铲齿成形铣刀结构参数的确定

铲齿成形铣刀结构参数的确定

一、容屑槽底形式

图1 铲齿成形铣刀的结构

铲齿成形铣刀容屑槽底有两种形式：一种是平底形式，如图1所示；另一种是中间凸起的加强形式，如表1所示。根据工件廓形最大高度hｗ来选择容屑槽底的形式，当hｗ较小和刀齿强度足够的情况下，可采用平底形式，否则，应采用加强形式。加强式槽底的形状可根据工件廓形确定。工件廓形为单面倾斜时，用I 型或Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型；工件廓形对称时，用Ⅳ型。

表1 加强型容屑槽形状及画法

二、齿形高度h和宽度B

如图1所示，成形铣刀齿形高度可取为

h＝hｗ＋（1~2）mm

式中hｗ—工件的廓形高度。

铣刀宽度B一般比工件廓形最大宽度Ｂｗ大1～5mm ，并应采用标准系列尺寸。

nextpage三、铣刀的孔径

用铣刀切削时，要求其刀杆直径足够大，以保证在铣削力作用下有足够的强度和刚度。因此，铣刀孔径应按强度或刚度条件计算决定。在一般情况下，可根据铣削宽度和切削条件选取。表2是根据生产经验推荐的数值。

表2 成形铣刀内孔直径

铣刀

的外

径

在保

证铣

刀孔

径足

够大和铣刀刀体强度足够的条件下，应选较小的铣刀外径，以减

小扭矩和减少高速钢的消耗。

设计铣刀时，可首先用下式估算外径，待确定了铣刀的其他有关

参数后，再校验铣刀刀体强度。

ｄ0=（2~2.2）d + 2. 2h+（2~6）mm （3—5—1）

对于加强形式的容屑槽，铣刀外径可小些

ｄ0=（1.6~2）d+2h+（2~6）mm （3—5—2）

表3给出了铣刀直径的推荐值，它是按式（3—5—1）与式

（3—5—2）计算的，并圆整为5的整数倍。

表3 成形铣刀外径

注：表中上栏为平底形容屑槽的铣刀外径，下栏为加强式容屑槽的铣刀外径。

五、铣刀的齿数

在保证刀齿强度和足够的重磨次数的条件下，应尽力取齿数多些，以便增加铣削的平稳性。齿数Zk与铣刀直径之间有如下关系。

Zk＝лd/t (3—5—3)

式中t—铣刀的圆周齿距。粗加工时，可取

t＝（1.8~2.4）H （3—5—4）

精加工时，可取

t＝（1.3一1.8）H (3—5—5)

式中H—容屑槽高度，由图4—19可看出

H=h＋K＋r

式中：K—刀齿铲削量r—容屑槽底半径，一般为1~3mm

由于齿数Zk未确定时K与r都不能确定，因此可按下式初步估算H

H＝h＋0. 06ｄ0＋（1～3）mm （3—5—6）

将式（3—5—6）代入式（3—5—5）或式（3—5—4），再代入式（3—5—3），可求出Zk ，也可根据生产经验按铣刀外径的

大小预选铣刀齿数，在设计计算出铣刀的其他结构参数后，再校验所选齿数是否合理。表是根据生产经验推荐的铲齿成形铣刀的齿数。此表适用于平底式容屑槽的不铲磨铣刀。对于加强式容屑槽，齿数可适当增加，对铲磨铣刀，齿数可适当减少。

表4 铲齿成形铁刀齿数

为了测量方便，一般宜将齿数取为偶数。但在铣刀齿数较少的情况下，若增加或减少一个刀齿，将对刀齿强度及可磨次数产生较大影响。在这种情况下，可取齿数为奇数。

nextpage六、铣刀的后角及铲削量

铲齿成形铣刀通常给出进给方向的后角αf，一般可取α f

=10°~15°,初步选定α f以后，需验算铣刀切削刃上某些点的主剖面后角αox（图2）

图2 成形铣刀的后角

tgaox＝tgafx sinκrx ≈tg a f sinκrx （3—5—7）

由式(6-7)可知κrx愈小，aox愈小，应保证aox不小于20~30。实际计算表明，当κrx

K＝πｄ0tgα f / Zk （mm）(3—5—8)

对于精度要求高的成形铣刀，其齿背除铲削外，尚需进行铲磨。铲磨的铣刀其齿背必须做成双重铲齿的形式，即在铲齿时，齿背的AB段用铲削量为K的凸轮进行铲削（图3a），而将BC段用较大的铲削量K，进行铲削，这样可将BC段多铲去一些，以免砂轮将B点以前磨光后，在B点以后形成凸台。

图3 齿背的双重铲磨

双重铲齿的铣刀齿背亦可做成图3b所示的形式。常将前者称为I型，后者称为II型。当采用I型铲齿形式时，K1可按下式计算K1＝（1 .3~1 .5）K （3—5—9）

计算出K与K1后，应按附录表2所列的铲床凸轮的升距（即铲削量）选取相近的数值。

当采用II型铲齿形式时，可按该表II型选取KZ 。

七、容屑槽尺寸（见图1）

1、容屑槽底半径r r可按下式计算

r＝π[ｄ0－2（h＋K）]／2AZk （3—5—10）

式中A—系数，一般铲磨齿背的成形铣刀，或齿廓高度h较大的成形铣刀，可取A=4 不铲磨齿背的或h较小的，可取A＝6。计算出的r应圆整为0. 5mm的整数倍。

2、容屑槽角θ θ值应按加工容屑槽所用的角度铣刀的系列选取，一般取为220、250、300等。当铣刀齿数少时选大值。少数情况下，可取θ为450, 如梳形螺纹铣刀即是。

3、容屑槽深度H 选取的H应保证铲齿时铲刀或砂轮不致碰到容屑槽底。对平底式容屑槽且不需铲磨的成形铣刀

H=h+K+r （3—5—11）

对于需铲磨的成形铣刀

I型齿背（见图4—21a）：H=h+r+(K+K1)/2 (3—5—12)

II型齿背（见图4—21b）：H=h+K+K2+r (3—5—13)

对于加强式容屑槽，槽底的画法及容屑槽深度可按表3—76决定。

nextpage八、分屑槽

当铣刀宽度B<20mm时，切削刃上不需做分屑槽。当B>20mm 时，可按表3—80推荐的尺寸和数目在切削刃上做出分屑槽。分屑槽亦需铲削。由于相邻刀齿的分屑槽需交错排列，因此，应取