铣削工艺与刀具设计 PPT

立铣刀的变形
立铣刀的变形
立铣刀的变形
盘铣刀的变形
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
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
圆柱铣刀的几何角度
端铣刀的几何角度
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
夹紧机构
楔块夹紧： 定位夹紧效果好 结构复杂
夹紧机构
弹性夹紧： 换刀方便 夹紧力小
夹紧机构
上压式夹紧： 结构简单 加工要求高
简化上压式夹紧： 结构简单 加工要求高
弹性挤压夹紧： 结构简单 加工要求高
压孔式夹紧： 结构简单 加工要求高 刀片有后角
夹紧机构
夹紧机构
夹紧机构
（3）端铣刀与主轴的连接形式
端铣刀与主轴的连接形式
端铣刀与主轴的连接形式
端铣刀与主轴的连接形式
端铣刀与主轴的连接形式
Biblioteka Baidu
（4）端铣刀刀槽位置计算
刀具角度=刀片角度+刀槽角度 （图4-31b）
tanptanocorstanssinr tanf tanosinrtanscors
tan tan p cos f
e
d0 2
sin
铣削原理与刀具
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
1 铣刀的种类和用途
铣刀的 种类 特点和 用途
（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。
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。
其中的指数和系数查表。
f
h tan
Hb
cos
H
d0 2
cos
f
m
sinb(r)sicnro co sss
（5）端铣刀的改进设计
非均匀分布刀齿设计
为防止工艺系统出
现共振，使切削平稳， 还开发出一种不等分齿 距铣刀。
在铸钢、铸铁件的
大余量粗加工中建议优 先选用不等分齿距的铣 刀。
阶梯型刀齿设计
阶梯型铣刀 的切削图形
（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
法剖面参考系 几何角度
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。
(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)。
球头铣刀的切削层
铣削 用量
切削层 参数
铣削方式 左：周铣 下：端铣
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
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
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
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
（2）尖齿铣刀的改进设计
大螺旋角铣刀 λs=60o （切钢材） λs=40o （切铸铁）
金属切除率zw： zw = ap * ae * vf = ap * ae * af *z*n
铣削时切削厚度的变化
a c f z sin
aw B
a c max f z sin 1
a cav
f z sin
1 2
a c f z cos sin r
aw
ap sin
r
a cav
f z a e sin r d 0
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
铣削用量
(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。
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 :
增加刀齿强度和容屑空间 可以增加切削深度，提高生产率。
采用分屑措施
采用高性能刀片材料 涂层硬质合金 CBN 金刚石
（1）硬质合金端铣刀的结构
整体式
焊接装配式
可转位端铣刀
（2）刀片的定位与夹紧 定位：六点定位消除六个自由度
实际定位元件
实际定位元件
实际定位元件
夹紧机构
楔块夹紧： 夹紧可靠 刀垫加工要求高
对于不同的研究内容，采用不同的分解方法。
铣削力的计算
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”。
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
大型铣刀盘在离心力作用下的应力云图
大型铣刀盘在切削力作用下的应力云图
立装刀片铣刀设计
由于刀片采用切削力夹紧， 夹紧力随切削力的增大而增大， 因此可省去夹紧元件，增大容 屑空间。
由于刀片切向安装，在切 削力方向的硬质合金截面较大， 因而可进行大切深、大走刀量 切削，这种铣刀适用于重型和 中量型的铣削加工。