铣削与铣刀结构和特点介绍

10.1 铣刀的几何参数
一、 坐标平面
在正交平面内：(以圆柱铣刀静止参考系平面)
假定主运动方向 假定进给运动方向
切削刃选定点
基面Pr:
通过选定点并包含轴线的平面
切削平面Ps:
通过选定点并切于与切削刃相切，且垂直 于的平面Pr。
正交平面Po:
与假定工作平面Pf重合，是垂直于轴线的 平面
二、圆柱铣刀的几何角度
进给速度vf ，每分钟铣刀相对工件的移动距离，单位为
mm/min
vf fnfzZn
4.铣削速度vc
指铣刀切削刃上基点相
对于工件的主运动的瞬时
速度(一般指铣刀外缘处的
线速度) vc dn/1000
刀具 圆柱பைடு நூலகம்刀
高速钢
端铣刀
三面刃铣刀
硬质合金铣刀
钢 铸铁 钢 铸铁 钢 铸铁 钢 铸铁
材料
参考进给量 0.1～0.5
铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。
可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高。
铣削特点（精度IT8-IT9）
1）断续切削：刀齿在切人和切出工件时会产生冲击（尤其是端铣），
铣削力波动大，此外，bD与铣削力周期性变化，易引发工艺系统振动，
使加工表面质量等级降低。当振动的频率与机床的固有频率相同或成倍 数时，振动最为严重。另外，当高速铣削时，刀齿还要经受周期性的冷、 热冲击，容易出现裂纹和崩刃，使刀具耐用度下降。 2）多刀多刃切削 铣刀的刀齿多，切削刃的总长度大，有利于提高刀 具耐用度和生产率，优点不少。但也存在下述两个方面的问题：一是刀 齿容易出现径向跳动，这将造成刀齿负荷不等，磨损不均匀，影响已加 工表面质量；二是刀齿的容屑空间必须足够，否则会损坏刀齿。 3）半封闭式容屑形式 ：刀齿间空间有限，切屑被封闭在刀槽中，直至 刀齿完全脱离工件时才能将切屑排出。因此，要求刀槽有足够的容屑空 间。 4）切入过程 圆柱铣刀逆铣时，由于刀齿的切削刃钝圆半径rn的存在， 使刀齿都要在工件已加工表面上滑行一段距离之后才能切入工件基体。 在刀齿切入基体前的过程中，刀齿的刃口圆弧面推挤金属，实际工作前 角为负值，加剧了刃口与工件之间的摩擦，导致切削温度升高，表面冷 作硬化程度增加，刀齿磨损加快，已加工表面粗糙度增加。
10.2铣削用量和切削层参数
一、 铣削用量
1.背吃刀量aP ：过选定点并垂直于Pf的放行上测量的吃刀量 。（平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸。）
（a）圆周铣时，ap为被加工表面的宽度。（b）端铣时，ap 为切削深度。
2.侧吃刀量ae ：在 平 行 于 Pf 并 垂 直 于 Vf 方 向 上 测 量 的吃刀量。（垂直
60～90
14～22
70～100
30～60
120～200
112～300
400～600
16～25
50～100
说明
1.粗铣时取小值，精铣时取 大值
2.工件材料强度和硬度高时 取小值，反之取大值。
3.刀具材料耐热性好取大值 ，耐热性差时取小值
二、 切削层参数
1.直齿圆柱铣刀
铣削与铣刀结构和特点介绍
章节主要内容
第一节 铣刀的几何参数 第二节 铣削用量和切削层参数 第三节 铣削力 第四节 铣削方式 第五节 铣刀的磨损 第六节 常用铣刀的结构特点与应用 第七节 可转位面铣刀 第八节 铲齿成型铣刀简介
铣刀的种类与用途：
铣刀是广泛用于平面及各种成形表面加工的刀具。
1、按用途分类
2、前角。为了便于制造，规定圆 柱铣刀的前角用法平面Pn前角γn表 示。检验时，通常测量γ0 与根据公 式求出的γ0比较。
t g nt g ocos
铣削钢件：γn =10°～ 20°；铣削铸铁件：γn =5°-15°。
3、后角。圆柱铣刀的后角是用正交平面后角αo表示。 粗加工： αo＝ 12°；精加工： αo＝ 16°
1、面铣刀或端铣刀 刀齿设计在铣刀的端面上，这种铣刀一般用来铣削平面、 台肩。
2、圆柱铣刀或圆周铣刀 刀齿设计在铣刀的圆柱上，这种铣刀有多种形式，可以用 来铣削平面、阶梯、槽型等。
3、成形铣刀 铣刀的形状按照工件的廓形来设计，这种铣刀都叫成形铣 刀。除去成形铣刀以外，其实任何一类铣刀都可以看作是 端铣刀和周铣刀的组合，从原理上看没有什么不一样。
于铣刀轴线测量的
切削层尺寸。）
（a）圆周铣时，ae为切削层深度。 （ b ） 端 铣 时 ae 为 被 加 工 表 面 宽 度 。
3.进给量fz、f、vf
每齿进给量fz，指铣刀每转过一齿相对于工件在进给运动方 向上的位移量。单位为mm/z
进给量f，指铣刀每转过一转时，工件与铣刀的相对位移量 ，单位为mm/r
端铣刀（面铣刀）、圆周铣刀、也叫圆柱铣刀、盘铣刀、
锯片铣刀、立铣刀、键槽铣刀、球刀、角度铣刀、R铣刀、 成形铣刀等。
2、按齿背形式分类
1）尖齿铣刀—齿背是用铣刀铣出来的。 齿背就是后刀面，用钝后重磨后刀面。
2）铲齿铣刀—齿背是用铲刀铲出来的。 用钝后重磨前刀面。
a) 尖齿铣刀 b) 铲齿铣刀
3、按铣削原理分类
1、螺旋角ω
圆柱铣刀的刃倾角λs就是铣刀的 螺旋角，即是在切削平面Ps中测量 的切削刃与基面的夹角。
它能使切削刃逐渐切入和切离工 件，而且同时工作齿数较多，故 能提高铣削过程的平稳性。
粗齿铣刀： β＝ 40°～ 45° 细齿铣刀： β＝ 30°～ 35°
圆柱铣刀的刀齿只有主切削 刃，无副切削刃，故无副偏角， 其主偏角为900
0.12～0.20 0.04～0.06 0.15～0.20 0.04～0.06 0.15～0.25 0.1～0.20 0.15～0.30
工件材料
20 45 40Cr HT150 黄铜 铝合金 不锈钢
铣削速度（m/min）
高速钢铣刀
硬质合金铣刀
20～45
150～190
20～35
120～150
15～25
2. 面铣刀几何角度
面铣刀的一个刀齿，就相当于一把普通外圆车刀，角度 标注与车刀相同。
端铣刀的γo、αo、kr、k’ r和λs与车刀的概念完全 一样，只不过端铣刀还经常要标注切深方向的前角γp、后角-α p和进给方向的前角-γf 、后角-α f 。 （便于导体设计与制造）
铣刀几何角度的选择，必须考虑铣削的自身特点， 如铣削过程的断续切削和切削厚度随时变化等。对于 硬质合金面铣刀为避免刀齿受冲击后而崩刃，一般将 前角与刃倾角均选成负值。