第十章-铣削与铣刀.ppt

第十章铣削与铣刀,主要内容一、铣刀的几何参数二、铣削用量和切削层参数三、铣削力四、铣削方式五、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七、可转位面铣刀八、铲齿成形铣刀,影像,铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高,铣刀的几何参数,一、坐标平面,在正交平面内：(以圆柱铣刀静止参考系平面),假定主运动方向,假定进给运动方向,切削刃选定点,二、几何角度,1.圆柱铣刀,圆柱铣刀的刃倾角s就是铣刀的螺旋角，即是在切削平面Ps中测量的切削刃与基面的夹角,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，其主偏角为900,圆柱铣刀的前角n在法平面Pn中测量，后角0在正交平面P0中测量。0与n换算方法与车刀相同,2.面铣刀,角度标注见右图,面铣刀的一个刀齿，就相当于一把普通外圆车刀，角度标注与车刀相同,铣削用量和切削层参数,一、铣削用量四要素,1.背吃刀量aP平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸端铣时，ap为切削深度，圆周铣时，ap为被加工表面的宽度,2.侧吃刀量ae垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸端铣时ae为被加工表面宽度，圆周铣时，ae为切削层深度,3.进给量fz、f、vf,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上的位移量。单位为mm/z进给量f，指铣刀每转过一转时，工件与铣刀的相对位移量，单位为mm/r进给速度vf，每分钟铣刀相对工件的移动距离，单位为mm/min,4.铣削速度vc,指铣刀切削刃上基点相对于工件的主运动的瞬时速度(一般指铣刀外缘处的线速度),二、切削层参数,切削层公称厚度，切削层公称宽度，平均总切削层公称横截面积,铣削力,一、铣削分力,铣削力(称切向力或圆周力)Fc:作用在主运动方向的分力垂直铣削力FcN(径向分力)：垂直于主运动方向上的分力背向力FP(轴向分力)：作用在主轴方向,Fc与Fcn合力Fa可分解为：,进给力Ff:作用在铣床工作台纵向进给方向上垂直进给力FfN：作用在铣床升降台运动方向上,二、铣削力计算,铣削方式,一、圆周铣削方式顺铣和逆铣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。,二、端铣方式对称铣与不对称铣端铣有对称铣与不对称逆铣、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，减小切入冲击，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,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=0.6,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,常用尖齿铣刀的结构特点与应用,一、圆柱形铣刀,用途:加工平面(分粗齿和细齿)结构特点：作用在铣床升降台运动方向上粗齿：用于粗加工细齿：用于精加工,二、立铣刀,硬质合金立铣刀,普通可转位立铣刀和钻铣刀,可转位螺旋立铣刀,模块螺旋齿立铣刀,三、键槽铣刀,四、三面刃铣刀,错齿三面刃铣刀,直齿三面刃铣刀,镶齿三面刃铣刀,硬质合金可转位三面刃铣刀,五、角度铣刀,六、模具铣刀,高速钢模具铣刀,可转位球头立铣刀,硬质合金旋转锉,可转位面铣刀,一、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,楔块式,压孔式,二.可转位面铣刀直径与齿数三.可转位面铣刀几何角度三种组合:(1)正前角、（2）负前角、（3）正负前角,其他种类的面铣刀,一陶瓷面铣刀二立方氮化硼面铣刀三金刚石面铣刀,8.铲齿成形铣刀,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进行验算.铣刀壁厚m0.4d1,如不能满足，加大铣刀外径。铣刀齿根厚度C（0.8-1）H。,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=40mm,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)20.4d1m=(14021640)2340.4d1=0.44016m=340.4d116满足要求,2、验算铣刀后角ox,要求满足条件：tanox=RRxtanfsinrx34tanf=KZd(K=9Z=10d=140rx=15)tanox=910sin15140900.2588439.8226=0.0529577ox=3.03，满足要求,3、验算齿根强度,要求满足条件：C（0.81.8）HC=(d/2K3/h)sin3=(140/295/626)sin30=18H=hKr=269136(81.8）H28.864.8C=1828.8强度不足,宜选用加强型齿槽,三、铲齿成形铣刀廓形计算,1、轴向廓形计算(廓形高度和齿形角计算)R2Rh214025.664.4R264.4mmsinf2RsinfR270sin1064.40.18875f210.8792f2f10.88100.8820.88h2h2KZ3605.69100.883605.38h25.38mm,R3Rh3140211.958.1R358.1mmsinf3RsinfR370sin1058.10.20921f312.0763f3f12.076102.07632.076h3h3KZ336011.99102.07636011.380h311.38mm,R4Rh4140218.751.3R451.3mmsinf4RsinfR470sin1051.30.2369f413.7064f4f13.706103.70643.706h4h4KZ436018.79103.70636017.773h417.77mm,R5Rh51402-2644R544mmsinf5RsinfR570sin10440.2763f516.0375f5-f16.037-106.03756.037h5h5KZ5360269106.03736024.491h524.49mmtanc=h5tanwh5=26tan1524.49=0.2844c=155444”,2、铣刀前面刃型计算(前面刃形高度和齿形角计算),h2”=R2sin2sinf=64.4sin0.88sin10=5.6958h2”=5.7mmh3”=R3sin3sinf=58.1sin2.076sin10=12.12h3”=12.12mm,h4”=R4sin4sinf=51.3sin3.706sin10=19.095h4”=19.1mmh5”=R5sin5sinf=