具有倾斜角度的球头铣刀
刀具路径常见问题解答
刀具路径常见问题解答主要内容加工基础刀具与材料平面雕刻加工曲面雕刻加工公共参数刀具路径管理典型加工路径2.1加工基础1、什么是数控加工？数控加工就是将加工数据和工艺参数输入机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向驱动系统发送运动脉冲信号，驱动系统将脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床运动，从而完成零件加工。
2、数控加工一般包括那些内容？1）对图纸进行分析，确定加工区域；2）构造加工部分的几何形状；3）根据加工条件，选择加工参数，生成加工路径；4）刀具路径分析、模拟；5）开始加工；3、数控系统的控制动作包括那些？1）主轴的起、停、转速、转向控制；2）进给坐标轴的坐标、速度、进给方式（直线、圆弧等）；3）刀具补偿、换刀、辅助动作（机台锁紧/松开、冷却泵等开关）；4、常见的数控系统的有那些？Funuc, Siemens, Fidia, Heidenhain, Fagor, Num, Okuma, Deckel, Mitsubishi5、普通铣削和数控铣削的主要区别是什么？普通铣削的进给运动以单轴运动为主，数控铣削实现了多轴联动。
6、数控铣削加工常用的刀具是哪些？面铣刀、立铣刀、盘铣刀、角度铣刀、键槽铣刀、切断铣刀、成型铣刀。
7、数控加工中需要考虑的切削要素包括那些？主要考虑的因素是最大切除效率和主轴转速，最大切削效率决定于进给速度、吃刀深度、侧向进给量；主轴转速影响切削速度、每齿每转进给量。
8、影响切削加工的综合因素包括那些？1）机床，机床的刚性、功率、速度范围等2）刀具，刀具的长度、刃长、直径、材料、齿数、角度参数、涂层等；3）工件，材质、热处理性能、薄厚等；4）装卡方式（工件紧固程度），压板、台钳等；5）冷却方式，油冷、气冷等；9、数控铣加工的如何分类？一般按照可同时控制而且相互独立的轴数分类，常见的有两轴加工、两轴半加工、三轴加工、四轴加工、五轴加工。
10、四轴加工的对象是什么？主要用于加工单个的叶轮叶片、圆柱凸轮等。
考虑刀具变形的球头铣刀铣削力建模与仿真
１ 参与切削 的切削刃段信息的提取
参与切削的切削刃段的数 目和分布是决定铣削
力 大 小和 方 向的一 个 关 键 因 素 。在 复杂 曲面加 工
中，为准确抽取该信息，需要采用适当的方法对被 加工工件、刀具、被切除材料等实体进行描述和运 算。实体造型技术为三维物体提供了准确、完整、 无二义性的描述手段，采用以实体造型技术为基础 的直接布尔运算法进行加工过程几何仿真 ，通用性 好 ，精度高口。因此，本文选用 以商用 Ｃ ＤＣ Ｍ 】 Ａ ／Ａ 软件 Ｕ Ｉ ＧＩ 为平台的实体造型方法确定铣刀上参与 切削的部分。 算法的基本过程如下： 通过交互操作、 数据 文 件（ 转换和 ） 递或执 行 用户 程序 自动 生成 的 传 方法产生被加工工件的初始模型，用 曲线拟台的方 法 将球头铣 刀上的各部 分切削刃统一以分段三次 Ｎ Ｒ Ｓ 曲线表示 ；对于刀位文件中的每一走刀路 Ｕ Ｂ 径，用 多个 简单实体 的布尔并运 算产 生刀具扫描 体，用 原工件 实体和该刀具扫描体进行布尔差运
空、航天以及模具制造业中，球头刀具铣削过程分 析和铣削力仿真对加工精度预测、铣削过程适应控 制 以及工艺参数优化都有非常重要 的意义。复杂曲 面产品的加工 ，往往需要采用 “ 长径 比”较大的细
长刀具 ，在铣 削力 的作用 下 ，刀具的变 形及其 对 切
了抽取参与切削切削刃段信息的实体造型方法 ，给 出了刀具进给速 度 的三维 描述方 案 ，推 导 了三维 进 给运动下考虑刀具变形的瞬时切厚计算公式，建立 了三分量的球头铣刀铣削力模型，构造了改进的铣 削力收敛算法。在此基础上，开发了完善的球 头刀 具三轴铣削过程铣削力仿真系统，和 以往的研究相 比，具有完整、精确、合理、通用的特点。
剖析现代制造生产中球头铣刀产生纹路的原因及解决方法
常用的整体硬质合金球头铣刀一般多以两刃、三刃和四刃右旋为主，螺旋角多以30°、45°常见。
也有侧刃带锥度的，主要用于注塑模壁腔精加工或五轴机床的叶片精加工。
以下将从球头铣刀的切削轨迹因素和球头铣刀常见纹路产生的原因进行分析，并给出具体解决方法。
1 球头铣刀的切削轨迹球头铣刀常用于曲面半精加工和精加工，常见的轨迹有环绕铣削、平行铣削和等高铣削等。
不论选择的铣削方式如何，工件曲面都是由一条条相邻的切削轨迹叠加而成的。
相邻的两条轨迹间的距离称之为径向步距p。
径向步距的大小不仅对曲面的粗糙度有影响，也影响曲面的加工时间。
若曲面有效加工面积为S=1800mm2，径向步距p=0.1mm，进给速度F=1800mm/min，则加工时间T=10min。
球头铣刀因其形状特点，端部的每个圆弧刃切屑后所留下的痕迹是一个小凹球面。
当每齿进给量和径向步距相等时，每个小凹球面的横向和纵向距离相等。
若从宏观上观察这些由小凹球面构成的曲面会发现纹路很像整齐排列的鳞片，称之为鱼鳞纹，如图1所示。
图1 鱼鳞纹这种纹路也被称为基础纹，宏观层面上直接决定了工件的理论表面粗糙度。
也可以说，在选定刀具后只要确定了径向步距和加工速度（包括主轴和进给），被加工零件的表面粗糙度就已经被确定了。
在此前提下的所有改善和优化，对这个表面粗糙度几乎没有任何提高。
既然一开始就已经确定了粗糙度，还需要进行参数优化和改善切削环境的原因在于程序误差、速度控制、切削振动、冷却润滑等诸多因素存在影响，导致在实际的加工过程中零件表面粗糙度往往很难达到理论值。
2 球头铣刀产生纹路的原因及解决方法2.1 刀纹过粗在有Z轴参与运动的斜面上产生的刀纹比平面上的刀纹较粗时，可略微增加Z轴驱动器的位置比例增益，以提高Z轴在上下坡面时的位置响应，使切削余量更均匀，减小微振动的发生。
如图2所示，右侧刀路没有左侧清晰、光滑。
究其原因，在于机床在执行换向和上下陡坡后容易进入不稳定状态，除了增大指令加速度、减小向心加速度以外，也可尝试增加Z轴位置比例增益。
铣工中级试题及答案
铣工中级试题及答案一、单选题（共75题，每题1分，共75分）1.量块除作为长度基准进行尺寸传递外，还广泛用于鉴定和( )量具量仪。
A、检测B、比较C、找正D、校准正确答案：D2.直径为10mm 的 3 齿立铣刀铣削钢件时，推荐每齿进给量（Fz）0.02，主轴转速为800r/min，进给速度（F）为( )。
A、8mm/minB、48mm/minC、80mm/minD、16mm/min正确答案：B3.加工时用来确定工件在机床上或夹具中占有正确位置所使用的基准为( )。
A、工艺基准B、定位基准C、测量基准D、装配基准正确答案：B4.粗车→半精车工件外圆表面的表面粗糙度为( )。
A、5—10B、90C、87D、88正确答案：A5.提高机床动刚度的有效措施是( )A、减少切削液B、增加切削液C、增大阻尼D、增大断面面积正确答案：C6.加工中心按照主轴在加工时的空间位置分类，可分为立式、卧式、( )加工中心A、万能B、不可换主轴箱C、三轴、五面D、复合、四轴正确答案：A7.加工内廓类零件时，为保证顺铣，( )。
A、刀具要沿工件表面左右滑动B、刀具要沿内廓表面逆时针运动C、刀具要沿工件表面左右摆动D、刀具要沿内廓表面顺时针运动正确答案：B8.万能工具显微镜是采用( )原理来测量的。
A、光学B、游标C、螺旋副运动D、电学正确答案：A9.沿加工轮廓的延长线退刀时需要采用( )方法。
A、法向、切向、轴向都可以B、法向C、切向D、轴向正确答案：A10.换刀点是加工中心刀具( )的地方。
A、自动更换模具B、加工零件入刀C、回参考点D、自动换刀正确答案：D11.下面所述特点不属于球头铣刀特点的是( )A、加工效率高B、可以进行轴向、径向切削C、常用于曲面精加工D、底刃处切削条件差正确答案：A12.常用地址符( )代表进给速度。
A、XB、KC、FD、M正确答案：C13.下列那些球头铣刀常用于曲面的精加工( )A、单刀片球头刀和整体式球头刀B、单刀片球头刀C、整体式球头刀D、多刀片可转位球头刀正确答案：A14.( )不适宜采用退火工艺A、形状复杂的零件B、高碳钢C、切削性能较高的零件D、低碳钢正确答案：D15.可选用( )来测量轴径是否合格。
铣刀种类及规格(含图)
铣刀种类及其规格种类形状特点晋邇刃使用广泛，应用在槽加工、侧面加工及台阶面加工等。
另 外在粗加工、半拮加工及精加工所有场合均可使用锥形刃用于晋通刃加工后的锥面加工、模具起模斜度加工和凹窝 部分加工粗加工刃-刀刃成波形，切屑细小，诜削力小•适用于粗加工，不宜 精加工。
斋要磨削前面成形刃貝二作为特别订货产品。
左圉为加工圆角R 的刀具，该类刀具 可根据加工客件的形状而改变刃形•多为特殊订货产品(a>mmH(g)咖弧诜刀 ＜d ＞换敎诜刀种类 骸状特点直柄I-使用广泛长柄 4 ---- ⅛深部雕刻加工用，由于刀柄长，按使用目的悬伸一定长度即 I 可使用复合柄 -S-®J ⅛Γ 带平面的刀柄，用于立铳刀在加工中心中也能卸脱.立铳刀 直径超过30mm 的用它O可作小直径立铳刀深部雕刻加工用，也可用于锂削 锥颈 ≡?-能对複具斜角的壁面溪雕刻发挥较大的作用 ＞能在具有倾斜 壁面複具的深部进行IK 刻加工(Cl 爪角徒刀 (0双用洗刀(h)阿團强诜)}刀“√⅜f≡. 汽车. 电子 •件专用刀具 CLOCK.CAR.MOULD e TOOLS 4320立■刀 IK 貝 CARBlDE END MILLSi----- 1SMKtMWI 立候刀-紜Q3I 2刃平刀F*MBCftO QMAlM CAraItoC CNO ・■ I ■ ■ wr ⅜刀Tta ⅛∈9! 2刃平刀MlCftO GCVMM CAM5IOC EMO MtLXB ∙>>M ⅝rw Ty p ⅝>L c ⅜⅝¾ F ∣w ∙* ¾F ⅜w ⅛>>■立■刀-KiOSI 4刃平刀 M ∙Cf ⅜O <MAAM CAMBtOC ENO MuXaTy^∙ ■ LM0 FMM4MMmM ■立■刀七圧02刃≡t 刀S*9ftM ∙l 立G 刀-W¾mit≡ 2刃9∙%MM O‰M0BOV BMO ・m. ■—T»e ⅛a≡⅞r* L>∙f ⅜9 ∙∙HM*A 2 F‰∙MMMtttWOT 立・刀-刃M ∙CΛO OMAm CAABtoe EMO MUX* 6fT>w ∙ f ■«1・较t ⅞■立・刀W4D ⅜∈H 4刃 ------------------------------------MM»O O*⅞AXM CAraitOC EMO MnXB Corner R S A M UOnO m ∙n* < FH J S M■立■刀-»/hei»«ai Zn --------------------------------------------MmtftMWiitvi 刀Ft 小轻sat 23∏MlCMO OAAM CAM ∙IDC KMO MaLl.S>∙4MI TyVW 2 FM‰w -⅜βlar ∙ C ⅝∙■■”4320 *91TJ «>*«d I IaC ⅝r ⅝ ■ 口 τ∙crr*≡t RWMaBis5ioικtamfftt ⅞iR 立惬刀系列β*a*∙ftM ∙ιxzm 刀∙S0WM ∣ 刀MBCROaRAmCAR •«>« oOamxMJeflfc0«MR 刀-48 合金* 用 F 刀2刃 G ∙aLSJbD ⅜∈Bt *MBCAoGRAMCA*⅞MUC EM> MBX^SFerAKtfnAnttfvt BeB TyPe 2 FlMtM S q o τ⅝刀-3 刃S*M≡AjbDt ∈BI”MBCRoG^AJNCARBa B CENOMHXS For Afc*vτ⅛Mjm BOo TVPe 2 FWtw SQUarWMMWttftM*!立 0 刀-WXISl N 刃βfli*9ftt ⅜∙VXttft 刀-存冷Ot 4JTJ« AHttfftMMlXt* 刀T*Sf 2刃<ntt ∣m ∙sM*ι Itm 刀-饰角 ts 合 刀IfiRtAK. 三 Λ∣ΛD 工奇用 •做哀23IBeBg«■立・刀十SROI 2刃IBmtftMIR 立■刀→*OI¾M 2刃铣刀,是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。
球形铣刀规格标准
球形铣刀规格标准
球形铣刀是一种特殊的铣刀，它的刀头呈球形，可以用于加工曲面、凹凸面等复杂形状的工件。
以下是球形铣刀规格标准的详细说明：
1. 刀头直径：球形铣刀的刀头直径一般在0.5mm到20mm之间，根据不同的加工要求可以选择不同直径的刀头。
2. 切削长度：球形铣刀的切削长度一般在1mm到50mm之间，也可以根据加工要求进行调整。
3. 刃数：球形铣刀一般有2至6个刃数，多数为4个。
根据不同材料和加工要求可以选择不同数量的刃数。
4. 刃角：球形铣刀的每个刃角度一般为90度，也有少数为180度或其他角度。
根据不同加工要求可选择不同角度。
5. 材质：球形铣刀主要由高速钢、硬质合金和陶瓷材料制成。
高速钢适用于加工低硬度材料；硬质合金适用于中等硬度材料；陶瓷材料适用于高硬度材料。
6. 表面处理：球形铣刀的表面一般采用涂层处理，如TiN、TiCN、
TiAlN等。
涂层可以提高刀具的硬度和耐磨性，延长使用寿命。
7. 适用范围：球形铣刀适用于加工各种曲面、凹凸面等复杂形状的工件，如模具、汽车零部件、医疗器械等。
8. 使用注意事项：使用球形铣刀时应注意保持适当的进给速度和转速，避免过快或过慢；定期检查刀具是否损坏或磨损严重，及时更换；注
意安全操作，避免出现危险情况。
以上是球形铣刀规格标准的详细说明。
在选择和使用球形铣刀时，应
根据加工要求和材料特性进行选择，并严格按照使用注意事项进行操作。
铣工高级工测试题(附答案)
铣工高级工测试题（附答案）一、单选题（共80题，每题1分，共80分）1.为了促进企业的规范化发展，需要发挥企业文化的()功能。
A、决策B、主导C、自律D、娱乐正确答案：C2.叶片数控铣过程中，粗加工常选用（）。
A、圆角端铣刀B、球头刀C、键槽铣刀D、钻头正确答案：A3.()变形区位于其他三个变形区的交汇处。
A、刃前B、刀具前面摩擦C、基本D、刀具后面摩擦正确答案：A4.下列说法中错误的是()。
A、对于机件的肋、轮辐及薄壁等，如按纵向剖切，这些结构要画剖面符号，而且要用粗实线将它与其邻接部分分开B、当零件回转体上均匀分布的肋、轮辐、孔等结构不处于剖切平面上时，可将这些结构旋转到剖切平面上画出C、较长的机件（轴、杆、型材、连杆等）沿长度方向的形状一致或按一定规律变化时，可断开后缩短绘制。
采用这种画法时，尺寸应按机件原长标注D、当回转体零件上的平面在图形中不能充分表达平面时，可用平面符号（相交的两细实线）表示正确答案：A5.卧式铣床支架的主要作用是（）。
A、增加刀杆刚度B、紧固刀杆C.增加铣刀强度正确答案：A6.浮动式气动量仪是用浮标作()，即仪器的指示是以浮标的位置来实现的。
A、气动元件B、控制元件C、调整元件D、感受元件正确答案：D7.G94F100.；程序段中F100.表示的进给速度为（）。
A、100mm/rB、100m/minC、100m/rD、100mm/min正确答案：D8.以下说法正确的是()。
A、垂直铣削法适用于有几条工作曲线的凸轮铣削B、垂直铣削法是指加工时工件和立铣刀的轴线都和工作台面相垂直的铣削方法C、根据凸轮导程计算配换齿轮的公式为：i＝KPz/P丝D、垂直铣削法是在分度头与工作之间配置交换齿轮，实现工件匀速转动正确答案：A9.光学合像水平仪主要由()部组成。
A、5B、3C、4D、6正确答案：B10.在立式铣床上用端铣法加工短而宽的工件时，通常采用（）。
A、顺铣B、逆铣C、对称端铣正确答案：C11.夹紧力方向应朝向工件（）的方向。
Deform3D软件支持的球头铣刀铣削仿真分析_程凤军
在球头铣刀铣削过程数值仿真中，切屑分离是
以因材料高温和大变形造成计算区域网格畸变的程
度作为判据准则，需要结合单元自适应网格重划技
术对发生了大畸变的计算区域网格重新进行网格划
分，以使得有限元分析能够进行。本文中提出的分
离准则为： 当工件与尚未分离的切屑之间的接触节
点的应力（ 通过网格畸变转化而来） 大于 0. 1 MPa
图 1 球头铣刀（ 刀齿） 的模型
考虑到球头铣刀铣削的代表性，故选取加工等 腰直角斜面为例。出于计算工作量和效率约束的考 虑，在不影响加工区域边界条件情况下，截取直角斜 块中包含加工区域的一部分作为计算区域，以此形 成的工件几何模型如图 2 所示。为了反映出前一次 切削的影响并保证切屑的形状与实际相符，在进行 本次切削时，图 2 所示几何模型给出了前一次切屑
表面层单元尺寸取为 0. 015 mm，工件计算区域的最
大和最小单元尺寸比率也为 10。
为防止铣削仿真过程中单元畸变造成计算终止，
采用自适应网格重划技术，使工件上的网格根据应变
梯度、应变率梯度和温度梯度的分布情况自动重划和
加密网格。考虑到可能存在的网格重划过程因单元
尺寸变化造成的部分分析结果丢失，在工件计算区域
Deform 3D 软件支持的球头铣刀铣削仿真分析
程凤军，陈国定，王 涛
程凤军
（ 西北工业大学 机电学院，西安 710072）
摘 要： 球头铣刀铣削过程包含复杂的多物理场耦合作用，且球头铣刀刀刃特殊，分析较为困难。
在商业有限元软件 Deform 3D 前处理器中建立了球头铣刀铣削有限元模型，运用可靠的材料模型
以采用 Cooper［9］提出的各向同性粗糙表面之间的
接触换热系数计算公式进行计算，即
铣削刀具介绍
h
i
图2.3.1 铣刀的种类及用途
几种先进的铣刀：
波形立铣刀（玉米铣刀）
可转位面铣刀
球头立铣刀
镶齿三面刃铣刀
2.3.2 铣刀的几何参数
2.3.2.1 刀具角度的换算
一.刀具角度换算的目的 （1）为了刀具设计、制造和刃磨的需要，常常要知道正交平面内刀具标注 角度与法平面以及假定工作平面、背平面参考系内的标注角度之间的换算 关系。 （2）特别是螺旋刃铣刀以及其它切削刃为曲线的复杂刀具，它们的标注角 度不再正交平面内，其国家标准的参考角度却是在正交平面内的角度。
600～1000
＞1000
铸铁
高速钢铣刀 硬质合金铣刀
20° 15° 12°～10° 5°～15°
15°
-5°
-（10°～ 15°）
-5°～5°
（2）后角的选择
在铣削过程中，铣刀的磨损主要发生在后刀面上，采用较大的后角 可以减少磨损；当采用较大的负前角时，可适当增加后角。具体数 值可参考表2.3.2。
二、加工沟槽用铣刀
1.锯片铣刀 2.立铣刀 3.键槽铣刀 4.角度铣刀 三、成形铣刀
1. 铲齿成形铣刀 2. 球头铣刀（模具铣刀）
2.3.2.2 按刀齿齿背形式分
1.尖齿铣刀:齿背经铣制而成，在切削刃后磨出一条窄后刀面，铣刀 用钝后只需刃磨后刀面。 2.铲齿铣刀：齿背经铲制而成，铣刀用钝只需刃磨前刀面。
铣削刀具
内容提要：
2.3.1 铣刀的种类及用途 2.3.2 铣刀的几何角度 2.3.3 铣削规律 2.3.4 尖齿铣刀 2.3.5 成形铣刀
2.3.1 铣刀的种类及用途（图2.3.1）
2.3.1.1 按用途分
一、加工平面的铣刀 1.圆柱铣刀：有高速钢整体式圆柱铣刀、硬质合金镶齿圆柱铣 刀； 2.面铣刀（端铣刀）：面铣刀的主切削刃位于圆柱或圆锥表面 上，副切削刃位于圆柱或圆锥的端面上。 3.三面刃铣刀（盘铣刀）：在刀体的圆周及两侧环形端面上均 有刀刃。圆周切削刃为主切削刃，侧面刃为副切削刃。有直齿、 斜齿两种。
铣工高级理论知识2
( )遵守法纪，廉洁奉公是每个从业者应具备的道德品质。
()遵纪守法指的是每个从业人员都要遵守纪律和法律，尤其要遵守职业纪律和与职业活动相关的法律法规。
( )自变量地址K1对应的变量号为#1(FANUC系统)。
( )子程序的编写方式必须是增量方式(FANUC系统、华中系统)。
( )装配图中相邻两个零件的间隙非常小的非接触面可以用一条线表示。
( )主轴误差包括径向跳动、轴向窜动、角度摆动等误差。
( )轴杆类零件的毛坯一般采用铸造。
( )中碳合金钢表面淬火容易淬裂。
( )指坐标旋转角度时，不足1°的角度时应换算成小数点表示(FANUC系统)。
( )职业用语要求：语言自然、语气亲切、语调柔和、语速适中、语言简练、语意明确。
( )职业道德修养要从培养自己良好的行为习惯着手。
( )职业道德体现的是职业对社会所负的道德责任与义务。
( )职业道德是社会道德在职业行为和职业关系中的具体表现。
( )职业道德是人们在从事职业的过程中形成的一种内在的、非强制性的约束机制。
( )职业道德对企业起到增强竞争力的作用。
( )执行N10 #1=5；N20#1=#1+5；后变量#1的值为仍为5(FANUC系统、华中系统)。
( )正弦(度)的运算指令的格式为#i=TAN[#j](FANUC系统、华中系统)。
( )正切函数的运算指令的格式为#i=TAN[#j](FANUC系统、华中系统)。
( )造成切削时振动大的主要原因，从机床的角度来看主要是主轴松动。
( )在一面两销组合定位方法中为了提高工件的角度定位精度，应尽可能增大两销之间的距离。
( )在选择定位基准时，尽量使其与工序基准重合，消除不重合所产生的误差。
( )在图纸的尺寸标注中EQS表示均布。
( )在机械制图中，与投影面之间有倾斜角度的园应该画成椭圆。
( )在滚珠丝杠副轴向间隙的调整方法中，常用双螺母结构形式，其中以齿差调隙式调整最为精确方便。
( )在工件上既有平面需要加工，又有孔需要加工时，可采用先加工孔，后加工平面的加工顺序。
铣刀直径、铣刀分类及结构
铣刀直径、几种常见类型、结构、分类、主要用途等内容内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.详述铣刀，是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具，工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量，铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。
那么对于铣刀你想要有深一步的了解吗？接下来为大家介绍一下铣刀直径、几种常见类型、结构、分类、主要用途、使用方法、切削参数的选用、切削部分材料的基本要求及维护。
铣刀直径铣刀直径的选用视产品及生产批量的不同差异较大，刀具直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸。
①平面铣刀选择平面铣刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内，也可将机床主轴直径作为选取的依据，平面铣刀直径可按D＝1.5d（d为主轴直径）选取，在批量生产时，也可按工件切削宽度的1.6倍选择刀具直径；②立铣刀立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求，并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内，如系小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转数能否达到刀具的最低切削速度（60m/min）；③槽铣刀槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择，并保证其切削功率在机床允许的功率范围之内。
铣刀的几种常见类型铣刀是一种主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件的旋转刀具。
工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。
铣刀主要有圆柱形铣刀、面铣刀、立铣刀、三面刃铣刀、角度铣刀、锯片铣刀、T形铣刀等几种常见类型：1、圆柱形铣刀：用于卧式铣床上加工平面。
刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种，按齿数分粗齿和细齿两种。
螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用于粗加工;细齿铣刀适用于精加工；2、面铣刀：用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面，端面和圆周上均有刀齿,也有粗齿和细齿之分，其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种；3、立铣刀：用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给，当立铣刀上有通过中心的端齿时，可轴向进给；4、三面刃铣刀：用于加工各种沟槽和台阶面,其两侧面和圆周上均有刀齿；5、角度铣刀：用于铣削成一定角度的沟槽，有单角和双角铣刀两种；6、锯片铣刀：用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿，为了减少铣切时的摩擦，刀齿两侧有15′~1°的副偏角，此外，还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等；7、T形铣刀：用来铣T形槽。
铣刀基础知识
1、按刀齿的方向：分为直齿铣刀和螺线齿铣刀。 2、按齿背形式：分为尖齿铣刀和铲齿铣刀。 3、按结构：分为整体式、焊接式、镶齿式、可转位式。 4.按用途：分为圆柱铣刀、面铣刀、盘铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽铣刀、模具铣刀、角度铣刀、成形铣刀等。
按刀齿的方向分类
1.直齿 铣刀的刀齿是直的, 和铣刀轴线平行。但是现在普通铣刀已经很少再做成直齿的了。因为这种铣刀的全部齿长同时和工件 接触, 又同时离开工 件, 并且前一齿已经离开 , 后面的一齿可能还没有 和工件接触, 容易产生震 动, 影响加工精度, 也减 短铣刀的寿命。
齿轮成形铣刀
铣刀的安装
铣刀又分为带柄铣刀和带孔铣刀。像立铣刀, 端铣刀等都属于是带柄铣刀；而像圆柱铣刀, 锯片铣刀等则属于带孔铣刀。
带柄铣刀
带孔铣刀
带孔铣刀的安装
在卧式铣床上一般使用拉杆安装铣刀, 如图所示。刀杆一段安装在卧式铣床的刀杆支架上, 刀杆穿过铣刀孔, 通过套筒将铣刀定位, 然后将刀杆的锥体装入机床主轴锥孔, 用拉杆将刀杆在主轴上拉紧。铣刀应尽量靠近主轴, 减少刀杆的变形, 提高加工精度。
按齿背形式分类
2.铲齿铣刀 这种铣刀的后刀面不是平的，而是曲线的。后刀面是在铲齿车床上做出来的。铲齿铣刀用钝以后，只需磨前刀面，而不需磨后刀面。这种铣刀的特点就是在磨前刀面时不影响刀齿的形状。
按结构分类
1、整体式： 刀体和刀齿是制成一体的。制造比较简便，但是大型的铣刀一般不做成这种的，因为比较浪费材料。 2.焊接式：刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成,并钎焊在刀体上。
侧铣刀
1
2
侧铣刀
模具铣刀
模具铣刀是由立铣刀演变而成的 , 主要用于加工模具型腔或凸模成形表面。按工作部分外形可分为锥形平头、圆柱形球头、圆锥形球头三种。
角度头(角度铣头)介绍及选用
图７
图８
图９
图１０
图１１
图１２
图１３
图１４
图１５
角度头应用场合 1．大型工件固定困难时，简单加工中使用时； 2．精密工件，一次性固定，需加工多个面时； 3．相对基准面，进行任意角度的加工时； 4．加工保持在一个特殊角度进行仿形铣销，如球头端铣加工时； 5．孔中孔，铣头或者其它工具无法探进孔中加工小孔时； 6．加工中心无法加工的斜孔、斜槽等，如发动机、箱壳内部孔 7．其它
５．非标定制角度头：该类型的角度头一般是根据客户工件加工的特殊需要制作，完全根据 客户的要求设计制造，一般大型镗铣床、龙门加工中心和大立车上比较常用；用于军工、国 防、能源及工程机械领域大型工件的加工，如下图７－１5 列出了不同用途的大型非标定制 角度头，其中图７－９为轻型铣头，图１０－１１是重型铣头，图１２为万能铣头； 图１３为曲轴加工专用，图１４大立车同铣头，图１５铁道转用；
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如何选用角度头 1.首先，弄清机床参数：品牌、型号、立式/卧式、主轴类型、主轴刀具连接方式（HSK、
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与加工表面呈倾角的球头铣刀的切削力模型第二部分，切削条件、跳动、犁切和倾角的影响M. Fontaine, A. Moufki, A. Devillez, D. Dudzinski修订日期: 2006 —12—12；收稿日期: 2007 —01—12 ————————————————————————————————摘要本文着重对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的加工倾角造成对切削力的影响进行了理论研究。
从热力切割模型计算得到的切削力，在本论文第1部分介绍[M. Fontaine, A. Moufki, A. Devillez切割中球头与工具面倾角铣削力模型。
第一部分的预测力模型和实验验证J. Mater. Process. Technol. 189 (2007) 73–84]在这里我们将展开详细的讨论并且与实验结果进行比较。
前文提出的球头铣刀模型可应用于直线刀具轨迹和变化的加工倾角的机械加工中。
本文则同时对斜面和轮廓配置进行了研究。
研究中的实验结果是在一台装配Kistler测力计的3 轴数控铣床上进行测试的，注意这里指出的形状和切削力信号水平。
为了确定最佳倾角，我们对刀具作用最大的切削力的变化做了研究。
全文对切削条件、径向跳动、犁切现象和切削稳定性造成的影响分别进行了讨论。
关键词：球头铣刀，切削力量，切削条件，刀具跳动;犁切;刀具倾角1.简介许多学者提出了有效的模型来预测铣削操作中切削力。
一些实验结果对钢[2-15]，铝合金[14-18]，锌合金[19,20]或航空合金[6,21-23]是有效的。
然而，这些因素对结果的影响很少被讨论。
众所周知，一些参数的影响在切削力水平和变化是明显的，并且在加工模型中考虑这些因素是重要的。
在球头铣刀的主要参数是切削条件、刀具的跳动、犁切现象和加工倾角。
在加工时，我们总是把它们分开对待而不是统一考虑。
在文献中，球头铣削加工所得到的切削力实验结果往往是相对切削条件（（主轴频率，进给量，切削深度，切削模式）的影响。
最主要的原因是，实验测试需要大量的时间和经费。
许多实验文献表明对于变化的切削速度值与额定进给率相关[3,4,6,11,13,15,18,19,21]，而有其他文献研究表明是受进给率和主轴运动频率的双重影响[7，11，12,16,17,22]。
通常的装置来测量切削力是压电式测功机，高速铣削，但它的使用是受限于所使用的传感器动态响应。
然而，只有研究处理高切削速度的学者数量减少[6,7,12,22]。
有些作者提出是由于轴向切削深度[7,15,19,21]或是径向切削深度[13,17]，也有提出是两者共同影响的结果[3,4,6,12,16,20,22]。
在过去研究的过程中，主要还是应用一些旧的切削模式，却鲜有人将它与最新的切削模式进行对比。
刀具跳动是传统地以面铣削加工为蓝本的，仅有少部分学者提出一些解决方案将球头铣削中刀具的运动考虑进来。
这样，跳动就通常被认为仅是径向偏心（径向跳动）[3,14]，而摆角（轴向跳动）却很少考虑。
在球头铣刀中，有限的刀具的直径和长度减少了自身对跳动的影响。
在一个完整的五轴铣削力模型中，利用轴向跳动精确计算工件加工表面与刀具的接触面是非常有趣的[22]。
这些过去的文献表明，径向跳动对边缘的接触面和切削力大小有着巨大的影响，尤其是对于高切削速度和低切削厚度的情况。
非剪切现象出现在尖端，并产生额外的力作用在刀具上。
它们可以由正交切削下产生的滑移线所决定[24，25]。
在球头铣刀中，它们曾被隐晦地考虑到机械模型，但并没有进行具体的说明。
然而，一些学者通过利用剪切和从转向实验中获得的边缘系数[21]将剪切过程从边缘现象中分离出去，或者直接通过铣削实验反推然后进行二乘法调整或卷积积分法[8,15,18,26,27]来实现。
我们可以分析模型认识到，犁切似乎就是主要影响切削力的边缘现象，同时也确定了由于局部剪切会造成额外的切削力的事实。
过去的10 年里，有很多关于球头铣刀的加工倾角研究的文章。
有研究表明可以通过注意发生刀尖的几何和动力学问题、改变工具和工件之间的接触面来控制切削力大小并使得它在刀具上得以再分配。
倾角可以用在各种球头铣削的加工中，即使是对于复杂曲面，但通常我们只关心由平面或圆构成的曲面。
许多学者通过实验测试和与原有的铣刀模型获得优化参数,从而可以分析它们对切削力 [5,6,8–10,15,17,19,20]、刀具或零件的变形和加工误差[4,10,11,28–30]、表面形貌[8–10,29,31,32]、刀具寿命[7]、甚至是刀具与工件接触区域的大小[10,11,15,19]和切削形状[8,10]的影响。
一些参考倾角可以从这些研究中提取，但是想获得有价值的数据则需要优化工序。
为了控制这个过程，重点似乎是取决于整个过程切削力的大小以及工艺稳定性和表面完整性。
为了研究球头铣刀的切削参数所扮演的角色， 我们对由形变模型预测[1]出的切削力和从实验测试获得的切削力进行了比较和讨论。
为了简化观察和方便与文献中已获得的可用的数据进行比较，在这里我们只对三轴铣床切削斜面上的球头铣刀进行研究。
加工材料是 4 42CrMo 钢,通常用于注塑模具的制造， 对它的特点， 如：加工硬化、应变率敏感性和热软化，我们都非常了解。
某些结果给出了四个开槽的参考方法，并且从全部实验数据中得到的关于切削条件、径向跳动、犁切现象和加工倾角对切削力的影响也验证了 Part I 中的模型的合理性[1]。
本文对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的倾角进行了理论研究，为优化全过程切削力大小以及抑制犁切现象提供了依据。
2．铣削试验和模拟拟议的实验和计算结果和对应的讨论主要是对应于某一区间公称直径的铣刀(ΔD > mm 12 )的开槽试验。
这些测试似乎是最适合单独分析每个参数的影响，因为充分的刀具径向切深下进给量稳定整个切削的过程，并且可以得到过程中切削力的变化规律；因此，这种方法的测量质量是最好的，离散现象也同时得以避免。
2.1．切削办法图1列出了参考面和四个测试切割开槽办法。
Z —轴刀轨的两个不同方向的斜面的切割方法: 斜向上铣削[图.1(a)]；斜向下铣削[图.1(b)]；两种不同主切削模式下的轮廓切割方法:顺铣轮廓[图.1(c)]；逆铣轮廓[图.1(d)]。
未切削的表面是一个在水平( Y X - )参考平面Y 方向的斜面，倾角用d 表示[图(1)]。
刀具Z 轴与机床Z 轴统一(三轴铣削配置)。
全局坐标系(GCS)的参考点取为工件加工表面角落三轴交点处，如图 1 中的点O 。
与刀具固结的局部坐标系(LCS)取为刀具上的点E 。
2.2. 实验装置及参数设定这个实验是在干燥条件下的立式三轴数控铣床进行的，工件材料为4 42CrMo 钢（即AISI4142)。
切削力测量仪器则是一台六组件的Kistler 测力计（B9265 型）。
输出信号被录存储在由德维创电脑控制的高通道 Kistler 电荷放大器中。
在工件中部截取信号，并将电压/时间信号转化为力量/旋转角度。
频谱分析是检查实验信号的稳定性，低通滤波信号可以抑制由于振动产生的加速仪的噪声。
实验中采用了Diager-Industrie 公司的有两个凹槽的球头铣刀(参考51221)，其公称直径为12mm ，公称螺旋角为17°，法向前角为0°，即06mm R =；017o i =；0o n a =。
主轴的频率和进给量被限定为: Ω= 5000 rpm ，0.05/t f =牙和每转。
这个Kistler 测力计装夹在在一个床身台面的倾斜位置[图 2(a)]。
五个倾角值分别取：δ= 0°、5.07°、10.43°、15.26°和 20.17°。
高度为20mm ,宽度和长度为50mm [图2(b)]。
垂直切削深度: 1.5n d mm =。
槽长： p = mm 15。
刀具的跳动量是由固定于机身台面并且与铣刀的圆柱部分接触的刻度盘测量的。
图1. 倾斜表面上三轴球头铣刀铣削方向a ． 斜向上铣削 b.斜向下铣削 c. 顺铣轮廓 d. 逆铣轮廓图2. 倾斜的制件设备的球头铣刀铣削测试 a. 倾斜位置的测力计 b. 工件、刀具细节图2.3.模型制造用来算切削力的几何和热力学模型已经在本文的 Part 1中提出[1]。
模型参数如下： 剪切角系数：140o A =，20.5A = 主摩擦系数： 1.04(46)o f f μλ==Johnson-Cook 参数的本构关系： A = 612 MPa ； B = 436 MPa ；.10.001;r s -= n = 0.15；m= 0.008；v=1. 46；293;r w T T K == 1793.m T K = 其他有用的材料参数：37800Kg m ρ=， c = 500 J (kgK)；b= 0.9。
主剪切带厚度：h=0.025mm 。
2.4. 计算结果与实验结果的比较图 3-6 呈现了上述四种不同切削方法下作用在刀具上的测量与预测切削力的、关系[图1] ：斜向上铣削[图3]；斜向下铣削[图 4]；顺铣轮廓（向左轮廓切割）[图 5]； 逆铣轮廓（向右轮廓切割）[图 6]。
采用的倾角d 值很高：斜切；15;o δ=轮廓切割20.o δ=。
由于刀具的变动，由千分表所测量的跳动量(离心率e 和位置角e ψ)，在两种情况下是有区别的。
测量和预测的切削力关系曲线中所有的数据与刀具作用在工件材料上的输入、输出值非常相似。
由于刀具跳动与模型的吻合度造成了在两齿间的切削力大小的差异。
它的具体影响在下一节中讨论。
切削力略有不同；从模拟仿真中获得的值更小。
切削力大小总能准确地预测出两切削力分量Fx 、Fy（偏差< 15%），而一个更重要的振幅偏差在特定条件（斜向下铣削）下则会出现在 zF 上(偏差> 30% )[图 4]。
振幅偏差主要是由于工件材料的切削边缘存在重叠区,这同时也导致了切削的不稳定。
所用的低通滤波并不能抑制所有的干扰,因为所有主轴变频的具有代表性的谐波的必须保留。
这个不稳定性在曲线的零值附近得以体现。
它没能与模型三分贴合,因为模型中使用的切割模式是基于连续切割过程的。
可以看到，测得的沿Z 轴的信号不稳定性没有沿Y 轴的严重。
发生在切削边缘以及后角端面的畸变现象，特别是犁切的影响都是造成这些差异的因素。
这种现象及其影响具体介绍如下。
3. 切削条件、刀具跳动和犁切现象的影响3.1. 切削条件的影响切削力合力会随着切削速度v值的增加而减少，并且v值越高过程和信号越倾向于稳定。
在高速切削[33]以及当v值的增加测量、计算得到的力随着减小之间存在矛盾的情况下，我们这里所采取的热机械加工方法能给出更好的结果。