《金属切削原理与刀具》课件 7铣削与铣刀

第7章铣削与铣刀在金属切削加工中，铣刀是最常用的平面加工刀具。是一种多刃回转刀具，主要用于平面、台阶、沟槽和各种成形面的加工。铣削时，铣刀的旋转运动是主运动，工件随工作台的运动是进给运动。一、铣刀的种类铣刀的种类多，常用的有圆柱铣刀、端铣刀、键槽铣刀、立铣刀、模具铣刀、半圆键槽铣刀、三面刃铣刀、角度铣刀、锯片铣刀等。按用途可分为：

1、加工平面用铣刀

圆柱铣刀

用其周刃铣削中小型平面。

端（面）铣刀

铣削较大的平面，可进行高速铣削。2、加工沟槽用铣刀两面刃铣刀三面刃铣刀错齿三面刃铣刀铣削小台阶面、直槽和四方或六方螺钉小侧面。单面刃铣刀

（槽铣刀）盘铣刀角度铣刀锯片铣刀铣削窄缝或切断。铣削各种角度槽和斜面。键槽铣刀立铣刀端部有三个以上的刀刃，用于铣削直槽、小平面、台阶平面和内凹平面等。端部只有两个刀刃，专门用于铣削轴上封闭式键槽。3、加工成形面用铣刀成形铣刀铣削内凹和外凸圆弧表面。按刀齿齿背加工形式可分为：1、尖齿铣刀

齿背经铣削而成，并在切削刃附近磨出一条窄的后刀面，用钝后仅需重磨后刀面。多数铣刀采用。2、铲齿铣刀

齿背是铲制而成的，其后刀面常做成特殊形状的曲面，用钝后要重磨前刀面，易于保持刀刃原有形状。按刀齿数目可分为：粗齿铣刀－刀齿少，强度高，容屑空间大，适于粗加工。细齿铣刀－刀齿多，适于半精、精加工。

尖齿成形铣刀铲齿成形铣刀

二、铣削方式周铣法顺铣逆铣端铣法用圆柱铣刀的圆周上分布的刀齿加工平面的方法用端铣刀端面分布的刀齿加工平面的方法对称铣削不对称逆铣不对称顺铣图7-8逆铣与顺铣a)逆铣b）顺铣

逆铣特点：

①切削厚度由薄变厚，即从hD=0到hDmax。切入时，由于刃口钝圆半径大于瞬时切削厚度，刀齿与工件表面进行挤压和摩擦，刀齿较易磨损。尤其当冷硬现象严重时，更加剧刀齿的磨损，并影响已加工表面的质量。②刀齿作用于工件上的垂直进给分力FfN向上，有挑起工件的趋势，因此要求夹紧可靠。

③纵向进给力Ff与纵向进给方向相反，使铣床工作台进给机构中的丝杠与螺母始终保持良好的左侧接触，故工作台进给速度均匀，铣削过程较平稳。④逆铣时，刀齿是从切削层内部开始的，当工件表面有硬皮时，对刀齿没有直接的影响。顺铣特点：

①切削厚度由厚变薄，即从hDmax到hD=0,这样容易切下切屑，刀具磨损较慢，已加工表面质量较高。②刀齿作用于工件上的垂直进给分力FfN压向工作台，有利于夹紧工件。③纵向进给力Ff与纵向进给方向相同，当丝杠与螺母存在间隙时，会使工作台带动丝杠向左窜动，造成进给不均，这样一则影响工件表面粗糙度，二则会因进给量突然增大而损坏刀齿。

端铣刀在铣削平面时有许多优点，因此在目前的平面铣削中有逐渐以端铣刀来代替圆柱铣刀的趋势。根据端铣刀和工件间的相对位置不同，可分为三种不同的铣削方式。（1）对称铣削

——刀齿切入、切出工件时，切削厚度相同的铣削。一般端铣时常用这种铣削方式。（2）不对称逆铣——刀齿切入时的切削厚度最小，切出时的切削厚度最大。这种铣削方式切入冲击小，常用铣削碳钢和合金结构钢。（3）不对称顺铣——刀齿切入时的切削厚度最大，切出时的切削厚度最小。这种铣削方式可减小硬质合金的剥落破损，提高刀具耐用度，可用于铣削耐热合金和不锈钢。图8-9端铣时的顺铣与逆铣a)对称端铣b）不对称逆铣c）不对称顺铣1）端铣的加工质量比周铣好。周铣时，同时参加工作的刀齿一般只有1～2个，而端铣时同时参加工作的刀齿多，切削力变化小，因此，端铣的切削过程比周铣时平稳；端铣刀的刀齿切入和切出工件时，虽然切削厚度较小，但不像周铣时切削厚度变为零，从而改善了刀具后刀面与工件的摩擦状况，提高了刀具耐用度，并可减小表面粗糙度；端铣时还可以利用修光刀齿修光已加工表面，因此，端铣可达到较小的表面粗糙度。周铣法与端铣法的比较2）端铣的生产率比周铣高。端铣刀一般直接安装在铣床的主轴端部，悬伸长度较小，刀具系统的刚性好，而圆柱铣刀安装在细长的刀轴上，刀具系统的刚性远不如端铣刀；端铣刀可以方便地镶装硬质合金刀片，而圆柱铣刀多采用高速钢制造。端铣时可以采用高速铣削，大大地提高了生产率，同时还可以提高已加工表面的质量。3）周铣的适应性好于端铣。周铣便于使用各种结构形式的铣刀铣削斜面、成形表面、台阶面、各种沟槽和切断等。三、铣削特点（1）刀具连续转动：铣削时铣刀连续转动，并且允许较高的铣削速度，因此具有较高的生产率。（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）断续切削：铣削时每个刀齿都在断续切削，尤其是端铣，铣削力波动大，故振动是不可避免的。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。（4）可选不同铣削方式：根据不同的加工条件，为提高刀具耐用度和生产率，可选用不同的铣削方式，如逆铣、顺铣或对称铣、不对称铣。图8-10铣刀磨损a)后面磨损b）前、后面同时磨损图8-11硬质合金面铣刀安全工作区域图8-12面铣刀切入工件时，前面与工件的接触位置a)面铣刀刀齿切削面积b）γf＜0c）γf＞ઠ图8-13最佳铣刀直径与安装位置的选择a)不对称顺铣b）对称铣削c）大直径铣刀对称铣削d）大直径铣刀不对称铣削图8-14高速钢立铣刀a)端面切削刃不通过中心b）端面切削刃通过中心图8-14(a)玉米铣刀实物照片图8-15硬质合金立铣刀图8-16普通可转位立铣刀和钻铣刀a)普通可转位立铣刀b）端刃过中心可转位立铣刀c）圆刀片立铣刀d）钻铣刀图8-16(a)可转位铣刀实物照片图8-17钻铣刀用途a)铣台阶面和开口槽b）钻浅孔c）铣封闭槽d）坡铣斜槽图8-18可转位螺旋立铣刀图8-18(a)硬质合金可转位立铣刀实物照片图8-19模块式螺旋齿立铣刀图8-21直齿三面刃铣刀图8-22错齿三面刃铣刀图8-23镶齿三面刃铣刀图8-24硬质合金可转位三面刃铣刀图8-25角度铣刀a)单角铣刀b）双角铣刀图8-26高速钢模具铣刀a)圆锥形立铣刀b）圆柱形球头立铣刀c）圆锥形球头立铣刀图8-27可转位球头立铣刀图8-28硬质合金旋转锉图8-28(a)旋转锉实物照片图8-29硬质合金可转位面铣刀1-刀垫2-楔块3-紧固螺钉4-偏心销5-刀体6-刀片图8-29(a)硬质合金可转位面铣刀实物照片图8-29(b)硬质合金