銑削刀具加工技術(shù)分析

一、銑削刀具

　 銑刀的種類很多(大部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化)，按齒背形式分銑刀可分為尖齒銑刀和鏟齒銑刀兩大類。尖齒銑刀齒背經(jīng)銑削而成，后刀面是簡單平面，如圖8-13a所示，用鈍后重磨后刀面即可。該刀具應(yīng)用很廣泛，加工平面及溝槽的銑刀一般都設(shè)計(jì)成尖齒的。鏟齒銑刀與尖齒銑刀的主要區(qū)別是有鏟制而成的特殊形狀的后刀面，如圖8-13b所示，用鈍后重磨前刀面。經(jīng)鏟制的后刀面可保證銑刀在其使用的全過程中廓形不變�，F(xiàn)按銑刀的用途分述如下。圖8-13齒背形式

　　（一）加工平面用銑刀

　1.圓柱形銑刀

 

 

                         

　　圓柱形銑刀一般用于在臥式銑床上用周銑方式加工較窄的平面。圖8-14為其工作部分的幾何角度。為便于制造，其切削刃前角通常規(guī)定在法平面內(nèi)，用γn表示；為測(cè)量和刃磨方便，其后角規(guī)定在正交平面內(nèi)，用α0表示；螺旋角即為其刃傾角且λs；其主偏角為kr=90?。圓柱形銑刀有兩種類型：粗齒圓柱形銑刀具有齒數(shù)少、刀齒強(qiáng)度高，容屑空間大、重磨次數(shù)多等特點(diǎn)，適用于粗加工；細(xì)齒圓柱形銑刀齒數(shù)多、工作平穩(wěn)，適于精加工。

 

　　2.面銑刀　

　　高速鋼面銑刀一般用于加工中等寬度的平面。標(biāo)準(zhǔn)銑刀直徑范圍為?80-?250mm。硬質(zhì)合金面銑刀的切削效率及加工質(zhì)量均比高速鋼銑刀高，故目前廣泛使用硬質(zhì)合金面銑刀加工平面。

　　圖8-15所示為整體焊接式面銑刀。該刀結(jié)構(gòu)緊湊，較易制造。但刀齒磨損后整把刀將報(bào)廢，故已較少使用。　　　　　　　　

 

      

　　圖8-16為機(jī)夾焊接式面銑刀。該銑刀是將硬質(zhì)合金刀片焊接在小刀頭上，再采用機(jī)械夾固的方法將刀裝夾在刀體槽中。刀頭報(bào)廢后可換上新刀頭，因此延長了刀體的使用壽命。 

　　圖8-17為可轉(zhuǎn)位面銑刀。該銑刀將刀片直接裝夾在刀體槽中。切削刃用鈍后，將刀片轉(zhuǎn)位或更換刀片即可繼續(xù)使用�？赊D(zhuǎn)位銑刀與可轉(zhuǎn)位車刀一樣且有效率高、壽命長、使用方便、加工質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。這種銑刀是目前平面加工中應(yīng)用最廣泛的刀具之一�？赊D(zhuǎn)位面銑刀已形成系列標(biāo)準(zhǔn)，可查閱刀具標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)資料。

 

　　（二）加工溝槽用的銑刀

　　1.三面刃銑刀

　　三面刃銑刀除圓周表面具有主切削刃外，兩側(cè)面也有副切削刃，從而改善了切削條件，提高了切削效率和減小表面粗糙度。主要用于加工溝槽和階臺(tái)面。三面刃銑刀的刀齒結(jié)構(gòu)可分為直齒、錯(cuò)齒和鑲齒三種。

 

       

　　圖8-18a所示為直齒三面刃銑刀。該刀易制造、易刃磨。但側(cè)刃前角γ0＝0?，切削條件較差。

　　圖8-18b為錯(cuò)齒三面刃銑刀。該刀的刀齒交錯(cuò)向左、右傾斜螺旋角ω。每一刀齒只在一端有副切削刃，并由ω角形成副切削刃的正前角，且ω角使切削過程平穩(wěn)，易于排屑，從而改善了切削條件。整體錯(cuò)齒銑刀重磨后會(huì)減少其寬度尺寸。

　　圖8-18c為鑲齒三面刃銑刀，它可克服整體式三面刃銑刀刃磨后厚度尺寸變小的不足。該刀齒鑲嵌在帶齒紋的刀體槽中。刀的齒數(shù)為Z，則同向傾斜的齒數(shù) Z1＝Z/2，并使同向傾斜的相鄰齒槽的齒紋錯(cuò)開P/Z1（P為齒紋的齒距）。銑刀重磨后寬度減小時(shí)，可將同向傾斜的刀齒取出并順次移入相鄰的同向齒槽內(nèi)，調(diào)整后的銑刀寬度增加了P/Z1，再通過刃磨使之恢復(fù)原來的寬度。

　2.鋸片銑刀

　　如圖8-19是薄片的槽銑刀，用于切削或切斷。

　　3.立銑刀　　

　　立銑刀主要用在立式銑床上加工凹槽、階臺(tái)面，也可以利用靠模加工成形表面。如圖8-20所示，立銑刀圓周上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切削刃，故切削時(shí)一般不宜沿銑刀軸線方向進(jìn)給。為了提高副切削刃的強(qiáng)度，應(yīng)在端刃前面上磨出棱邊。

 

 

 

　　4.波形刃立銑刀

　　圖8-21所示為波形刃立銑刀。它是在普通高速鋼立銑刀的螺旋前刀面的基礎(chǔ)上，用專用銑夾具將螺旋前刀面再加工成波浪形螺旋面，它與后刀面相交成波浪形切削刃。相鄰兩波形刃的峰谷沿軸線錯(cuò)開一定距離，使切削寬度顯著減小，而切削刃的實(shí)際切削厚度約增大三倍，切下的切屑窄而厚，降低了切削變形程度，并使切削刃避開表面硬化層而切入工件。波形刃使切削刃各點(diǎn)刃傾角、工作前角以及承擔(dān)的切削負(fù)荷均不相同。而且波形刃使同一端截面內(nèi)的齒距也不相同。這些因素大大減輕了切削力變化的周期性，使切削過程較平穩(wěn)。銑削氣割鋼板等粗糙表面的工件，波形刃立銑刀尤其能顯示出其優(yōu)良的切削性能。

 

          

　　5.鍵槽銑刀

　圖8-22所示為鍵槽銑刀，用于加工圓頭封閉鍵槽。該銑刀外形似立銑刀，立銑刀有三個(gè)或三個(gè)以上的刀齒，而鍵槽銑刀僅有兩個(gè)刀齒，端面銑削刃為主切削刃，強(qiáng)度較高；圓周切削刃是副切削刃。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直柄鍵槽銑刀直徑d=2mm~22mm，錐柄鍵槽銑刀直徑d=14mm~50mm。鍵槽銑刀的精度等級(jí)有eB和dB兩種，通常分別加工H9和N9鍵槽。加工時(shí)，鍵槽銑刀沿刀具軸線作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，故僅在靠近端面部分發(fā)生磨損。重磨時(shí)只需刃磨端面刃，所以重磨后刀具直徑不變，加工精度高。 

 

      

　　（三）加工成型面用的銑刀

　　1.成形銑刀

　　成形銑刀是根據(jù)工件的成形表面形狀而設(shè)計(jì)切削刃廓形的專用成形刀具，有尖齒和鏟齒兩種類型，如圖8-23所示。前者與一般尖齒銑刀一樣，用鈍后重磨刀齒的后刀面，其耐用度和加工表面質(zhì)量較高，但因后刀面也是成形表面，制造與刃磨都比較困難。后者的齒背(后刀面)是按照一定的曲線鏟制的，用鈍后則重磨前刀面(平面)，比較方便。所以在銑削成形表面時(shí)，多采用鏟齒成形銑刀。

　　設(shè)計(jì)和使用成形銑刀的關(guān)鍵在于每次重磨后，要求刀齒的切削刃形狀不變和具有適當(dāng)?shù)暮蠼牵�且要工藝性好，制造、刃磨簡單。為了滿足這些要求，鏟齒成形銑刀常制成側(cè)前角γf＝0?(這時(shí)前刀面就在銑刀軸向平面內(nèi))，且鏟齒銑刀的后刀面應(yīng)是銑刀切削刃在繞其軸線回轉(zhuǎn)的同時(shí)，沿其半徑方向均勻地趨近銑刀軸線而形成的表面。鏟齒成形銑刀的后刀面都采用阿基米德螺旋面，并用γf＝0?的平體成形車刀(其刃形與γf＝0?銑刀的刃形相同，但凹凸相反)，在鏟齒車床上進(jìn)行鏟齒得到。

 

      

　　2.模具銑刀　　

　　模具銑刀用于加工模具型腔或凸模成形表面。模具銑刀是由立銑刀演變而成的，如圖8-24所示。按工作部分外形可分為圓錐形平頭、圓柱形球頭、圓錐形球頭三種。硬質(zhì)合金模具銑刀用途非常廣泛，除可銑削各種模具型腔外，還可代替手用銼刀和砂輪磨頭清理鑄、鍛、焊工件的毛邊，以及對(duì)某些成形表面進(jìn)行光整加工等。該銑刀可裝在風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)工具上使用，生產(chǎn)效率和耐用度比砂輪和銼刀提高數(shù)十倍。