第十章铣削与铣刀

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1、第 十 章 铣铣 削削 与与 铣铣 刀刀 主要内容主要内容 一、铣刀的几何参数一、铣刀的几何参数 二、二、铣削用量和切削层参数铣削用量和切削层参数 三、铣削力三、铣削力 四、铣削方式四、铣削方式 五、铣刀的磨损与铣刀寿命五、铣刀的磨损与铣刀寿命 六、常用尖齿铣刀的结构特点与应用六、常用尖齿铣刀的结构特点与应用 七、可转位面铣刀七、可转位面铣刀 八、铲齿成形铣刀八、铲齿成形铣刀影像 铣刀旋转为铣刀旋转为主运动主运动，工件或铣刀的移动为，工件或铣刀的移动为进给运动进给运动。可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高一、一、坐标平面坐标平面在

2、正交平面内：(以圆柱铣刀静止参考系平面以圆柱铣刀静止参考系平面)基面Pr:通过选定点并包含轴线的平面通过选定点并包含轴线的平面切削平面Ps:通过选定点并切于过渡表面的平面通过选定点并切于过渡表面的平面正交平面Po:与假定工作平面与假定工作平面Pf重合，是垂直于重合，是垂直于轴线的平面轴线的平面二、二、几何角度几何角度1.圆柱铣刀 圆柱铣刀的圆柱铣刀的刃倾角刃倾角s就是铣刀的螺旋角就是铣刀的螺旋角，即是在切削平面即是在切削平面Ps中测中测量的切削刃与基面的夹量的切削刃与基面的夹角角 其它角度标注见右图其它角度标注见右图 圆柱铣刀的刀齿只有主切削刃，无副切削刃，故无副偏角，圆柱铣刀的刀齿只有主切削

3、刃，无副切削刃，故无副偏角，其其主偏角为主偏角为900 圆柱铣刀的圆柱铣刀的前角前角n在法平面在法平面Pn中测量，中测量，后角后角0在正交平面在正交平面P0中中测量。测量。0与与n换算方法与车刀相同换算方法与车刀相同2.面铣刀角度标注见右图角度标注见右图 面铣刀的一个刀齿，面铣刀的一个刀齿，就相当于一把普通外圆就相当于一把普通外圆车刀，角度标注与车刀车刀，角度标注与车刀相同相同一、一、铣削用量四要素铣削用量四要素端铣时，端铣时，ap为切削深度，圆周铣时，为切削深度，圆周铣时，ap为被加工表面的宽度为被加工表面的宽度端铣时端铣时ae为被加工表面宽度，圆周铣时，为被加工表面宽度，圆周铣时，ae为切

4、削层深度为切削层深度 每齿进给量每齿进给量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。单位为上的位移量。单位为mm/z进给量进给量f，指铣刀每转过一转时，工件与铣刀的相对位移量，指铣刀每转过一转时，工件与铣刀的相对位移量，单位为，单位为mm/r进给速度进给速度vf，每分钟铣刀相对工件的移动距离，单位为，每分钟铣刀相对工件的移动距离，单位为mm/minZnffnvzf指铣刀切削刃上基点相对于指铣刀切削刃上基点相对于工件的主运动的瞬时速度工件的主运动的瞬时速度(一一般指铣刀外缘处的线速度般指铣刀外缘处的线速度)1000/dnvc二、二、切削层参

5、数切削层参数切削层公称厚度切削层公称厚度 ，切削层公称宽度切削层公称宽度 ，平均总切削层公称横截面积平均总切削层公称横截面积 DhDbDavAsinzDfhrzDfhsincosrzDfhsincos1cosezpzDDDafbhA=rpDabsin/dZfaadnvaavQAzepfepwDav一、一、铣削分力铣削分力铣削力铣削力(称切向力或圆周力称切向力或圆周力)Fc:作用在主运作用在主运动方向的分力动方向的分力垂直铣削力垂直铣削力FcN(径向分力径向分力)：垂直于主运垂直于主运动方向上的分力动方向上的分力背向力背向力FP(轴向分力轴向分力)：作用在主轴方向作用在主轴方向 进给力进给力Ff

6、:作用在铣床工作作用在铣床工作台纵向进给方向上台纵向进给方向上 垂直进给力垂直进给力FfN：作用在铣作用在铣床升降台运动方向上床升降台运动方向上二、二、铣削力计算铣削力计算一、圆周铣削方式一、圆周铣削方式 顺铣和逆铣顺铣和逆铣 周铣有顺铣和逆铣两种方式。周铣有顺铣和逆铣两种方式。顺铣切削厚度大，接触长度短，铣顺铣切削厚度大，接触长度短，铣刀寿命长，加工表面光洁，但不宜加工带硬皮工件，且进给丝杠刀寿命长，加工表面光洁，但不宜加工带硬皮工件，且进给丝杠与螺母间应消除间隙。否则，应采用逆铣。与螺母间应消除间隙。否则，应采用逆铣。二、端铣方式二、端铣方式对称铣与不对称铣对称铣与不对称铣 端铣有对称铣与

7、不对称逆铣、端铣有对称铣与不对称逆铣、不对称顺铣三种方式。不对称顺铣三种方式。铣淬硬钢采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小铣淬硬钢采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小切入冲击，切入冲击，刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣。刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣。铣刀的磨损与铣刀寿命铣刀的磨损与铣刀寿命1.铣刀的磨损形式2.防止铣刀破损的措施3.铣刀寿命与铣削速度的关系一.铣刀的磨损形式二.防止铣刀破损的措施1.合理选择铣刀刀片牌号2.合理选择铣刀切削用量 3.合理选择工件与铣刀之间的相对位置三.铣刀寿命与铣削速度 铣刀磨损标准规定在后刀面上.高速钢圆柱铣刀粗铣取VB=0

8、.6,精铣为0.25合金面铣刀铣削钢件为VB=1-1.2,铸件为.5-2.0一、一、圆柱形铣刀圆柱形铣刀 用途用途:加工平面加工平面(分粗齿和细齿分粗齿和细齿)结构特点：结构特点：作用在铣床升降台作用在铣床升降台运运动方向上动方向上 粗齿：粗齿：用于粗加工用于粗加工 细齿：细齿：用于精加工用于精加工二、二、立铣刀立铣刀硬质合金立铣刀硬质合金立铣刀普通可转位立铣刀和钻铣刀普通可转位立铣刀和钻铣刀可转位螺旋立铣刀可转位螺旋立铣刀模块螺旋齿立铣刀模块螺旋齿立铣刀三、三、键槽铣刀键槽铣刀四、四、三面刃铣刀三面刃铣刀错齿三面刃铣刀错齿三面刃铣刀直齿三面刃铣刀直齿三面刃铣刀镶齿三面刃铣刀镶齿三面刃铣刀硬质

9、合金可转位三面刃铣刀硬质合金可转位三面刃铣刀五、五、角度铣刀角度铣刀六、六、模具铣刀模具铣刀高速钢模具铣刀高速钢模具铣刀可转位球头立铣刀可转位球头立铣刀硬质合金旋转锉硬质合金旋转锉一、一、硬质合金可转位面铣刀硬质合金可转位面铣刀一.可 转位面铣刀的结构1.上压式2.楔块式3.压孔式上压式上压式楔块式楔块式压孔式压孔式二二.可转位面铣刀直径与齿数可转位面铣刀直径与齿数三三.可转位面铣刀几何角度可转位面铣刀几何角度三种组合三种组合:(1)正前角、（正前角、（2）负前角、（）负前角、（3）正负前角）正负前角其他种类的面铣刀一一 陶瓷面铣刀陶瓷面铣刀二二 立方氮化硼面铣刀立方氮化硼面铣刀三三 金刚石面

10、铣刀金刚石面铣刀一、铲齿成形铣刀的铲齿过程 阿基米德螺线齿背的特性二、铲削量以及后角分析铲削量：当铣刀转过齿间角 时，铲刀的径向位移量K后角分析：如图三、正前角铲齿成形铣刀刀廓形设计铲齿成形铣刀的前角一般为0度，但其切削条件较差，所以在粗加工时可以取前角大于0度。当有了前角后,铣刀的轴向剖面形状与工件的截形不同,设计时,必须计算出其轴向剖面形状.成形铣刀的结构参数主要参数有直径d，孔径d1,槽深H，齿数Z，侧后角，侧前角，铲削量K以及齿槽角等。铣刀宽度一般比工件的廓形宽度的最大宽度大1-5mm,并采用标准系列尺寸.为了保证铣刀有足够的重磨次数和强度,在铣刀结构尺寸初步确定后,需要从下面几个方面

11、进行验算.1)铣刀壁厚m0.4d1,如不能满足，加大铣刀外径。2)铣刀齿根厚度C（0.8-1）H。铲齿成形铣刀设计举例铲齿成形铣刀设计举例 已知条件:在 X62W 铣床上铣削如图轮廓工件 工件材料：45钢 铣刀前、后角 f=10，f=10 工件廓形曲线部分允许误差为 0.1mm 角度部分允许误差为 15 设计高速钢铲齿成形铣刀。一、铲齿成形铣刀结构尺寸决定 根据工件廓形最大高度 h0=26mm 按铣刀的结构尺寸资料，选取加强型齿槽，铣刀宽度 B=b+3=37+3=40 mm二、验算铣刀结构参数 1、验算铣刀壁厚 m 要求满足条件：m=(d2Hd1)2 0.4 d1 m=(14021640)2

12、34 0.4 d1=0.440 16 m=34 0.4 d116 满足要求2、验算铣刀后角 ox 要求满足条件：tanox=RRx tanf sinrx 34 tanf =K Zd (K=9 Z=10 d=140 rx=15)tanox=910sin 15140 900.2588439.8226=0.0529577 ox=3.03，满足要求 3、验算齿根强度 要求满足条件：C（0.81.8）H C=(d/2 K 3/h)sin3 =(140/2 9 5/626)sin30 =18 H=hKr=2691 36 (81.8）H 28.864.8 C=1828.8 强度不足,宜选用加强型齿槽三、铲齿

13、成形铣刀廓形计算 1、轴向廓形计算(廓形高度和齿形角计算)R2 Rh2 14025.6 64.4 R2 64.4mm sinf2 R sinf R2 70 sin1064.40.18875 f2 10.879 2f2f 10.88100.88 20.88 h2 h2KZ3605.69100.883605.38 h2 5.38mm R3 Rh3 140211.958.1 R3 58.1mm sinf3 R sinf R3 70 sin1058.10.20921 f3 12.076 3f3f 12.076102.076 32.076 h3 h3KZ336011.99102.07636011.380

14、 h3 11.38mm R4 Rh4 140218.751.3 R4 51.3mm sinf4 R sinf R4 70 sin1051.30.2369 f4 13.706 4f4f 13.706103.706 43.706 h4 h4KZ436018.79103.70636017.773 h417.77mm R5 Rh5 1402-2644 R5 44mm sinf5 R sinf R5 70 sin10440.2763 f 516.037 5f5-f 16.037-106.037 56.037 h5 h5KZ5360269106.03736024.491 h5 24.49mm tanc=h

15、5tanwh5=26 tan1524.49=0.2844 c=155444”2、铣刀前面刃型计算(前面刃形高度和齿形角计算)h2”=R2sin2sinf=64.4 sin0.88sin10=5.6958 h2”=5.7mm h3”=R3sin3sinf=58.1 sin2.076sin10=12.12 h3”=12.12mm h4”=R4sin4sinf=51.3 sin3.706sin10=19.095 h4”=19.1mm h5”=R5sin5sinf=44sin6.037sin10=26.65 h5”=26.65mm tanr=h5tanwh5”=26 tan1526.65=0.2614 r=1439四、确定成形铣刀的技术条件 根据工件精度要求,取铣刀廓形公差为工件公差1/3。铣刀曲线部分误差为0.03mm。角度部分误差为5。其它技术条件参考有关刀具设计手册。五、绘制成形铣刀设计图