chǎn)生豎直進(jìn)給力Ffn。因此，適用于銑削低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的工件或薄壁工件及獲得直角邊方肩銑。45°主偏角面銑刀

銑削時，進(jìn)給力Ff和豎直進(jìn)給力Ffn大小接近相等。適用于普通用途端銑及短切屑材料的銑削。10°主偏角面銑刀

允許在非常高的切削參數(shù)下工作。主要用于高進(jìn)給銑削。圓刀片面銑刀

隨被吃刀量不同，刀片主偏角和切削負(fù)荷均會有所變化。適用于耐熱合金和鈦合金加工及大余量、高進(jìn)給加工。

90°主偏角面銑刀45°主偏角面銑刀10°主偏角面銑刀圓刀片68陶瓷面銑刀——刀片較脆，用于加工灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、冷硬鑄鐵和表面淬火鋼等。

陶瓷面銑刀分為雙負(fù)前角型和正負(fù)前角型。粗銑時都選用雙負(fù)前角型。

二、其他種類的面銑刀立方氮化硼面銑刀——精銑和半精銑高硬度的冷硬鑄鐵、淬火鋼、鎳基冷硬耐磨工件及滲碳、滲氮和表面淬硬工件。CBN面銑刀壽命比陶瓷或硬質(zhì)合金面銑刀高幾十倍。CBN面銑刀采用雙負(fù)前角型。陶瓷面銑刀——刀片較脆，用于加工灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵69圖10-36金剛石銑刀片形狀

a)切削刀片b)修光刀片聚晶金剛石面銑刀——用于加工有色金屬及其合金和非金屬材料。不能加工鋼、鐵等黑色金屬。圖10-36金剛石銑刀片形狀

a)切削刀片b)修光刀7010.8鏟齒成形銑刀成形銑刀：刀具廓形根據(jù)工件輪廓形狀設(shè)計制造。是在銑床上加工成形表面的專用刀具，用成形銑刀可在通用的銑床上加工復(fù)雜形狀的表面，并獲得較高的精度和表面質(zhì)量，生產(chǎn)率也較高。成形銑刀常用于加工成形直溝槽和成形螺旋溝槽。成形銑刀屬于專用刀具，需要時一般需要自行設(shè)計。按齒背的加工形式，成形銑刀分為尖齒成形銑刀和鏟齒成形銑刀兩種。尖齒成形銑刀后刀面是用銑刀銑出來的，重磨時重磨后刀面。10.8鏟齒成形銑刀成形銑刀：刀具廓形根據(jù)工件輪廓形狀71廓形復(fù)雜的成形銑刀常做成鏟齒成形銑刀:其后刀面是用鏟刀鏟出來的，前刀面是平面，并且是徑向平面，重磨時重磨前刀面，因此刃磨很方便，且能保證銑刀的廓形不變，得到廣泛應(yīng)用。鏟齒成型銑刀的前角通常做成零度，與基面重合。鏟齒成型銑刀的后刀面是用鏟刀鏟出來的。一、鏟齒成型銑刀的鏟齒過程廓形復(fù)雜的成形銑刀常做成鏟齒成形銑刀:其后刀面是用鏟刀鏟出來72鏟齒過程——銑刀等速轉(zhuǎn)過一個刀齒時，凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)一圈。（鏟刀在凸輪帶動下往復(fù)一個來回。）

凸輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，銑刀轉(zhuǎn)過的角度為ε—齒間角。ε=2π/Z（Z—銑刀齒數(shù)）鏟齒過程——銑刀等速轉(zhuǎn)過一個刀齒時，凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)一圈。（鏟刀在73齒背曲線在銑刀后刀面上垂直于銑刀軸線做剖面，剖面與銑刀后刀面的交線稱為銑刀的齒背曲線。顯然，一個等速轉(zhuǎn)動，一個勻速直線運(yùn)動的合成運(yùn)動，最終所形成的齒背曲線是阿基米德螺旋線。銑刀的后刀面是由許多阿基米德螺旋線的等距線組成的。因此，鏟齒成型銑刀的后刀面是阿基米德螺旋面。成形銑刀后刀面必須滿足兩點(diǎn)要求：第一，重磨之后，齒形不變。第二，重磨之后，后角不變。這兩點(diǎn)要求需要齒背曲線來滿足。齒背曲線74阿基米德螺線齒背的特性阿基米德螺線齒背的特性75

齒背曲線的后角建立極坐標(biāo)方程其中：ρ—曲率半徑；C—單位轉(zhuǎn)交的徑向增量；Θ—轉(zhuǎn)角頂刃后角基本公式：對于新刀有：C為常數(shù)--所以新刀的頂刃后角為：

齒背曲線的后角76銑刀用鈍以后，重磨前刀面所獲得的頂刃后角為：

從以上公式可以看出，刀具重磨之后，頂刃后角是有所增大的。生產(chǎn)上K值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。2、、3、、是一個等差數(shù)列。不管d、Z、怎么變化，只要K值相同，就可用同一凸輪加工。一般頂刃后角做成10--15°，常用10--12°

銑刀用鈍以后，重磨前刀面所獲得的頂刃后角為：77第一，由于鏟刀是沿徑向鏟削，且鏟刀的齒廓是根據(jù)銑刀輪廓設(shè)計，所以銑刀用鈍后重磨前刀面時只要保證前角為零度則銑刀的齒形不會改變。第二，阿基米德螺旋線銑刀重磨后其后角基本不變，只是隨重磨次數(shù)增加銑刀后角略有增大。所以，齒背曲線為阿基米德螺旋線能夠滿足銑刀的使用要求。阿基米德螺旋線特性：另外這種齒背曲線的通用性好，齒頂和兩齒側(cè)只要K值相同，可以用同一個鏟刀進(jìn)行鏟削，對不同齒數(shù)Z的銑刀，只要K值相同都可以用同一個凸輪鏟削，凸輪的利用率很高。生產(chǎn)上K值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。2、、3、、是一個等差數(shù)列。不管d、Z、怎么變化，只要K值相同，就可用同一凸輪加工。用比較少量的通用凸輪能加工K值相同的大量成形銑刀。第一，由于鏟刀是沿徑向鏟削，且鏟刀的齒廓是根據(jù)銑刀輪廓設(shè)計，78二、鏟削量以及后角分析運(yùn)動特點(diǎn)：凸輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，帶動鏟刀徑向前進(jìn)的距離為K值，K稱為凸輪升程，亦即鏟背量。（假想凸輪曲線無回程，而半徑是一直增大的話）等于鏟削量K。通常在凸輪上標(biāo)出其K值。實(shí)際上，凸輪曲線的最大半徑與最小半徑之差小于鏟削量K。二、鏟削量以及后角分析運(yùn)動特點(diǎn)：凸輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，帶動鏟刀徑向前79一般要求后角要大于2°，應(yīng)采取的措施如下：由式可見，鏟齒成形銑刀正交平面內(nèi)的后角與成形銑刀的主偏角有關(guān)。當(dāng)該點(diǎn)的主偏角為零時其后角為零。后角為零的刀具，摩擦將相當(dāng)嚴(yán)重，無法使用。圖10-40過小改善措施

a)適當(dāng)修改工件形狀b)磨出凹槽或副偏角c)采用斜向鏟齒一般要求后角要大于2°，應(yīng)采取的措施如下：由式可見，80鏟齒成形銑刀的前角一般為0度，但其切削條件較差，所以在粗加工時可以取前角大于0度。當(dāng)有了前角后,銑刀的軸向剖面形狀與工件的截形不同,設(shè)計時,必須計算出其軸向剖面形狀.三、正前角鏟齒成形銑刀刀廓形設(shè)計鏟齒成型銑刀廓形設(shè)計的思路:可以設(shè)想，將銑刀的基面也就是零度前角的前刀面制造的與工件槽形不一樣，即銑刀寬度與工件寬度相同時，其高度比工件槽形矮一個Δh值，當(dāng)銑刀磨出正前角來其刀刃上各點(diǎn)切出的工件槽形恰好是工件要求的理論槽形。這種方法稱之為“反誤差的方法”。鏟齒成形銑刀的前角一般為0度，但其切削條件較差，所以81銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件82主要參數(shù)有直徑d，孔徑d1,槽深H，齒數(shù)Z，側(cè)后角，側(cè)前角，鏟削量K以及齒槽角等。主要參數(shù)有直徑d，孔徑d1,槽深H，齒數(shù)Z，側(cè)后角，83銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件84銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件85銑刀寬度一般比工件的廓形寬度的最大寬度大1-5mm,并采用標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸.為了保證銑刀有足夠的重磨次數(shù)和強(qiáng)度,在銑刀結(jié)構(gòu)尺寸初步確定后,需要從下面幾個方面進(jìn)行驗(yàn)算.銑刀壁厚m》0.4d1,如不能滿足，加大銑刀外徑。銑刀齒根厚度C》（）H。銑刀寬度一般比工件的廓形寬度的最大寬度大1-5mm,并采用標(biāo)86鏟齒成形銑刀設(shè)計舉例已知條件:在X62W銑床上銑削如圖輪廓工件工件材料：45鋼銑刀前、后角γf=10°，αf=10°

工件廓形曲線部分允許誤差為±0.1mm

角度部分允許誤差為±15’

設(shè)計高速鋼鏟齒成形銑刀。鏟齒成形銑刀設(shè)計舉例已知條件:87銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件88一、鏟齒成形銑刀結(jié)構(gòu)尺寸決定根據(jù)工件廓形最大高度h0=26mm按銑刀的結(jié)構(gòu)尺寸資料，選取加強(qiáng)型齒槽，銑刀寬度B=b+3=37+3=40mm

一、鏟齒成形銑刀結(jié)構(gòu)尺寸決定根據(jù)工件廓形最大高度h0=289二、驗(yàn)算銑刀結(jié)構(gòu)參數(shù)1、驗(yàn)算銑刀壁厚m

要求滿足條件：m=(d－2H－d1)／2≥0.4d1

m=(140－2×16－40)／2＝34

0.4d1=0.4×40＝16

m=34＞0.4d1＝16滿足要求

二、驗(yàn)算銑刀結(jié)構(gòu)參數(shù)1、驗(yàn)算銑刀壁厚m

902、驗(yàn)算銑刀后角αox要求滿足條件：tanαox=R／Rxtanαfsinκrx＞3°～4°

tanαf=KZ／πd(K=9Z=10d=140κrx=15°)

tanαox=9×10×sin15°／π×140＝／439.8226=0.0529577

αox=3.03°，滿足要求

2、驗(yàn)算銑刀后角αox要求滿足條件：tanαox=R／913、驗(yàn)算齒根強(qiáng)度

要求滿足條件：C≥（～）H

C=(d/2―Kε3/ε―h)sinε3

=(140/2―9×5/6―26)sin30°

=18

H=h＋K＋r=26＋9＋1＝36(8～）H＝～64.8

C=18＜28.8強(qiáng)度不足,宜選用加強(qiáng)型齒槽

3、驗(yàn)算齒根強(qiáng)度要求滿足條件：C≥（～）H

92三、鏟齒成形銑刀廓形計算1、軸向廓形計算(廓形高度和齒形角計算)

⑴R2＝R－h(huán)2＝140／2－5.6＝64.4R2＝⑵sinγf2＝Rsinγf／R2＝70sin10°／＝0.18875γf2＝10.879°⑶ψ2＝γf2－γf＝10.88°－10°＝0.88°ψ2＝0.88°⑷h2’

＝h2－KZψ／360°＝－9×10×0.88°／360°＝5.38h2’

＝三、鏟齒成形銑刀廓形計算1、軸向廓形計算(廓形高度和齒形角93⑸R3＝R－h(huán)3＝140／2－＝58.1R3＝⑹sinγf3＝Rsinγf／R3＝70sin10°／＝0.20921γf3＝12.076°⑺ψ3＝γf3－γf＝12.076°－10°＝2.076°ψ3＝2.076°⑻h3’

＝h3－KZψ3／360°＝－9×10×2.076°／360°＝11.380h3’

＝⑸R3＝R－h(huán)3＝140／2－＝58.194⑼R4＝R－h(huán)4＝140／2－＝51.3R4＝⑽sinγf4＝Rsinγf／R4＝70sin10°／＝0.2369γf4＝13.706°⑾ψ4＝γf4－γf＝13.706°－10°＝3.706°ψ4＝3.706°⑿h4’

＝h4－KZψ4／360°＝－9×10×3.706°／360°＝17.773h4’＝⑼R4＝R－h(huán)4＝140／2－＝51.395⒀R5＝R－h(huán)5＝140／2-26＝44R5＝44mm⒁sinγf5＝Rsinγf／R5＝70sin10°／44＝0.2763γf5＝16.037°⒂ψ5＝γf5-γf＝16.037°-10°＝6.037°ψ5＝6.037°⒃h5’

＝h5－KZψ5／360°＝26－9×10×6.037°／360°＝24.491h5’

＝⒄tanβc=h5tanβw／h5’=26tan15°／24.49=0.2844βc=15°54’44”

⒀R5＝R－h(huán)5＝140／2-26＝4496銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件972、銑刀前面刃型計算(前面刃形高度和齒形角計算)⑴h2”=R2sinψ2／sinγf=64.4sin0.88°／sin10°=5.6958h2”=5.7mm⑵h3”=R3sinψ3／sinγf=58.1sin2.076°／sin10°=12.12h3”=12.12mm

2、銑刀前面刃型計算(前面刃形高度和齒形角計算)⑴h2”98⑶h4”=R4sinψ4／sinγf=51.3sin3.706°／sin10°=19.095h4”⑷h5”=R5sinψ5／sinγf=44sin6.037°／sin10°=26.65h5”=26.65mm⑸tanβr=h5tanβw／h5”=26tan15°／βr=14°39’

⑶h4”=R4sinψ4／sinγf=51.3si99四、確定成形銑刀的技術(shù)條件根據(jù)工件精度要求,取銑刀廓形公差為工件公差1/3。銑刀曲線部分誤差為。角度部分誤差為±5’。其它技術(shù)條件參考有關(guān)刀具設(shè)計手冊。四、確定成形銑刀的技術(shù)條件根據(jù)工件精度要求,取銑刀廓形公差100銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹101章節(jié)主要內(nèi)容

第一節(jié)銑刀的幾何參數(shù)第二節(jié)銑削用量和切削層參數(shù)第三節(jié)銑削力第四節(jié)銑削方式第五節(jié)銑刀的磨損第六節(jié)常用銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)用第七節(jié)可轉(zhuǎn)位面銑刀第八節(jié)鏟齒成型銑刀簡介章節(jié)主要內(nèi)容第一節(jié)銑刀的幾何參數(shù)102銑刀的種類與用途：銑刀是廣泛用于平面及各種成形表面加工的刀具。1、按用途分類端銑刀（面銑刀）、圓周銑刀、也叫圓柱銑刀、盤銑刀、鋸片銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀、球刀、角度銑刀、R銑刀、成形銑刀等。2、按齒背形式分類a)尖齒銑刀b)鏟齒銑刀1）尖齒銑刀—齒背是用銑刀銑出來的。齒背就是后刀面，用鈍后重磨后刀面。2）鏟齒銑刀—齒背是用鏟刀鏟出來的。用鈍后重磨前刀面。銑刀的種類與用途：a)尖齒銑刀1033、按銑削原理分類1、面銑刀或端銑刀刀齒設(shè)計在銑刀的端面上，這種銑刀一般用來銑削平面、臺肩。2、圓柱銑刀或圓周銑刀刀齒設(shè)計在銑刀的圓柱上，這種銑刀有多種形式，可以用來銑削平面、階梯、槽型等。3、成形銑刀銑刀的形狀按照工件的廓形來設(shè)計，這種銑刀都叫成形銑刀。除去成形銑刀以外，其實(shí)任何一類銑刀都可以看作是端銑刀和周銑刀的組合，從原理上看沒有什么不一樣。3、按銑削原理分類104銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件105銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件106銑削與銑刀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹課件107

銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件或銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。

可加工平面、臺階面、溝槽、成形面等，多刃切削效率高。銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，工件或銑刀的移動為進(jìn)給運(yùn)動。108銑削特點(diǎn)（精度IT8-IT9）1）斷續(xù)切削：刀齒在切人和切出工件時會產(chǎn)生沖擊（尤其是端銑），銑削力波動大，此外，bD與銑削力周期性變化，易引發(fā)工藝系統(tǒng)振動，使加工表面質(zhì)量等級降低。當(dāng)振動的頻率與機(jī)床的固有頻率相同或成倍數(shù)時，振動最為嚴(yán)重。另外，當(dāng)高速銑削時，刀齒還要經(jīng)受周期性的冷、熱沖擊，容易出現(xiàn)裂紋和崩刃，使刀具耐用度下降。

2）多刀多刃切削

銑刀的刀齒多，切削刃的總長度大，有利于提高刀具耐用度和生產(chǎn)率，優(yōu)點(diǎn)不少。但也存在下述兩個方面的問題：一是刀齒容易出現(xiàn)徑向跳動，這將造成刀齒負(fù)荷不等，磨損不均勻，影響已加工表面質(zhì)量；二是刀齒的容屑空間必須足夠，否則會損壞刀齒。3）半封閉式容屑形式：刀齒間空間有限，切屑被封閉在刀槽中，直至刀齒完全脫離工件時才能將切屑排出。因此，要求刀槽有足夠的容屑空間。4）切入過程圓柱銑刀逆銑時，由于刀齒的切削刃鈍圓半徑rn的存在，使刀齒都要在工件已加工表面上滑行一段距離之后才能切入工件基體。在刀齒切入基體前的過程中，刀齒的刃口圓弧面推擠金屬，實(shí)際工作前角為負(fù)值，加劇了刃口與工件之間的摩擦，導(dǎo)致切削溫度升高，表面冷作硬化程度增加，刀齒磨損加快，已加工表面粗糙度增加。銑削特點(diǎn)（精度IT8-IT9）10910.1銑刀的幾何參數(shù)一、坐標(biāo)平面在正交平面內(nèi)：(以圓柱銑刀靜止參考系平面)假定主運(yùn)動方向假定進(jìn)給運(yùn)動方向切削刃選定點(diǎn)基面Pr:通過選定點(diǎn)并包含軸線的平面切削平面Ps:通過選定點(diǎn)并切于與切削刃相切，且垂直于的平面Pr。正交平面Po:與假定工作平面Pf重合，是垂直于軸線的平面10.1銑刀的幾何參數(shù)一、坐標(biāo)平面在正交平面內(nèi)：(以圓110二、圓柱銑刀的幾何角度

圓柱銑刀的刃傾角λs就是銑刀的螺旋角，即是在切削平面Ps中測量的切削刃與基面的夾角。它能使切削刃逐漸切入和切離工件，而且同時工作齒數(shù)較多，故能提高銑削過程的平穩(wěn)性。粗齒銑刀：β＝40°～45°細(xì)齒銑刀：β＝30°～35°1、螺旋角ω二、圓柱銑刀的幾何角度圓柱銑刀的刃傾角λs就是銑刀的1112、前角。為了便于制造，規(guī)定圓柱銑刀的前角用法平面Pn前角γn表示。檢驗(yàn)時，通常測量γ0與根據(jù)公式求出的γ0比較。

圓柱銑刀的刀齒只有主切削刃，無副切削刃，故無副偏角，其主偏角為900銑削鋼件：γn=10°～20°；銑削鑄鐵件：γn=5°-15°。3、后角。圓柱銑刀的后角是用正交平面后角αo表示。粗加工：αo＝12°；精加工：αo＝16°2、前角。為了便于制造，規(guī)定圓柱銑刀的前角用法平面Pn前角γ1122.面銑刀幾何角度

面銑刀的一個刀齒，就相當(dāng)于一把普通外圓車刀，角度標(biāo)注與車刀相同。2.面銑刀幾何角度面銑刀的一個刀齒，就相當(dāng)113端銑刀的γo、αo、kr、k’r和λs與車刀的概念完全一樣，只不過端銑刀還經(jīng)常要標(biāo)注切深方向的前角-γp、后角-αp和進(jìn)給方向的前角-γf、后角-α

f。（便于導(dǎo)體設(shè)計與制造）銑刀幾何角度的選擇，必須考慮銑削的自身特點(diǎn)，如銑削過程的斷續(xù)切削和切削厚度隨時變化等。對于硬質(zhì)合金面銑刀為避免刀齒受沖擊后而崩刃，一般將前角與刃傾角均選成負(fù)值。端銑刀的γo、αo、kr、k’r和λs與車刀的114銑削用量和切削層參數(shù)一、銑削用量1.背吃刀量aP：過選定點(diǎn)并垂直于Pf的放行上測量的吃刀量。（平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸。）（a）圓周銑時，ap為被加工表面的寬度。（b）端銑時，ap為切削深度。2.側(cè)吃刀量ae

：在平行于Pf

并垂直于Vf

方向上測量的吃刀量。（垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸。）（a）圓周銑時，ae為切削層深度。（b）端銑時ae為被加工表面寬度。銑削用量和切削層參數(shù)一、銑削用量1.背吃刀量aP：過選1153.進(jìn)給量fz、f、vf每齒進(jìn)給量fz，指銑刀每轉(zhuǎn)過一齒相對于工件在進(jìn)給運(yùn)動方向上的位移量。單位為mm/z進(jìn)給量f，指銑刀每轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時，工件與銑刀的相對位移量，單位為mm/r進(jìn)給速度vf

，每分鐘銑刀相對工件的移動距離，單位為mm/min4.銑削速度vc指銑刀切削刃上基點(diǎn)相對于工件的主運(yùn)動的瞬時速度(一般指銑刀外緣處的線速度)3.進(jìn)給量fz、f、vf每齒進(jìn)給量fz，指銑刀每轉(zhuǎn)過一齒相116刀具材料參考進(jìn)給量高速鋼圓柱銑刀鋼0.1～0.5鑄鐵0.12～0.20端銑刀鋼0.04～0.06鑄鐵0.15～0.20三面刃銑刀鋼0.04～0.06鑄鐵0.15～0.25硬質(zhì)合金銑刀鋼0.1～0.20鑄鐵0.15～0.30工件材料銑削速度（m/min）說明高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀2020～45150～1901.粗銑時取小值，精銑時取大值2.工件材料強(qiáng)度和硬度高時取小值，反之取大值。3.刀具材料耐熱性好取大值，耐熱性差時取小值4520～35120～15040Cr15～2560～90HT15014～2270～100黃銅30～60120～200鋁合金112～300400～600不銹鋼16～2550～100刀具材料參考進(jìn)給量高速鋼圓柱銑刀鋼0.1～0.5鑄鐵0.12117二、切削層參數(shù)（1）切削層公稱厚度hD

，銑刀上相鄰兩個刀齒主切削刃形成的過渡表面間的垂直距離。1.直齒圓柱銑刀切削厚度是一個隨時變化的量。每一瞬間的值為：二、切削層參數(shù)（1）切削層公稱厚度hD，銑刀上相鄰兩個刀118通常以ψ=δ/2時的切削厚度作為平均切削厚度則：平均切削厚度為：

切削層公稱度bD寬切削刃參加工作長度。bD

=

ap

通常以ψ=δ/2時的切削厚度作為平均切削厚度則：平均切削厚度1192.螺旋齒圓柱銑刀bD隨刀齒工作位置不同而變化。刀齒切入工件后，bD由零逐漸增大至最大值，然后逐漸減小至零。2.螺旋齒圓柱銑刀bD隨刀齒工作位置不同而變化。刀齒切入工120刀齒開始切入時厚度最小，在中心位置時最大，以后又逐漸減小。3.端銑刀刀齒開始切入時厚度最小，在中心位置時最大，以后又逐漸減小。12110.3銑削力(一）

作用在銑刀刀齒上的銑削力根據(jù)對刀具和銑削加工動力的影響可分為：

（1）主切削力Fc

在銑刀圓周方向上的分力，又稱切向力或圓周力。消耗功率最多，是主切削力。

（2）垂直銑削力Fcn

在銑刀的半徑方向上的分力，又稱徑向力。一般不消耗功率，但會使刀桿彎曲變形。

（3）背向力（軸向力）Fp

它作用于銑刀的軸線方向。Fcn

與Fp的大小對螺旋齒圓柱銑刀來說與螺旋角β（λs）的大小有關(guān)；端銑刀的Fcn

與Fp則與主偏角κr和刃傾角λs的大小有關(guān)。10.3銑削力(一）作用在銑刀刀齒上的銑削122圓柱銑刀切削力端銑刀切削力圓柱銑刀切削力端銑刀切削力123(二)作用在工件上的銑削分力Fc與Fcn

合力Fa可分解為Ff和FfN：根據(jù)對加工過程和機(jī)床的影響，按工作臺運(yùn)動方向分解：（1）縱向分力Ff：與工作臺的縱向運(yùn)動方向平行，又稱進(jìn)給力，它消耗進(jìn)給電機(jī)的功率。（其作用方向順銑時與進(jìn)給方向一致；逆銑時與進(jìn)給方向相反。）

（2）垂直分力Ffn：作用在銑床工作臺面的垂直方向上，由于銑床這個方向上的剛度最低，當(dāng)Fv大時，易引起振動。（其作用方向可能向下，將工件壓向工作臺，也可能向上，將工件自銑床工作臺抬起。）（3）橫向進(jìn)給力Fe:作用于橫向進(jìn)給方向的分力。(二)作用在工件上的銑削分力Fc與Fcn合力Fa可分解為124表各銑削分力的比值銑削條件比式對稱銑不對稱銑逆銑順銑端銑ɑe=（0.4～0.8）do?z=0.1～0.2mm/zFf/Fc0.3～0.40.6～0.90.15～0.30Fv/Fc0.85～0.950.45～0.70.9～1.00Fe/Fc0.5～0.550.5～0.550.5～0.55圓周銑削（立銑刀、盤銑刀、圓柱銑刀和成形銑刀）ɑe=0.05do?z=0.1～0.2mm/zFf/Fc——1.0～1.20.80～0.90Fv/Fc0.2～0.30.75～0.800.35～0.40（或0.28tanβ）0.35～0.40（或0.28tanβ）Fe/Fc主切削力可根據(jù)M=Fcdo

/2求得，其他各力則可根據(jù)它們與主切削力Fc的比值（見表）求得。表各銑削分力的比值銑削條件比式對稱銑不對稱銑逆銑順銑端125二、銑削力計算主切削力Fc的計算還可用有關(guān)手冊經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計算，它與工件材料、刀具材料、銑刀的形式以及銑削用量有關(guān)。二、銑削力計算主切削力Fc的計算還可用有關(guān)手冊經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行12610.4銑削方式一、圓周銑削方式周銑有順銑和逆銑兩種方式。10.4銑削方式一、圓周銑削方式127逆銑時，（1）刀齒的切削厚度從ac=0至acmax,軌跡線平坦拉長，切削平穩(wěn);（2）由于切削齒刃鈍圓半徑的影響，在開始切入時刀齒在工作表面上打滑、產(chǎn)生擠壓和摩擦，使已加工表面產(chǎn)生硬化，表面粗糙度值變大，銑刀磨損增大。同時，工件表面受到較大的擠壓應(yīng)力，冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重，加劇刀齒磨損，并影響已加工表面質(zhì)量。逆銑時，（1）刀齒的切削厚度從ac=0至acmax,128順銑時，（1）切削厚度由厚變薄，無“滑行”現(xiàn)象，軌跡線短而陡，（2）摩擦擠壓較輕，加工表面粗糙度值小，銑削力小，銑刀磨損也小。同時，（3）垂直分力向下，將工件壓向工作臺，避免銑削時上下振動。（4）但切削力的水平分力與進(jìn)給方向相同，有使絲杠和絲母工作面脫開的趨勢，容易引起加工中水平方向的竄動?？傮w來看，順銑比逆銑優(yōu)點(diǎn)多，但必須要求機(jī)床有消除間隙機(jī)構(gòu)。

（3）作用于工件上的進(jìn)給力Ff與其進(jìn)給方向相反，使銑床工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的絲杠螺母始終保持良好的左側(cè)面接觸，因此進(jìn)給速度比較平穩(wěn)。逆銑時刀齒是從切削層內(nèi)部開始工作的，當(dāng)工件表面有硬皮時，對刀齒沒有直接影響；（4）切削力的垂直分力方向向上，有使工作臺抬起的趨勢，影響夾緊力。順銑時，（1）切削厚度由厚變薄，無“滑行”現(xiàn)象，軌跡129二、端銑方式

端銑有對稱銑與不對稱逆銑、不對稱順銑三種方式。銑淬硬鋼采用對稱銑；銑碳鋼和合金鋼用不對稱逆銑，減小切入沖擊，↑刀具壽命；銑不銹鋼和耐熱合金用不對稱順銑。二、端銑方式1301）對稱銑削（a圖）被銑工件安放在銑刀軸心移動軌跡的對稱位置時，稱為對稱銑削。把銑刀刀齒切入工件處和銑刀中心的連線與銑刀軸心移動軌跡間的夾角，稱為切入角；銑刀刀齒切出工件處和銑刀中心的連線與銑刀軸心移動軌跡間的夾角，稱為切出角。在切入角范圍內(nèi)類似于逆銑，在切出角范圍內(nèi)相當(dāng)于順銑。對稱銑削時切入角等于切出角，一半是逆銑削，一半是順銑削。1）對稱銑削（a圖）1312）不對稱銑削（b圖與c圖）被銑工件平分線相對于銑刀軸心移動軌跡，有一偏移量時，稱為不對稱銑削。逆銑部分大于順銑部分時，稱為不對稱逆銑；順銑部分大于逆銑部分時，稱為不對稱順銑。切入角和切出角位于逆銑一側(cè)時為正值，位于順銑一側(cè)時為負(fù)值。據(jù)有關(guān)資料介紹，工件與銑刀擺放位置會影響刀具使用壽命十幾倍，因此要重視銑削時工件的位置擺放。2）不對稱銑削（b圖與c圖）132一.銑刀的磨損形式10.5銑刀的磨損a)高速鋼銑刀的后面磨損b)硬質(zhì)合金銑刀的前、后面同時磨損銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在后刀面上.高速鋼圓柱銑刀粗銑取VB=0.6,精銑為合金面銑刀銑削鋼件為VB=1-1.2,鑄件為一.銑刀的磨損形式10.5銑刀的磨損a)高速鋼銑刀的后133二.防止銑刀破損的措施1.合理選擇銑刀刀片牌號：應(yīng)選用韌性高、抗熱裂紋敏感性小，且具有較好耐熱性和耐磨性的刀片材料。2.合理選擇銑刀切削用量：在一定加工條件下，存在一個不產(chǎn)生破損的安全工作區(qū)域，如圖所示。二.防止銑刀破損的措施1343.合理選擇工件與銑刀之間的相對位置：合理地選擇面銑刀安裝位置對減少面銑刀破損起著重要作用。圖10-12面銑刀切入工件時，前面與工件的接觸位置

a)面銑刀刀齒切削面積b)<δc)>δ3.合理選擇工件與銑刀之間的相對位置：合理地選擇面銑刀安裝位135圖10-13最佳銑刀直徑與安裝位置的選擇

a)不對稱順銑b)對稱銑削

c)大直徑銑刀對稱銑削d)大直徑銑刀不對稱銑削當(dāng)被銑削工件的寬度已經(jīng)給定時，面銑刀直徑和安裝位置的選擇方案如下圖所示。圖10-13最佳銑刀直徑與安裝位置的選擇

a)不對稱順銑136立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刃為副切削刃,它們可同時進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。主切削刃一般為螺旋齒，可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。由于普通立銑刀端面中心處無切削刃，所以立銑刀不能作軸向進(jìn)給，端面刃主要用來加工與側(cè)面相垂直的底平面。10.6常用尖齒銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與應(yīng)用一、立銑刀為了能加工較深的溝槽，并保證有足夠的備磨量，立銑刀的軸向長度一般較長。為了改善切屑卷曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞，刀齒數(shù)比較少，容屑槽圓弧半徑則較大。一般粗齒立銑刀出數(shù)Z=3～4，細(xì)齒立銑刀齒數(shù)Z=5～8，套式結(jié)構(gòu)Z=10～20，容屑槽圓弧半徑r=2-5mm。立銑刀圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刃為副切削刃,137標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的螺旋角β為40o～45o(粗齒)和30o～35o(細(xì)齒)，套式結(jié)構(gòu)立銑刀的β為15o～25o。直徑較小的立銑刀，一般制成帶柄形式。GB規(guī)定:Φ2～Φ71mm的立銑刀制成直柄；Φ6～Φ63mm的立銑刀制成莫氏錐柄；Φ25～Φ80mm的直銑刀做成7：24錐柄，內(nèi)有螺孔用來拉緊刀具。直徑為Φ40～Φ160的立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。a)端面切削刃不通過中心b）端面切削刃通過中心（1）高速鋼立銑刀——加工凹槽、臺階面及成形表面。標(biāo)準(zhǔn)立銑刀的螺旋角β為40o～45o(粗齒)和30o～3138（2）硬質(zhì)合金立銑刀整體式硬質(zhì)合金立銑刀（2）硬質(zhì)合金立銑刀整體式硬質(zhì)合金立銑刀139普通可轉(zhuǎn)位立銑刀和鉆銑刀a)普通可轉(zhuǎn)位立銑刀b）端刃過中心可轉(zhuǎn)位立銑刀c）圓刀片立銑刀d）鉆銑刀普通可轉(zhuǎn)位立銑刀和鉆銑刀a)普通可轉(zhuǎn)位立銑刀b）端刃過中140圖10-17前面為波紋形曲面的立銑刀刀片

a)輕型切削刀片b)大多數(shù)材料普通加工用刀片c)重載切削刀片圖10-17前面為波紋形曲面的立銑刀刀片

a)輕型切削刀片141

鉆銑刀用途a)銑臺階面和開口槽b）鉆淺孔c）銑封閉槽d）坡銑斜槽圓刀片立銑刀鉆銑刀用途圓刀片立銑刀142圖10-18加工凹窩、型腔的常用方法

a)二軸坡走銑b)螺旋插補(bǔ)銑c)圓弧插補(bǔ)銑圖10-18加工凹窩、型腔的常用方法

a)二軸坡走銑b)143銑刀進(jìn)給方式銑刀進(jìn)給方式144可轉(zhuǎn)位螺旋立銑刀可轉(zhuǎn)位螺旋立銑刀145模塊式螺旋齒立銑刀模塊式螺旋齒立銑刀146二、鍵槽銑刀—加工圓頭封閉鍵槽。鍵槽銑刀有兩個刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，既像立銑刀，又像鉆頭。加工時先軸向進(jìn)給達(dá)到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長。直柄鍵槽銑刀直徑d=2～22mm，錐柄鍵槽銑刀直徑d=14～50mm。鍵槽銑刀的圓周切削刃僅在靠近端面的一小段長度內(nèi)發(fā)生磨損，重磨時，只需刃磨端面切削刃，因此重磨后銑刀直徑不變。二、鍵槽銑刀—加工圓頭封閉鍵槽。鍵槽銑刀有兩個刀齒，圓柱面147直齒三面刃銑刀錯齒三面刃銑刀三、三面刃銑刀—加工凹槽和臺階面。直齒三面刃銑刀錯齒三面刃銑刀三、三面刃銑刀—加工凹槽和臺階148鑲齒三面刃銑刀鑲齒三面刃銑刀149硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位三面刃銑刀硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位三面刃銑刀150四、角度銑刀—加工帶角度的溝槽和斜面。a）單角度銑刀b）雙角度銑刀四、角度銑刀—加工帶角度的溝槽和斜面。a）單角度銑刀151模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀(圓錐半角α/2=3o、5o、7o、10o），圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。模具銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。小規(guī)格的硬質(zhì)合金模具銑刀多制成整體結(jié)構(gòu)，16mm以上直徑的，制成焊接或機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)。五、模具銑刀—加工模具型腔或凸模成形表面。模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀(圓錐半角α/2152高速鋼模具銑刀a）圓錐形立銑刀b）圓柱形球頭立銑刀c）圓錐形球頭立銑刀高速鋼模具銑刀a）圓錐形立銑刀b）圓柱形球頭立銑153硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)銼154二、其他種類

面銑刀(1)可轉(zhuǎn)位面銑刀結(jié)構(gòu)

(2)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑和齒數(shù)

(3)可轉(zhuǎn)位面銑刀幾何角度10.7可轉(zhuǎn)位面銑刀一、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀(1)陶瓷可轉(zhuǎn)位面銑刀

(2)立方氮化硼可轉(zhuǎn)位面銑刀

(3)聚晶金剛石可轉(zhuǎn)位面銑刀應(yīng)用：高速銑削較大平面。特點(diǎn)：剛性好、效率高、質(zhì)量好、刀具壽命高、加工成本低、使用方便。結(jié)構(gòu)：面銑刀的圓周表面為主切削刃，端面上為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr。鑲齒結(jié)構(gòu)：上壓式、楔塊式、壓孔式。二、其他種類(1)可轉(zhuǎn)位面銑刀結(jié)構(gòu)

(2)可轉(zhuǎn)位面銑刀直155一、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀（楔塊式）圖---------硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀

1—刀墊2—楔塊3—緊固螺釘

4—偏心銷5—刀體6—刀片一、硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位面銑刀（楔塊式）圖---------硬質(zhì)156（一）可轉(zhuǎn)位面銑刀的結(jié)構(gòu)1）上壓式2）

楔塊