1、第第9 9章章 铣刀铣刀9.1 9.1 铣刀的分类和用途铣刀的分类和用途19.2 9.2 铣刀的几何参数铣刀的几何参数29.3 9.3 铣削原理铣削原理 39.4 9.4 常用尖齿铣刀的结构和应用常用尖齿铣刀的结构和应用 49.1 9.1 铣刀的分类和用途铣刀的分类和用途 铣刀的种类繁多，其分类方法也较多。一般可按用途和结铣刀的种类繁多，其分类方法也较多。一般可按用途和结构形式分类，也可按齿背形式分类。构形式分类，也可按齿背形式分类。1.1.按用途和结构形式分类按用途和结构形式分类 铣刀按其用途和结构形式可分为圆柱形铣刀、端铣刀、盘铣刀按其用途和结构形式可分为圆柱形铣刀、端铣刀、盘形铣刀、锯片
2、铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀和成形铣刀，形铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽铣刀、角度铣刀和成形铣刀，如图所示。如图所示。按用途和结构形式分类的铣刀按用途和结构形式分类的铣刀 1 1）圆柱形铣刀）圆柱形铣刀 圆柱形铣刀的切削刃呈螺旋状分布在圆柱表面上，其两端面无切削圆柱形铣刀的切削刃呈螺旋状分布在圆柱表面上，其两端面无切削刃。它常用来在卧式铣床上加工平面。圆柱形铣刀多采用高速钢整体制刃。它常用来在卧式铣床上加工平面。圆柱形铣刀多采用高速钢整体制造，也可以镶焊硬质合金刀条。造，也可以镶焊硬质合金刀条。2 2）端铣刀）端铣刀 端铣刀的切削刃分布在其端面上。切削时，端铣刀轴线垂直于被加端铣刀的切削刃分
3、布在其端面上。切削时，端铣刀轴线垂直于被加工表面。它常用来在立式铣床上加工平面。端铣刀多采用硬质合金刀齿，工表面。它常用来在立式铣床上加工平面。端铣刀多采用硬质合金刀齿，故生产效率较高。故生产效率较高。3 3）盘形铣刀）盘形铣刀盘形铣刀包括槽铣刀、两面刃铣刀和三面刃铣刀，如图所示。盘形铣刀包括槽铣刀、两面刃铣刀和三面刃铣刀，如图所示。盘形铣刀的种类盘形铣刀的种类 4 4）锯片铣刀）锯片铣刀 锯片铣刀实际上就是薄片槽铣刀，其作用与切断车刀类似，用于切断材料或锯片铣刀实际上就是薄片槽铣刀，其作用与切断车刀类似，用于切断材料或铣削狭槽。铣削狭槽。5 5）立铣刀）立铣刀 立铣刀的圆柱面上的螺旋切削刃为
4、主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。立铣刀的圆柱面上的螺旋切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削刃。立铣刀可加工平面、台阶面和沟槽等，一般不能作轴向进给运动。用于加工三立铣刀可加工平面、台阶面和沟槽等，一般不能作轴向进给运动。用于加工三维成形表面的立铣刀，端部做成球形，称为球头立铣刀。其球面切削刃从轴心维成形表面的立铣刀，端部做成球形，称为球头立铣刀。其球面切削刃从轴心开始，也是主切削刃，可作多向进给运动。开始，也是主切削刃，可作多向进给运动。6 6）键槽铣刀）键槽铣刀 键糟铣刀是铣制键槽的专用刀具。它仅有两个刃瓣，其圆周和端面上的切削键糟铣刀是铣制键槽的专用刀具。它仅有两个刃瓣，其圆周和端
5、面上的切削刃都可作为主切削刃，使用时先沿键槽铣刀轴向进给切入工件，然后沿键槽方刃都可作为主切削刃，使用时先沿键槽铣刀轴向进给切入工件，然后沿键槽方向进给铣出全槽。为保证被加工键槽的尺寸，键槽铣刀只重磨端面刃，常用它向进给铣出全槽。为保证被加工键槽的尺寸，键槽铣刀只重磨端面刃，常用它来加工圆头封闭键槽。来加工圆头封闭键槽。7 7）角度铣刀）角度铣刀 角度铣刀可分单角度铣刀和双角度铣刀。角度铣刀可用于铣削沟糟和斜面。角度铣刀可分单角度铣刀和双角度铣刀。角度铣刀可用于铣削沟糟和斜面。8 8）成形铣刀）成形铣刀 成形铣刀用于加工成形表面。成形铣刀用于加工成形表面。2.2.按齿背形式分类按齿背形式分类铣
6、刀按其齿背形式可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀，如图所示。铣刀按其齿背形式可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀，如图所示。按齿背形式分类的铣刀按齿背形式分类的铣刀 1 1）尖齿铣刀）尖齿铣刀 尖齿铣刀的齿背是铣制而成的，并在切削刃后磨出一条窄的后刀面，尖齿铣刀的齿背是铣制而成的，并在切削刃后磨出一条窄的后刀面，用钝后仅需重磨后刀面。用钝后仅需重磨后刀面。2 2）铲齿铣刀）铲齿铣刀 铲齿铣刀的齿背曲线是阿基米德螺旋曲线，是用专门铲齿刀铲制而铲齿铣刀的齿背曲线是阿基米德螺旋曲线，是用专门铲齿刀铲制而成的，用钝后可重磨前刀面。当铣刀切削刃为复杂廓形时，可保证铣刀成的，用钝后可重磨前刀面。当铣刀切削刃为复杂廓形时，可保证
7、铣刀在使用过程中廓形不变。目前多数成形铣刀为铲齿铣刀，它比尖齿成形在使用过程中廓形不变。目前多数成形铣刀为铲齿铣刀，它比尖齿成形铣刀容易制造，重磨简单。铲齿铣刀的后面如经过铲磨加工，可保证较铣刀容易制造，重磨简单。铲齿铣刀的后面如经过铲磨加工，可保证较高的耐用度和被加工表面质量。高的耐用度和被加工表面质量。9.2 9.2 铣刀的几何参数铣刀的几何参数9.2.1 9.2.1 铣刀的标注角度参考系铣刀的标注角度参考系圆柱形铣刀和端铣刀的辅助参考平面，如图所示。圆柱形铣刀和端铣刀的辅助参考平面，如图所示。圆柱形铣刀和端铣刀的辅助参考平面圆柱形铣刀和端铣刀的辅助参考平面 9.2.2 9.2.2 铣刀的
8、几何角度铣刀的几何角度 1.1.圆柱形铣刀的几何角度圆柱形铣刀的几何角度 如图所示为圆柱形铣刀的几何角度。它包括螺旋角、法向前角、端如图所示为圆柱形铣刀的几何角度。它包括螺旋角、法向前角、端面前角、法向后角和端面后角。面前角、法向后角和端面后角。圆柱形铣刀的几何角度圆柱形铣刀的几何角度1 1）螺旋角）螺旋角 螺旋角螺旋角是螺旋切削刃展开成直线后与铣刀轴线（基面）间的夹角，是螺旋切削刃展开成直线后与铣刀轴线（基面）间的夹角，相当于车刀的刃倾角相当于车刀的刃倾角ss。它能使刀齿逐渐地切入和切离工件，提高铣削。它能使刀齿逐渐地切入和切离工件，提高铣削的平稳性。增大螺旋角的平稳性。增大螺旋角能使形成的
9、螺旋形切屑沿着刀齿前刀面排出在容能使形成的螺旋形切屑沿着刀齿前刀面排出在容屑槽内，改善了切屑排出情况，同时也能增加实际切削前角，使切削轻快。屑槽内，改善了切屑排出情况，同时也能增加实际切削前角，使切削轻快。一般取细齿圆柱形铣刀的螺旋角一般取细齿圆柱形铣刀的螺旋角=30=303535，粗齿圆柱形铣刀的螺旋，粗齿圆柱形铣刀的螺旋角角=40=404545。2 2）法向前角和端面前角）法向前角和端面前角 法向前角法向前角n n是在法平面内前刀面和基面间的夹角。端面前角是在法平面内前刀面和基面间的夹角。端面前角o o是在是在端平面内前刀面和基面间的夹角。对圆柱形铣刀而言，端平面相当于正交端平面内前刀面和
10、基面间的夹角。对圆柱形铣刀而言，端平面相当于正交平面。制造铣刀时，须知平面。制造铣刀时，须知n n，而测量铣刀前角时，须知，而测量铣刀前角时，须知o o。通常在图纸。通常在图纸上只标注上只标注n n，它和，它和o o之间的关系为之间的关系为tan tan n n=tan=tan o o cos cos （9-19-1）3 3）法向后角和端面后角）法向后角和端面后角 法向后角法向后角nn是在法平面内后刀面和切削平面间的夹角。端面后是在法平面内后刀面和切削平面间的夹角。端面后角角oo是在端平面内后刀面和切削平面间的夹角。铣削时应选择较大是在端平面内后刀面和切削平面间的夹角。铣削时应选择较大的端面后
11、角，通常取的端面后角，通常取o=12o=121616。一般情况下在图纸上只标注。一般情况下在图纸上只标注oo。它和。它和nn的关系为的关系为tano=tan n cos （9-2）端铣刀的几何角度端铣刀的几何角度2.2.端铣刀的几何角度端铣刀的几何角度 端铣刀的几何角度端铣刀的几何角度如图所示。端铣刀的一如图所示。端铣刀的一个刀齿，就相当于一把个刀齿，就相当于一把普通外圆车刀，但其角普通外圆车刀，但其角度标注方法与车刀相同。度标注方法与车刀相同。3.3.铣刀几何角度的合理选择铣刀几何角度的合理选择 1 1）前角）前角 铣刀的前角也是根据工件材料的性质来选择的，其原则与车刀前角铣刀的前角也是根据
12、工件材料的性质来选择的，其原则与车刀前角的原则基本相同。的原则基本相同。表表9-1 铣刀前角的数值铣刀前角的数值bbb工件材料工件材料高速钢铣刀前角高速钢铣刀前角硬质合金铣刀前角硬质合金铣刀前角钢钢0.589 GPa0.589 GPa20205 512120.589 GPa0.589 GPa 0.981 GPa0.981 GPa15155 55 50.981 GPa0.981 GPa1010121210105 5铸铁铸铁5 515155 55 5 2 2）后角）后角 铣刀后角主要根据进给量的大小来选择。因铣刀进给量小，所铣刀后角主要根据进给量的大小来选择。因铣刀进给量小，所以铣刀后角取大值，一
13、般应比车刀后角值大。铣刀后角的数值见表以铣刀后角取大值，一般应比车刀后角值大。铣刀后角的数值见表9-29-2。铣刀种类铣刀种类铣刀后角的数值铣刀后角的数值高速钢铣刀高速钢铣刀粗齿粗齿1212细齿细齿1616高速钢锯片铣刀高速钢锯片铣刀粗齿、细齿粗齿、细齿2020硬质合金铣刀硬质合金铣刀粗铣粗铣6 68 8精铣精铣12121515表表9-2 9-2 铣刀后角的数值铣刀后角的数值3 3）主偏角和副偏角）主偏角和副偏角硬质合金端铣刀的主偏角硬质合金端铣刀的主偏角rr和副偏角和副偏角rr推荐值如下：推荐值如下：（1 1）铣钢时，）铣钢时，r=60r=607575，r=0r=05 5。（2 2）铣铸铁时
14、，）铣铸铁时，r=45r=456060，r=0r=05 5。（3 3）采用槽铣刀和锯片铣刀时，）采用槽铣刀和锯片铣刀时，r=90r=90，r=15r=151 1。（4 4）采用立铣刀和两）采用立铣刀和两(三三)面刃铣刀时，面刃铣刀时，r=90r=90，r=1r=130302 2。4 4）刃倾角）刃倾角 圆柱形铣刀和立铣刀的螺旋角就是刃倾角，它影响了铣刀同时工作圆柱形铣刀和立铣刀的螺旋角就是刃倾角，它影响了铣刀同时工作的齿数、铣削过程的平稳性和实际工作前角等。的齿数、铣削过程的平稳性和实际工作前角等。硬质台金端铣刀的刃倾角对刀尖强度影响较大，只有加工软钢及其硬质台金端铣刀的刃倾角对刀尖强度影响较
15、大，只有加工软钢及其他低强度材料时，才用正刃倾角。铣刀刃倾角的数值见表他低强度材料时，才用正刃倾角。铣刀刃倾角的数值见表9-39-3。铣刀类铣刀类型型圆柱形铣刀圆柱形铣刀硬质合金端铣硬质合金端铣刀刀两（三）面刃两（三）面刃铣刀铣刀立铣刀立铣刀键槽铣键槽铣刀刀粗齿粗齿细齿细齿4040606015155 510101515252530303030454515152020表表9-3 铣刀刃倾角的数值铣刀刃倾角的数值9.3 9.3 铣削原理铣削原理9.3.1 9.3.1 铣削方式铣削方式1.1.周铣周铣 周铣是指利用分布在铣刀圆柱面上的切削刃来形成平面（或周铣是指利用分布在铣刀圆柱面上的切削刃来形成平
16、面（或表面）的铣削方法。表面）的铣削方法。周铣又分为两种铣削方式，即逆铣和顺铣，如图所示。周铣又分为两种铣削方式，即逆铣和顺铣，如图所示。逆铣和顺铣逆铣和顺铣如图所示为逆铣、顺铣时的铣削分力作用方向。如图所示为逆铣、顺铣时的铣削分力作用方向。逆铣、顺铣时的铣削分力作用方向逆铣、顺铣时的铣削分力作用方向 1端铣时每齿切端铣时每齿切下的切削层厚下的切削层厚度变化较小，度变化较小，因此，铣削力因此，铣削力变化较小；周变化较小；周铣时每齿切下铣时每齿切下的切削层厚度的切削层厚度变化较大，因变化较大，因此，铣削力波此，铣削力波动较大。动较大。2端铣时同时参端铣时同时参加铣削的齿数加铣削的齿数较多，铣削过
17、较多，铣削过程较平稳。程较平稳。3端铣时，由于主端铣时，由于主切削刃起切除作切削刃起切除作用，过渡刃和副用，过渡刃和副切削刃起修光作切削刃起修光作用，故加工表面用，故加工表面质量较好；周铣质量较好；周铣时，仅由主切削时，仅由主切削刃形成已加工表刃形成已加工表面，故加工表面面，故加工表面质量较差。质量较差。4端铣刀便于采用端铣刀便于采用机夹硬质合金刀机夹硬质合金刀片，主轴刚性较片，主轴刚性较好，可进行高速好，可进行高速铣削。铣削。2.2.端铣端铣端铣又可分为对称铣和不对称铣。端铣又可分为对称铣和不对称铣。对称端铣与不对称端铣对称端铣与不对称端铣9.3.2 9.3.2 铣削要素和切削层参数铣削要素
18、和切削层参数1.1.铣削要素铣削要素铣削时，必须选择下列铣削用量要素，如图所示。铣削时，必须选择下列铣削用量要素，如图所示。铣削要素铣削要素1 1）背吃刀量）背吃刀量 背吃刀量是指待加工表面和已加工表面间的垂直距离，用背吃刀量是指待加工表面和已加工表面间的垂直距离，用 符号符号 表示，单位为表示，单位为mmmm。2 2）铣削宽度）铣削宽度 铣削宽度是指垂直于铣削深度和走刀方向测量的切削层尺寸，用铣削宽度是指垂直于铣削深度和走刀方向测量的切削层尺寸，用 符号符号 表示，单位为表示，单位为mmmm。3 3）每齿进给量）每齿进给量 每齿进给量是指铣刀每转过一个刀齿时，工件与铣刀沿走刀方向的每齿进给量
19、是指铣刀每转过一个刀齿时，工件与铣刀沿走刀方向的相对位移，用相对位移，用 符号表示，单位为符号表示，单位为mm/zmm/z。4 4）每转进给量）每转进给量 每转进给量是指铣刀每转一周时，工件与铣刀沿定刀方向的相对位每转进给量是指铣刀每转一周时，工件与铣刀沿定刀方向的相对位移，用移，用 符号表示，单位为符号表示，单位为mm/rmm/r。paeazff 5 5）进给速度）进给速度 进给速度是指铣刀切削刃基点相对工件的进给运动的瞬时速度，单进给速度是指铣刀切削刃基点相对工件的进给运动的瞬时速度，单位为位为mm/minmm/min。三者之间的关系为。三者之间的关系为 （9-39-3）式中，为铣刀齿数。
20、式中，为铣刀齿数。6 6）铣削速度）铣削速度 铣削速度是指铣刀旋转运动的线速度，用符号表示，单位为铣削速度是指铣刀旋转运动的线速度，用符号表示，单位为m/minm/min。它和铣刀转速它和铣刀转速n n之间的关系为之间的关系为 （9-49-4）式中，为铣刀直径（式中，为铣刀直径（mmmm）。）。fzvfnf nzc1000dnv 2.2.铣削层参数铣削层参数1 1）切削层厚度）切削层厚度 切削层厚度是切削层公称厚度的简称，是指铣刀上相邻两个切削层厚度是切削层公称厚度的简称，是指铣刀上相邻两个刀齿所形成的切削表面间的垂直距离，用符号刀齿所形成的切削表面间的垂直距离，用符号h hD D表示。无论是
21、周铣表示。无论是周铣还是端铣，铣削时的切削层厚度都是变化的，如图所示。还是端铣，铣削时的切削层厚度都是变化的，如图所示。铣削时切削层厚度的变化铣削时切削层厚度的变化 （1 1）在周铣中。如图所示，）在周铣中。如图所示，=i=i时，时，hDhD最大。因此，周铣时切削层最大。因此，周铣时切削层厚度的计算公式为厚度的计算公式为 （9-59-5）（9-69-6）式中，式中，为铣刀刀齿瞬时转角（为铣刀刀齿瞬时转角（）；）；ii为铣刀接触角度（为铣刀接触角度（）。）。sinzDfh Dmaxzisinhf周铣时切削厚度的计算周铣时切削厚度的计算（2 2）在端铣中。如图所）在端铣中。如图所示，当示，当=0=
22、0时，时，hDhD最最大；当大；当=i=i时，时，hDhD最最小。因此，端铣时切削小。因此，端铣时切削层厚度的计算公式为层厚度的计算公式为rizminrzsincosfhsincosfhDD端铣时切削层厚度的计算端铣时切削层厚度的计算 2 2）切削层宽度）切削层宽度 切削层宽度是切削层公称宽度的简称，其定义与车削相同，在基切削层宽度是切削层公称宽度的简称，其定义与车削相同，在基面中测量，用符号面中测量，用符号b bD D表示。直齿圆柱形铣刀的切削层宽度等于背吃刀表示。直齿圆柱形铣刀的切削层宽度等于背吃刀量量(铣削深度铣削深度)，即，即b bD D=a=ap p。端铣刀的单个刀齿类似于车刀，因此
23、，其。端铣刀的单个刀齿类似于车刀，因此，其切削层宽度切削层宽度b bD D=a=ap p/sin/sin r r。螺旋齿圆柱形铣刀的一个刀齿，不仅其切削层厚度随刀齿的不同螺旋齿圆柱形铣刀的一个刀齿，不仅其切削层厚度随刀齿的不同位置而变化，而且其切削宽度也随刀齿的不同位置而变化。如图所示，位置而变化，而且其切削宽度也随刀齿的不同位置而变化。如图所示，螺旋齿圆柱形铣刀同时切削的齿数有三个。螺旋齿圆柱形铣刀同时切削的齿数有三个。h hD1D1、h hD2D2、h hD3D3为三个刀齿为三个刀齿同时切得的最大切削层厚度；同时切得的最大切削层厚度；b bD1D1、b bD2D2、b bD3D3表示三个刀
24、齿不同的切削表示三个刀齿不同的切削层宽度。从图中可知，对一个刀齿而言，在刀齿切入工件后，切削层层宽度。从图中可知，对一个刀齿而言，在刀齿切入工件后，切削层宽度由零逐渐增大到最大值，然后又逐渐减小至零，即无论刀齿切入宽度由零逐渐增大到最大值，然后又逐渐减小至零，即无论刀齿切入还是切出工件，都有一个平缓的量变过程，所以螺旋齿圆柱形铣刀比还是切出工件，都有一个平缓的量变过程，所以螺旋齿圆柱形铣刀比直齿圆柱形铣刀的铣削过程平稳。直齿圆柱形铣刀的铣削过程平稳。螺旋齿圆柱形铣刀的切削宽度螺旋齿圆柱形铣刀的切削宽度3 3）切削层横截面积）切削层横截面积 铣刀每个切削齿的切削层横截面积铣刀每个切削齿的切削层横
25、截面积A AD D=h=hD Db bD D。铣刀的总切。铣刀的总切削层横截面积应为同时参加切削的刀齿切削层横截面积之和。削层横截面积应为同时参加切削的刀齿切削层横截面积之和。但是，由于铣削时铣刀的切削层厚度、切削层宽度及工作齿但是，由于铣削时铣刀的切削层厚度、切削层宽度及工作齿数均随时间而变化，因而总切削面积数均随时间而变化，因而总切削面积AAD D也随时间而变化，使也随时间而变化，使得计算较为复杂。为了计算简便，常采用平均切削层横截面得计算较为复杂。为了计算简便，常采用平均切削层横截面积积A ADavDav这一参数，其计算公式为这一参数，其计算公式为式中，式中，Q Q为材料切除率（为材料切
26、除率（mm3/minmm3/min）；）；z ze e为铣刀的工作齿数。为铣刀的工作齿数。dzfaadnvaavezepfepeavQAD9.3.3 9.3.3 铣削力和铣削功率铣削力和铣削功率圆柱形铣刀的铣削分力圆柱形铣刀的铣削分力1.1.铣削力铣削力 铣削时，铣刀的每个刀齿都产生铣削力，每个刀齿所产生铣削力的铣削时，铣刀的每个刀齿都产生铣削力，每个刀齿所产生铣削力的合力即为铣刀的铣削力。每个刀齿和铣刀的铣削力一般为空间力，为了合力即为铣刀的铣削力。每个刀齿和铣刀的铣削力一般为空间力，为了研究方便，可根据实际需要进行分解。如图所示，可将圆柱形铣刀单个研究方便，可根据实际需要进行分解。如图所示
27、，可将圆柱形铣刀单个刀齿产生的铣削力分解为几个方向的分力。刀齿产生的铣削力分解为几个方向的分力。铣削力铣削力铣削力是铣削时总铣削力是铣削时总铣削力在主运动方铣削力在主运动方向上的分力，即为向上的分力，即为作用于铣刀切线方作用于铣刀切线方向上消耗机床主要向上消耗机床主要功率的力。功率的力。垂直铣削力垂直铣削力垂直铣削力是铣削垂直铣削力是铣削时总铣削力在垂直时总铣削力在垂直于主运动方向上的于主运动方向上的分力，即为作用于分力，即为作用于铣刀半径方向上，铣刀半径方向上，能引起刀杆弯曲变能引起刀杆弯曲变形的力。形的力。轴向力轴向力轴向力作用于主轴向力作用于主轴方向上，且与轴方向上，且与刀齿所受轴向抗刀
28、齿所受轴向抗力大小相等、方力大小相等、方向相反。向相反。铣削力铣削力F Fc c与垂直切削力与垂直切削力F FcNcN的合力的合力F Fa a又可分解为下列两个分力：又可分解为下列两个分力：（1 1）进给力。进给力）进给力。进给力F Ff f是铣削时总铣削力在进给运动方向上的是铣削时总铣削力在进给运动方向上的分力，即为作用于铣床工作台纵向进给方向上的力。分力，即为作用于铣床工作台纵向进给方向上的力。（2 2）垂直进给力。垂直进给力）垂直进给力。垂直进给力F FfNfN是铣削时总铣削力在垂直于进是铣削时总铣削力在垂直于进给运动方向上的分力，即为作用于铣床升降台运动方向上的力。给运动方向上的分力，
29、即为作用于铣床升降台运动方向上的力。以上铣削力可写成以上铣削力可写成2fN2f2cN2cFFFF 由于铣刀刀齿位置是随时变化的，因此，当铣刀接触角由于铣刀刀齿位置是随时变化的，因此，当铣刀接触角ii不同时，各铣削分力的大小是不同的，即不同时，各铣削分力的大小是不同的，即”）为“（逆铣为“”，顺铣”）为“（逆铣为“”，顺铣-cossin-sincosicNicfNicNicfFFFFFF同理，端铣时，也可将铣削力按上述方法分解。同理，端铣时，也可将铣削力按上述方法分解。表表9-4 9-4 各铣削分力与铣削力的比值各铣削分力与铣削力的比值2.2.铣削力经验公式铣削力经验公式 铣削力通常是根据经验公
30、式来计算的。铣削力的经验公式铣削力通常是根据经验公式来计算的。铣削力的经验公式见教材表见教材表9-59-5和教材表和教材表9-69-6，使用条件改变时的修正系数见教材表，使用条件改变时的修正系数见教材表9-79-7和教材表和教材表9-89-8。3.3.铣削功率铣削功率 铣削功率铣削功率PcPc为铣削时所消耗的功率。铣削功率为铣削时所消耗的功率。铣削功率PcPc的单位是的单位是kWkW，其计算公式为：，其计算公式为：1000vcccFP 9.4 9.4 常用尖齿铣刀的结构和应用常用尖齿铣刀的结构和应用 9.4.1 9.4.1 尖齿铣刀的主要结构及参数尖齿铣刀的主要结构及参数 1.1.圆柱形铣刀圆
31、柱形铣刀 如图所示为圆柱形铣刀的结构。它可分成粗齿和细齿两种。粗齿如图所示为圆柱形铣刀的结构。它可分成粗齿和细齿两种。粗齿圆柱形铣刀具有齿数少、刀齿强度高、容屑空间大、重磨次数多等特圆柱形铣刀具有齿数少、刀齿强度高、容屑空间大、重磨次数多等特点，适用于粗加工。细齿圆柱形铣刀具有齿效多，工作平稳等特点，点，适用于粗加工。细齿圆柱形铣刀具有齿效多，工作平稳等特点，适用于精加工。适用于精加工。圆柱形铣刀的结构圆柱形铣刀的结构 2.2.三面刃铣刀三面刃铣刀 1 1）直齿三面刃铣刀）直齿三面刃铣刀 直齿三面刃铣刀的直径直齿三面刃铣刀的直径d d=63=63100 mm100 mm，宽度，宽度B B=6=
32、620 mm20 mm，它可分为，它可分为型和型和型，如图所示。型，如图所示。直齿三面刃铣刀的结构直齿三面刃铣刀的结构1 1圆周齿前面与端齿圆周齿前面与端齿前面连接成一个平前面连接成一个平面，可一次铣成和面，可一次铣成和刃磨，使工序简化。刃磨，使工序简化。2 2圆周齿和端齿均留圆周齿和端齿均留有凸起刃带，以便有凸起刃带，以便于刃磨和保证刃宽于刃磨和保证刃宽的一致性。的一致性。3 3齿数略有减少，端齿数略有减少，端齿长度略有缩短，齿长度略有缩短，减少了端齿的摩擦减少了端齿的摩擦有利于提高加工表有利于提高加工表面光洁度。面光洁度。型与型与型相比，其主要特点如下：型相比，其主要特点如下：2 2）错齿
33、三面刃铣刀）错齿三面刃铣刀 如图所示的错齿三面刃铣刀如图所示的错齿三面刃铣刀 。与直齿三。与直齿三面刃铣刀相比，它具有切削过程平稳、切削力小、排屑容易面刃铣刀相比，它具有切削过程平稳、切削力小、排屑容易和容屑槽大等优点。其尺寸与直齿三面刃铣刀相同和容屑槽大等优点。其尺寸与直齿三面刃铣刀相同 错齿三面刃铣刀的结构错齿三面刃铣刀的结构o侧 3 3）镶齿三面刃铣刀）镶齿三面刃铣刀 如图所示为镶齿三面刃铣刀的结构。其直径如图所示为镶齿三面刃铣刀的结构。其直径d d=80=80315 mm315 mm，宽度，宽度B B=12=1224 mm24 mm。镶齿三面刃铣刀的刀体上开有。镶齿三面刃铣刀的刀体上开
34、有5 5斜齿槽，带齿纹的楔形斜齿槽，带齿纹的楔形刀齿楔紧在刀体齿槽内。铣刀多次重磨后，其宽度变小，可将刀齿从刀刀齿楔紧在刀体齿槽内。铣刀多次重磨后，其宽度变小，可将刀齿从刀体中取出移动一个距离以恢复其宽度尺寸。体中取出移动一个距离以恢复其宽度尺寸。镶齿三面刃铣刀的结构镶齿三面刃铣刀的结构 3.3.立铣刀立铣刀 如图所示为立铣刀的结构。它可分为粗齿与细齿两种。立铣刀直径如图所示为立铣刀的结构。它可分为粗齿与细齿两种。立铣刀直径d=2d=250 mm50 mm，其中，直柄立铣刀直径，其中，直柄立铣刀直径d=2d=220 mm20 mm，锥柄立铣刀直径，锥柄立铣刀直径d=14d=1450 mm50
35、mm。立铣刀的结构立铣刀的结构 4.4.键槽铣刀键槽铣刀 如图所示为键槽铣刀的结构。它的铣刀直径如图所示为键槽铣刀的结构。它的铣刀直径d d=2=240 mm40 mm。键槽铣刀。键槽铣刀有两个刀齿，在圆柱面和端面上都有切削刃。由于齿数少，螺旋角小，有两个刀齿，在圆柱面和端面上都有切削刃。由于齿数少，螺旋角小，端面切削刃的强度大，工作时键槽铣刀能沿铣刀轴线作进给运动。使用端面切削刃的强度大，工作时键槽铣刀能沿铣刀轴线作进给运动。使用这种铣刀加工时，要作多次垂直进给和水平进给才能完成键槽的加工。这种铣刀加工时，要作多次垂直进给和水平进给才能完成键槽的加工。键槽铣刀的结构键槽铣刀的结构 9.4.2
36、 9.4.2 改进尖齿铣刀切削条件的主要途径改进尖齿铣刀切削条件的主要途径 尖齿铣刀与铲齿铣刀相比，由于其寿命高，被加工表面质量好，所尖齿铣刀与铲齿铣刀相比，由于其寿命高，被加工表面质量好，所以除成形铣刀外一般铣刀均采用尖齿的齿背结构。以除成形铣刀外一般铣刀均采用尖齿的齿背结构。对尖齿铣刀的几何参数进行适当改进，能够改进尖齿铣刀切削条件，对尖齿铣刀的几何参数进行适当改进，能够改进尖齿铣刀切削条件，获得更好的工件表面加工质量，延长刀具使用寿命。获得更好的工件表面加工质量，延长刀具使用寿命。改进尖齿铣刀切削条件的主要途径包括增大刀齿螺旋角，采用分屑改进尖齿铣刀切削条件的主要途径包括增大刀齿螺旋角，
37、采用分屑措施，增大容屑空间和提高刀齿强度，用硬质合金代替高速钢，以及立措施，增大容屑空间和提高刀齿强度，用硬质合金代替高速钢，以及立铣刀直柄化。铣刀直柄化。1.1.增大刀齿螺旋角增大刀齿螺旋角 对于圆柱形铣刀，采用螺旋刀齿可实现斜角切削，以减小铣削时对于圆柱形铣刀，采用螺旋刀齿可实现斜角切削，以减小铣削时的冲击。增大螺旋角可增加刀具的实际工作前角，减小刃口实际钝圆的冲击。增大螺旋角可增加刀具的实际工作前角，减小刃口实际钝圆半径，从而减小切削变形和切削力，缩短切入过程，提高加工表面质半径，从而减小切削变形和切削力，缩短切入过程，提高加工表面质量。但螺旋角的增大还受具体加工条件的制约，并非越大越好
38、。量。但螺旋角的增大还受具体加工条件的制约，并非越大越好。2.2.采用分屑措施采用分屑措施 铣刀切削刃采用分屑措施可减小切屑变形，有利于切屑的卷曲、铣刀切削刃采用分屑措施可减小切屑变形，有利于切屑的卷曲、容纳和排出，因而采用分屑措施是改善铣刀切削性能的有效途径之一。容纳和排出，因而采用分屑措施是改善铣刀切削性能的有效途径之一。分屑的方法包括开分屑槽和交错切削分屑。分屑的方法包括开分屑槽和交错切削分屑。1 1）开分屑槽）开分屑槽 圆柱形铣刀和立铣刀均采用开分屑槽的分屑方法。这些刀具的特圆柱形铣刀和立铣刀均采用开分屑槽的分屑方法。这些刀具的特点是切削刃工作长度较长，刀齿切削刃上开分屑槽后，可以切断
39、切屑点是切削刃工作长度较长，刀齿切削刃上开分屑槽后，可以切断切屑的横向联系，减小切屑变形。的横向联系，减小切屑变形。开分屑槽开分屑槽 2 2）交错切削分屑）交错切削分屑 三面刃铣刀和锯片铣刀等切槽铣刀均采用交错切削分屑的方法。由三面刃铣刀和锯片铣刀等切槽铣刀均采用交错切削分屑的方法。由于这些铣刀切削刃较短，无法用开分屑槽方法分屑，因而只能在前、后于这些铣刀切削刃较短，无法用开分屑槽方法分屑，因而只能在前、后刀齿上交错磨去一部分切削刃，使每齿切削宽度减小一半，显著地改善刀齿上交错磨去一部分切削刃，使每齿切削宽度减小一半，显著地改善容屑、排屑条件，从而大幅度提高铣刀的切削性能，如图所示。容屑、排屑
40、条件，从而大幅度提高铣刀的切削性能，如图所示。交错切削分屑交错切削分屑 3.3.增大容屑空间和提高刀齿强度增大容屑空间和提高刀齿强度 提高高速钢铣刀切削生产效率的主要途径是增大进给量，因此，增提高高速钢铣刀切削生产效率的主要途径是增大进给量，因此，增大容屑空间和提高刀齿强度非常必要。为此，可适当减少齿数，将直线大容屑空间和提高刀齿强度非常必要。为此，可适当减少齿数，将直线齿背改为曲线齿背。如可将锯片铣刀齿数由齿背改为曲线齿背。如可将锯片铣刀齿数由5050减为减为1818，将直线齿背改为，将直线齿背改为圆弧齿背，如图所示。锯片铣刀改进后切削效率提高了数倍。圆弧齿背，如图所示。锯片铣刀改进后切削效
41、率提高了数倍。锯片铣刀的改进锯片铣刀的改进 4.4.用硬质合金代替高速钢用硬质合金代替高速钢 目前，除端铣刀外，其他铣刀仍以高速钢为主要材料。如果采用硬目前，除端铣刀外，其他铣刀仍以高速钢为主要材料。如果采用硬质合金刀齿，切削效率可提高质合金刀齿，切削效率可提高2 25 5倍，但铣刀在结构和几何参数上应适倍，但铣刀在结构和几何参数上应适应硬质合金脆性大的特点。应硬质合金脆性大的特点。5.5.立铣刀直柄化立铣刀直柄化 直柄仅在直柄仅在20 mm20 mm的小规格立铣刀中使用。由于锥柄浪费钢材、制造的小规格立铣刀中使用。由于锥柄浪费钢材、制造工艺复杂、装卸不便，在自动化机床上难于实现快速装夹、自动换刀和工艺复杂、装卸不便，在自动化机床上难于实现快速装夹、自动换刀和轴向尺寸调整等要求，因而直柄取代锥柄已成为立铣刀结构改进的主要轴向尺寸调整等要求，因而直柄取代锥柄已成为立铣刀结构改进的主要发展方向。发展方向。
