铣圆柱面螺旋齿槽

铣圆柱面螺旋齿槽

体淬火，即能防止开裂（如剃齿刀）。

这类齿槽和直齿槽相比较，最大的不同点是其槽形表面是螺旋面，因此在铣削过程中总有或大或小的干涉现象产生，这样一方面使铣出的槽形和工作铣刀的形状不相符合，当工件螺旋角愈大、齿槽愈深及工作铣刀的直径愈大时，干涉现象也愈严重；另一方面对铣刀工作位置的调整也带来了一定的复杂性。本节主要就是这类齿槽的加工特点加以讨论。在讨论螺旋面铣削时已指出：严格地说，要加工成槽形完全符合要求的螺旋形齿槽，必须采用专门设计的成型铣刀，并且铣削时，铣床工作台的转动角度及成型铣刀的切削位置调整，也必须遵照成型铣刀设计时的预订数据进行。但是对一般刀具而言

1.圆柱面螺旋齿槽铣削的基本问题

在讨论螺旋面铣削时已指出：严格地说，要加工成槽形完全符合要求的螺旋形齿槽，必须采用专门设计的成型铣刀，并且铣削时，铣床工作台的转动角度及成型铣刀的切削位置调整，也必须遵照成型铣刀设计时的预订数据进行。但是对一般刀具而言，只要保证其有良好的切削性能及足够的刀齿强度，并不强求槽形绝对正确。因此，除了槽形是曲线形的（如麻花钻，大螺旋角立铣刀，螺旋槽丝锥等）或螺旋角很大的刀具，必须根据齿槽形状，用作图法或计算法设计成型铣刀加工外，一般都可以采用角度铣刀来铣削螺旋齿槽。下面主要讨论用

角度铣刀铣削时，如何选择铣刀及调整机床。

(1)选择工作刀具

根据前述对螺旋面铣削干涉现象的分析可知：铣刀切削表面的曲率半径愈大，则干涉现象愈严重。因此，从减小干涉过切量的角度出发，以前的资料都强调铣削螺旋齿槽一定要用双角铣刀的锥面刃口切削，而不能用单角铣刀，但实践证明，使用单角铣刀也可铣出槽形符合要求的螺旋齿槽，而且效果要比双角铣刀好。

图10-9所示是用双角

铣刀或单角铣刀加工后齿

槽的法向截形。当用双角铣

削时，在保证被加工刀具的

前角的情况下，干涉将发生

在前刀面的下部，产生“根

切”，使前刀面呈凸肚状，其如图10-9（a）所示，这样一方面由于前刀面和槽底圆弧过度不自然，要影响刀具以后切削时切屑的卷曲情况；另一方面由于“根切”产生，会削弱刀齿根部的强度。而用单角铣刀铣削时，虽然由于单角铣刀的端平面不能和齿槽的螺旋面相贴合，干涉情况非常严重，但此时被加工刀具的前刀面实际上是由单角铣刀刀尖一点切成，而单面刃口不参加成形工作，铣削后前刀面成凹圆弧状，如图10-9（b）所示，

这不但避免了用双角铣刀铣削所产生的两个弊病，而且是以后刃磨前刀面时磨削量减小。至于被加工刀具的前脚数值，则可以适当的调整铣床工作台横向偏移量E来保证。

不过还需说明，当采用双角铣刀铣削时，只要适当增大工作台的转动角度也可以获得内凹圆弧形前刀面，玉兔10-9（c）所示。所以在用角铣刀铣螺旋齿槽时，既可以用双角铣刀；也可以用单角铣刀，在具体选择时，要注意以下几点：

①选择结构尺寸。

廓形角-----铣刀的廓形角Ɵ可以近似地取等于工件的槽形角。当用双角铣刀铣削时，为了得到凹圆弧形前刀面，铣刀的小角度δ应尽可能取小，一般取δ=15 。

刀尖圆弧半径-----用角度铣刀铣削螺旋槽时，即使刀尖圆弧成尖角形，也会在槽底形成一段具有一定曲率半径的过渡曲线。因此，铣刀的刀尖圆弧半径γ刀不能等于工件圆弧槽底半径γ。一般可根据螺旋角的大小，取γ刀=（0.5—0.9）γ，当ѡ愈大时，γ刀应取小值。

铣刀直径-----为了减小工作前刀面的干涉现象，铣刀直径在条件许可下，尽可能取得小些。

②选择切削方向。除了对称双角铣刀外，角度铣刀由左切右切之分，如图10-10所示。向双角铣刀的小角度锥面刃口或单角铣刀的端面人口看去，若铣刀是顺时针方向旋转切削的，则称为左切铣刀；反之，称为右切铣刀。

从螺旋槽的成形过程来看，无论采用左切铣刀还是右切铣刀，是没有原则差别的，但是从提高螺旋槽加工表面质量的角度出发，铣刀切削方向的选择原则为：螺旋齿槽铣削时，工件的旋转方向最好是靠向双角铣刀的小角度锥面刀刃或单角铣刀的端面刀刃，这样可以避免拖刀现象的产生，从而提高工件前刀面的光洁度。根据这个原则，当采用逆铣方式加工螺旋齿槽时，右旋工件最好选用右切铣刀；左旋工件最好选用左切铣刀，如图10-11所示。当采用顺铣方式加工，则与此相反。但在实践中，往往由于角度铣刀规格不全，或者在加工带柄刀具时，不便从柄部开始吃刀，也可以用右切铣刀铣左旋工件或左切铣刀铣右旋工件。但为了避免产生拖刀现象，应对工作台的转角作适当的调整。

（2）确定工作台转角

如前所示，铣削右旋齿槽时，铣床工作台应按逆时针方向转动；而铣削左旋齿槽时，工作台应按顺时针方向转动，这样才能保证螺旋槽方向与工作铣刀的旋转平面方向一致，使螺旋槽的法向槽形尽可能接近角度铣刀的廓形。至于工作台转角的大小与角度铣刀上的种类有关。

用双角铣刀铣削。在一般资料上，考虑到偏移量E的存在，为了减少干涉过切量，建议用双角铣刀铣螺旋齿槽时，工作台实际转角ѡ1按下式计算：

tgѡ1=tgѡcos（δ+γ）

式中：ѡ----工件螺旋角（度），

δ----双角铣刀的小角度，

γ----工作的前角（度）。

按时（10-8）计算所得ѡ1值来调整工作台转角，工件前刀面将由双角铣刀的小角度锥面刃口切成，此时只能保证工件刃口不被干涉，而前刀面下部会因干涉而产生“根切”，加工后槽形如图10-9（a）所示，即前刀面呈凸肚形，这样既会影响被加工刀具的切削性能，还会增加前刀面的刃磨量。所以式（10-8）一般只适用于以下两种情况：1）前刀面要求较高的铲齿成形刀具。

2）在逆铣时，用左切铣刀铣右旋齿槽或用右切铣刀铣左旋齿槽，以避免拖刀现象的产生。

除了上述两种情况外，在用双角铣刀加工螺旋齿槽时，为了改善被加工刀具的切削性能，尽可能使工作台实际转角ѡ1大于工件螺旋角ѡ，这样可以使工件获得如图10-9（c）所示的槽形。一般ѡ1可比ѡ大2-4 ，当工件螺旋角ѡ愈大，或双角铣刀的小角度δ较大时，ѡ1应取较大数值。

用单角铣刀铣削。当用单角铣刀铣削时，无论工作台转角ѡ1为多大，总可获得图10-9（b）所示的凹圆弧形前刀面。但是为了使工件的法向槽形尽可能接近铣刀廓形，ѡ1不宜与ѡ相差太大，一般可使ѡ1比ѡ大1-4。但这里还需要说明：用单角铣刀铣螺旋槽时，ѡ1的大小对工件前角会有一定影响，ѡ1愈大，则工件前角愈小。因此，在加工时，改变ѡ1的数值，可作为调整工件前角大小的一种方法。