金属切削原理及刀具第9章

4）刃倾角
圆柱形铣刀和立铣刀的螺旋角就是刃倾角，它影响了铣刀同时工作 的齿数、铣削过程的平稳性和实际工作前角等。
硬质台金端铣刀的刃倾角对刀尖强度影响较大，只有加工软钢及其 他低强度材料时，才用正刃倾角。铣刀刃倾角的数值见表9-3。
表9-3 铣刀刃倾角的数值
铣刀类 型
圆柱形铣刀
粗齿
细齿
硬质合金端铣 两（三）面刃
刀
铣刀
立铣刀
键槽铣 刀
40°～ 60°
－15°～5° 10°～15°
25°～30°
30°～ 45°
15°～ 20°
9.3 铣削原理
9.3.1 铣削方式
1.周铣 周铣是指利用分布在铣刀圆柱面上的切削刃来形成平面（或
表面）的铣削方法。 周铣又分为两种铣削方式，即逆铣和顺铣，如图所示。
逆铣和顺铣
如图所示为逆铣、顺铣时的铣削分力作用方向。
如图所示。端铣刀的一 个刀齿，就相当于一把 普通外圆车刀，但其角 度标注方法与车刀相同。
端铣刀的几何角度
3.铣刀几何角度的合理选择 1）前角
铣刀的前角也是根据工件材料的性质来选择的，其原则与车刀前角 的原则基本相同。
表9-1 铣刀前角的数值
工件材料
高速钢铣刀前角 硬质合金铣刀前角
b ≤0.589 GPa
螺旋角β是螺旋切削刃展开成直线后与铣刀轴线（基面）间的夹角，
相当于车刀的刃倾角λs。它能使刀齿逐渐地切入和切离工件，提高铣削
的平稳性。增大螺旋角β能使形成的螺旋形切屑沿着刀齿前刀面排出在
容屑槽内，改善了切屑排出情况，同时也能增加实际切削前角，使切削
轻快。一般取细齿圆柱形铣刀的螺旋角β=30°～35°，粗齿圆柱形铣刀
（9-1）
3）法向后角和端面后角 法向后角αn是在法平面内后刀面和切削平面间的夹角。端面后
角αo是在端平面内后刀面和切削平面间的夹角。铣削时应选择较大 的端面后角，通常取αo=12°～16°。一般情况下在图纸上只标注 αo。它和αn的关系为 tanαo=tan αn cos β （9-2）
2.端铣刀的几何角度 端铣刀的几何角度
20°
5°～12°
钢
0.589 GPa＜ b ＜0.981 GPa
15°
－5°～5°
b ≥0.981 GPa
10°～12°
－10°～－5°
铸铁
5°～15°
－5°～5°
2）后角
铣刀后角主要根据进给量的大小来选择。因铣刀进给量小，所
以铣刀后角取大值，一般应比车刀后角值大。铣刀后角的数值见表
9-2。
的螺旋角β=40°～45°。
2）法向前角和端面前角
法向前角γn是在法平面内前刀面和基面间的夹角。端面前角γo是在 端平面内前刀面和基面间的夹角。对圆柱形铣刀而言，端平面相当于正
Байду номын сангаас
交平面。制造铣刀时，须知γn，而测量铣刀前角时，须知γo。通常在图
纸上只标注γn，它和γo之间的关系为
tan γn=tan γo cos β
按用途和结构形式分类的铣刀
1）圆柱形铣刀 圆柱形铣刀的切削刃呈螺旋状分布在圆柱表面上，其两端面无切削
刃。它常用来在卧式铣床上加工平面。圆柱形铣刀多采用高速钢整体制 造，也可以镶焊硬质合金刀条。 2）端铣刀
端铣刀的切削刃分布在其端面上。切削时，端铣刀轴线垂直于被加 工表面。它常用来在立式铣床上加工平面。端铣刀多采用硬质合金刀齿， 故生产效率较高。
6）键槽铣刀
键糟铣刀是铣制键槽的专用刀具。它仅有两个刃瓣，其圆周和端面上的切削 刃都可作为主切削刃，使用时先沿键槽铣刀轴向进给切入工件，然后沿键槽方 向进给铣出全槽。为保证被加工键槽的尺寸，键槽铣刀只重磨端面刃，常用它 来加工圆头封闭键槽。
7）角度铣刀
角度铣刀可分单角度铣刀和双角度铣刀。角度铣刀可用于铣削沟糟和斜面。
第9章 铣刀
1
9.1 铣刀的分类和用途
2
9.2 铣刀的几何参数
3
9.3 铣削原理
4
9.4 常用尖齿铣刀的结构和应用
9.1 铣刀的分类和用途
铣刀的种类繁多，其分类方法也较多。一般可按用途和结 构形式分类，也可按齿背形式分类。 1.按用途和结构形式分类
铣刀按其用途和结构形式可分为圆柱形铣刀、端铣刀、盘 形铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀和成形铣刀， 如图所示。
9.2 铣刀的几何参数
9.2.1 铣刀的标注角度参考系
圆柱形铣刀和端铣刀的辅助参考平面，如图所示。
圆柱形铣刀和端铣刀的辅助参考平面
9.2.2 铣刀的几何角度
1.圆柱形铣刀的几何角度 如图所示为圆柱形铣刀的几何角度。它包括螺旋角、法向前角、端
面前角、法向后角和端面后角。
圆柱形铣刀的几何角度
1）螺旋角
3）盘形铣刀 盘形铣刀包括槽铣刀、两面刃铣刀和三面刃铣刀，如图所示。
盘形铣刀的种类
4）锯片铣刀
锯片铣刀实际上就是薄片槽铣刀，其作用与切断车刀类似，用于切断材料或 铣削狭槽。
5）立铣刀
立铣刀的圆柱面上的螺旋切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。 立铣刀可加工平面、台阶面和沟槽等，一般不能作轴向进给运动。用于加工三 维成形表面的立铣刀，端部做成球形，称为球头立铣刀。其球面切削刃从轴心 开始，也是主切削刃，可作多向进给运动。
8）成形铣刀
成形铣刀用于加工成形表面。
2.按齿背形式分类 铣刀按其齿背形式可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀，如图所示。
按齿背形式分类的铣刀
1）尖齿铣刀 尖齿铣刀的齿背是铣制而成的，并在切削刃后磨出一条窄的后刀面，
用钝后仅需重磨后刀面。 2）铲齿铣刀
铲齿铣刀的齿背曲线是阿基米德螺旋曲线，是用专门铲齿刀铲制而 成的，用钝后可重磨前刀面。当铣刀切削刃为复杂廓形时，可保证铣刀 在使用过程中廓形不变。目前多数成形铣刀为铲齿铣刀，它比尖齿成形 铣刀容易制造，重磨简单。铲齿铣刀的后面如经过铲磨加工，可保证较 高的耐用度和被加工表面质量。
表9-2 铣刀后角的数值
铣刀种类
铣刀后角的数值
高速钢铣刀
粗齿 细齿
12° 16°
高速钢锯片铣刀
粗齿、细齿
20°
硬质合金铣刀
粗铣 精铣
6°～8° 12°～15°
3）主偏角和副偏角 硬质合金端铣刀的主偏角κr和副偏角κ′r推荐值如下： （1）铣钢时，κr=60°～75°，κ′r=0°～5°。 （2）铣铸铁时，κr=45°～60°，κ′r=0°～5°。 （3）采用槽铣刀和锯片铣刀时，κr=90°，κ′r=15′～1°。 （4）采用立铣刀和两(三)面刃铣刀时，κr=90°， κ′r=1°30′～2°。