铣削工艺与刀具设计 ppt课件
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铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
3 铣刀用量和切削层参数
(1)铣削用量四要素 铣削速度v: 切削刃上指定点的线速度
v=πd0n/(1000*60) (m/s) 进给量af： 铣刀转过一个刀齿，铣刀与工件的相对位移（mm/z）；
f： 铣刀转过一转，铣刀与工件的相对位移(mm/rev)； vf ：铣刀沿进给运动方向的运动速度(mm/min)。
后面与切削平面间的夹角， 在正交平面中测量。
减小后面与工作表面间的摩擦， 并与前角决定切削刃的锋 利和强度。
铣削工艺与刀具设计
各参考系几何角度间的关系
主剖面参考系 几何角度
进给切深面参考系 几何角度
法剖面参考系 几何角度
铣削工艺与刀具设计
工程图中角度标注原则： 1 尽量按照参考系标注； 2 考虑加工调整方便。
切削面积 每齿切削面积 Ac: 在基面内测量的每齿切削层面积 Ac= ac* aw: 铣刀切削面积 Ac Σ:在基面内测量的每转切削层面积 Ac Σ = Ac :
金属切除率zw： zw = ap * ae * vf = ap * ae * af *z*n
铣削工艺与刀具设计
铣削时切削厚度的变化
铣削工艺与刀具设计
6 尖齿铣刀设计
（1）尖齿铣刀的主要结构参数 直径和孔径：d0=d+2m+2H 齿数 z<0.12 d0 （粗齿）
z>0.12 d0 （密齿） 刀齿及容屑槽
在工艺系统刚性所允许的条件下，首先应尽可能选择 较给大量的fz；铣最削后深根度据ap所和选铣定削的宽耐度用ac；度其计次算选铣择削较速大度的vc 每。齿进 （1）铣削深度ap和铣削宽度ac的选择
对于端铣刀，选择吃刀量的原则是：当加工余量≤8mm， 且工艺系统刚度大，机床功率足够时，留出半精铣余量 0.5~2mm以后，应尽可能一次去除多余余量；当余量＞ 8mm时，可分两次或多次走刀。铣削宽度和端铣刀直径应 保持以下关系：
d0=(l.l~1.6) ac（mm） ac的对选于择圆原柱则铣与刀端，铣铣刀削铣深削度深a度p应的小选于择铣原刀则长相度同，。铣削宽度
铣削工艺与刀具设计
（2）进给量的选择 每齿进给量fz是衡量铣削加工效率水平的重要指标。粗
铣时fz主要受切削力的限制，半精铣和精铣时，fz主要受表 面粗糙度限制。
铣削工艺与刀具设计
(3) 铣削速度vc的确定
公式法：
vc TmfCzxavDpyqBrzn (m/min)
使用方法： 初选铣削深度和铣削宽度； 计算切削速度； 调整切削参数以满足切削速度的要求。
其中的指数和系数Βιβλιοθήκη Baidu表。
铣削工艺与刀具设计
查表法： 铣削速度的确定可查铣削用量手册，如《机械加工工
艺手册》第l卷等
铣削工艺与刀具设计
主切削刃与基面间的夹角， 控制切屑流向，影响切削刃
在切削平面中测量。
强度和切削分力的大小。
前面与基面间的夹角，在背 平面中测量
决定切削刃的强度和切 屑的流向，影响切削分 力的大小和表面质量。
侧前角 γ f （径向前
角）
前面与基面间的夹角，在假 决定刀齿的强度和切削力的
定工作平面中测量。
大小。
铣削工艺与刀具设计
铣削原理与刀具
铣削工艺与刀具设计
主要内容
1. 铣刀的种类和用途 2. 铣刀的几何角度 3. 铣削的切削参数和切削面积 4. 铣削的切削力 5. 铣削的切削用量 6. 尖齿铣刀设计 7. 硬质合金端铣刀设计 8. 铣刀制造过程中的基本问题 9. 仿形齿轮铣刀设计与制造 10. 铣刀的正确使用
铣削工艺与刀具设计
1 铣刀的种类和用途
铣刀的 种类 特点和 用途
铣削工艺与刀具设计
立铣刀的变形
铣削工艺与刀具设计
立铣刀的变形
铣削工艺与刀具设计
立铣刀的变形
铣削工艺与刀具设计
盘铣刀的变形
铣削工艺与刀具设计
铣刀的应用
1.粗铣刀Ⅰ2.粗铣刀Ⅱ3.加深立铣刀 4.半精铣刀Ⅱ5.半精铣刀Ⅱ6.精铣刀
铣削工艺与刀具设计
名称 符号 定义
作用
主偏角 kr
副偏角 kr'
后角
a0
主切削平面与假定工作平面 影响刀尖部分的强度、切削分 间的夹角，在基面中测量。 力之间的比例、工件表面 的形状和切削刃参加切削 的长度。
副切削平面与假定工作平面 减小副切削刃、副后面与工件 间的夹角，在基面中测量 已加工表面的摩擦，影响 表面粗糙度。
铣削时切削层参数的计算（周铣）
a c f z sin
aw B
a c max f z sin 1
a cav
f z sin
1 2
铣削工艺与刀具设计
铣削时切削层参数的计算（端铣）
a c f z cos sin r
aw
ap sin
r
a cav
f z a e sin r d 0
铣削工艺与刀具设计
2 铣刀的几何角度
铣削工艺与刀具设计
圆柱铣刀的几何角度
铣削工艺与刀具设计
端铣刀的几何角度
铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
名称 符号 定义
作用
前角
γ0
刃倾角 λs
背前角 γ p （轴向前
角）
前面与基面间的夹角，在主 剖面中测量。
决定切削刃的锋利程度和强 度。增大前角可减小切 屑变形，减小切削力和 切削功率。tr>
纵向铣削分力Fx：作用于机床纵向工作台方向 横向铣削分力Fy：作用于机床横向工作台方向 垂直铣削分力Fz：作用于机床升降工作台方向
对于不同的研究内容，采用不同的分解方法。
铣削工艺与刀具设计
铣削力的计算
铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
5 铣刀的切削用量
铣削用量的选择原则是：“在保证加工质量的前提下， 充分发挥机床工作效能和刀具切削性能”。
vf =f*n= af *z*n 铣削深度ap: 平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸
铣削宽度ae: 垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸
铣削工艺与刀具设计
铣削用量
铣削工艺与刀具设计
(2) 切削层参数 切削厚度ac:在基面内测量的相邻刀齿主切削刃运动轨迹间的距离。 切削宽度aw:在基面内测量的 铣刀主切削刃的工作长度。
球头铣刀的切削层
铣削工艺与刀具设计
铣削 用量
切削层 参数
铣削工艺与刀具设计
铣削方式 左：周铣 下：端铣
铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
4 铣刀的切削力
铣削工艺与刀具设计
铣削力的分解 切向铣削分力Fc：作用在铣刀切线方向 径向铣削分力Fp：作用于铣刀半径方向 轴向铣削分力Fo：作用于铣刀轴线方向
铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
3 铣刀用量和切削层参数
(1)铣削用量四要素 铣削速度v: 切削刃上指定点的线速度
v=πd0n/(1000*60) (m/s) 进给量af： 铣刀转过一个刀齿，铣刀与工件的相对位移（mm/z）；
f： 铣刀转过一转，铣刀与工件的相对位移(mm/rev)； vf ：铣刀沿进给运动方向的运动速度(mm/min)。
后面与切削平面间的夹角， 在正交平面中测量。
减小后面与工作表面间的摩擦， 并与前角决定切削刃的锋 利和强度。
铣削工艺与刀具设计
各参考系几何角度间的关系
主剖面参考系 几何角度
进给切深面参考系 几何角度
法剖面参考系 几何角度
铣削工艺与刀具设计
工程图中角度标注原则： 1 尽量按照参考系标注； 2 考虑加工调整方便。
切削面积 每齿切削面积 Ac: 在基面内测量的每齿切削层面积 Ac= ac* aw: 铣刀切削面积 Ac Σ:在基面内测量的每转切削层面积 Ac Σ = Ac :
金属切除率zw： zw = ap * ae * vf = ap * ae * af *z*n
铣削工艺与刀具设计
铣削时切削厚度的变化
铣削工艺与刀具设计
6 尖齿铣刀设计
（1）尖齿铣刀的主要结构参数 直径和孔径：d0=d+2m+2H 齿数 z<0.12 d0 （粗齿）
z>0.12 d0 （密齿） 刀齿及容屑槽
在工艺系统刚性所允许的条件下，首先应尽可能选择 较给大量的fz；铣最削后深根度据ap所和选铣定削的宽耐度用ac；度其计次算选铣择削较速大度的vc 每。齿进 （1）铣削深度ap和铣削宽度ac的选择
对于端铣刀，选择吃刀量的原则是：当加工余量≤8mm， 且工艺系统刚度大，机床功率足够时，留出半精铣余量 0.5~2mm以后，应尽可能一次去除多余余量；当余量＞ 8mm时，可分两次或多次走刀。铣削宽度和端铣刀直径应 保持以下关系：
d0=(l.l~1.6) ac（mm） ac的对选于择圆原柱则铣与刀端，铣铣刀削铣深削度深a度p应的小选于择铣原刀则长相度同，。铣削宽度
铣削工艺与刀具设计
（2）进给量的选择 每齿进给量fz是衡量铣削加工效率水平的重要指标。粗
铣时fz主要受切削力的限制，半精铣和精铣时，fz主要受表 面粗糙度限制。
铣削工艺与刀具设计
(3) 铣削速度vc的确定
公式法：
vc TmfCzxavDpyqBrzn (m/min)
使用方法： 初选铣削深度和铣削宽度； 计算切削速度； 调整切削参数以满足切削速度的要求。
其中的指数和系数Βιβλιοθήκη Baidu表。
铣削工艺与刀具设计
查表法： 铣削速度的确定可查铣削用量手册，如《机械加工工
艺手册》第l卷等
铣削工艺与刀具设计
主切削刃与基面间的夹角， 控制切屑流向，影响切削刃
在切削平面中测量。
强度和切削分力的大小。
前面与基面间的夹角，在背 平面中测量
决定切削刃的强度和切 屑的流向，影响切削分 力的大小和表面质量。
侧前角 γ f （径向前
角）
前面与基面间的夹角，在假 决定刀齿的强度和切削力的
定工作平面中测量。
大小。
铣削工艺与刀具设计
铣削原理与刀具
铣削工艺与刀具设计
主要内容
1. 铣刀的种类和用途 2. 铣刀的几何角度 3. 铣削的切削参数和切削面积 4. 铣削的切削力 5. 铣削的切削用量 6. 尖齿铣刀设计 7. 硬质合金端铣刀设计 8. 铣刀制造过程中的基本问题 9. 仿形齿轮铣刀设计与制造 10. 铣刀的正确使用
铣削工艺与刀具设计
1 铣刀的种类和用途
铣刀的 种类 特点和 用途
铣削工艺与刀具设计
立铣刀的变形
铣削工艺与刀具设计
立铣刀的变形
铣削工艺与刀具设计
立铣刀的变形
铣削工艺与刀具设计
盘铣刀的变形
铣削工艺与刀具设计
铣刀的应用
1.粗铣刀Ⅰ2.粗铣刀Ⅱ3.加深立铣刀 4.半精铣刀Ⅱ5.半精铣刀Ⅱ6.精铣刀
铣削工艺与刀具设计
名称 符号 定义
作用
主偏角 kr
副偏角 kr'
后角
a0
主切削平面与假定工作平面 影响刀尖部分的强度、切削分 间的夹角，在基面中测量。 力之间的比例、工件表面 的形状和切削刃参加切削 的长度。
副切削平面与假定工作平面 减小副切削刃、副后面与工件 间的夹角，在基面中测量 已加工表面的摩擦，影响 表面粗糙度。
铣削时切削层参数的计算（周铣）
a c f z sin
aw B
a c max f z sin 1
a cav
f z sin
1 2
铣削工艺与刀具设计
铣削时切削层参数的计算（端铣）
a c f z cos sin r
aw
ap sin
r
a cav
f z a e sin r d 0
铣削工艺与刀具设计
2 铣刀的几何角度
铣削工艺与刀具设计
圆柱铣刀的几何角度
铣削工艺与刀具设计
端铣刀的几何角度
铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
名称 符号 定义
作用
前角
γ0
刃倾角 λs
背前角 γ p （轴向前
角）
前面与基面间的夹角，在主 剖面中测量。
决定切削刃的锋利程度和强 度。增大前角可减小切 屑变形，减小切削力和 切削功率。tr>
纵向铣削分力Fx：作用于机床纵向工作台方向 横向铣削分力Fy：作用于机床横向工作台方向 垂直铣削分力Fz：作用于机床升降工作台方向
对于不同的研究内容，采用不同的分解方法。
铣削工艺与刀具设计
铣削力的计算
铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
5 铣刀的切削用量
铣削用量的选择原则是：“在保证加工质量的前提下， 充分发挥机床工作效能和刀具切削性能”。
vf =f*n= af *z*n 铣削深度ap: 平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸
铣削宽度ae: 垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸
铣削工艺与刀具设计
铣削用量
铣削工艺与刀具设计
(2) 切削层参数 切削厚度ac:在基面内测量的相邻刀齿主切削刃运动轨迹间的距离。 切削宽度aw:在基面内测量的 铣刀主切削刃的工作长度。
球头铣刀的切削层
铣削工艺与刀具设计
铣削 用量
切削层 参数
铣削工艺与刀具设计
铣削方式 左：周铣 下：端铣
铣削工艺与刀具设计
铣削工艺与刀具设计
4 铣刀的切削力
铣削工艺与刀具设计
铣削力的分解 切向铣削分力Fc：作用在铣刀切线方向 径向铣削分力Fp：作用于铣刀半径方向 轴向铣削分力Fo：作用于铣刀轴线方向