铣削与铣刀演示幻灯片

第十五章铣削与铣刀,1,15.1铣刀的种类,圆柱铣刀,切削刃呈螺旋状分布在圆柱表面上,端面无切削刃，多用于加工平面,端铣刀,切削刃分布在端面上，多用于立铣床,硬质合金制造，生产效率高,2,盘形铣刀等其它种类,槽铣刀：在圆柱面上有刀齿，加工浅槽,两面刃铣刀：用来加工台阶面,三面刃铣刀：刀齿交错排列，用来加工沟槽,锯片铣刀：薄片槽铣刀，用于切断材料或切槽,键槽铣刀：专用刀具,角度铣刀：铣削斜面沟槽和角度表面,成形铣刀：加工成形表面,3,4,按齿背形式分类,尖齿铣刀,齿背经铣制而成，切削刃后磨出窄的后刀面,铲齿铣刀,加工寿命长，加工质量好，刃磨方便,后刀面铲制而成，用钝后重磨前刀面,端铣刀和成形铣刀为铲齿铣刀,5,刀齿齿背的形式,6,15.2铣刀的几何角度,只需研究铣刀的一个刀齿，刀齿视为车刀,切削平面：过选定点且切于过渡表面的平面,基面：过选定点包含轴线与切削平面垂直,正交平面,圆柱铣刀：与假定工作平面重合，垂直于轴线,端面铣刀：垂直于主切削刃在该点基面中投影,假定工作平面和背平面：互相垂直且垂直于基面,7,8,圆柱铣刀的几何角度,9,端铣刀的几何角度,10,铣刀几何角度的合理选择,前角,为了保证强度，前角角度小于车刀,根据材料选择，同车刀前角,后角,根据进给量选择，一般取小值,主偏角和副偏角,刃倾角,圆柱铣刀和立铣刀的刃倾角即螺旋角,影响铣刀的工作齿数、平稳性和工作前角,11,15.3铣削用量四要素,铣削速度,进给量,每齿进给量：衡量铣削效率和铣刀性能的指标,每转进给量和进给速度：,背吃刀量：平行于铣刀轴线的切削层尺寸,铣削宽度：垂直于铣刀轴线的切削层尺寸,12,端铣和周铣时切削厚度的变化图,13,铣削的切削层参数,切削厚度,在基面中测量的相邻刀齿主切削刃的距离,切削宽度,在基面中测量的铣刀主切削刃的工作长度,切削面积,总的面积等于所有刀齿切削面积的和。,单个刀齿切削面积等于厚度和宽度的乘积。,14,周铣时切削厚度的计算,周铣时，切削厚度的值：,平均切削厚度为：,15,16,端铣时切削厚度的计算,切削厚度,平均切削厚度,17,18,切削面积的计算,端铣刀,圆柱铣刀,19,切除量和平均面积,平均切削面积,单位体积的切除量,20,21,铣削分力,主铣削力,主运动方向上的分力，作用在铣刀切线上,消耗机床的主要功率的力,法向铣削力,垂直于主运动方向上的力，作用在半径上,引起刀杆弯曲变形，不做功,轴向铣削力,轴向铣削分力作用于主轴方向,与刀齿所受的轴向抗力大小相等方向相反,22,铣削分力的示意图,23,水平进给力和垂直进给力,水平进给力,在进给方向上的分力(纵向进给力),垂直进给力,在垂直于进给方向上的分力,作用在铣床升降工作台运动方向上,24,各分力和主铣削力的比值,25,硬质合金铣刀铣削力经验公式,26,高速钢铣刀铣削力的经验公式,27,铣削功率,铣削功率的公式,铣床电动机功率的公式,28,铣削方式,周铣法：逆铣和顺铣,端铣法,对称铣削：切入和切出的厚度相同(淬硬钢),不对称逆铣：切入厚度小切出厚度大(碳钢等),不对称顺铣：切入厚度大切出厚度小(不锈钢),逆铣：刀具使用寿命低，加工表面质量差,容易引起振动，不宜铣薄壁工件,顺铣：刀具使用寿命高，加工表面质量好,力的方向向下，宜铣刚性差的工件,29,逆铣和顺铣,30,逆铣和顺铣时力的变化,31,铣削的特点,多刃切削：磨损不均，影响加工表面质量,断续切削：冲击较大，易产生裂纹和破损,有切入过程：刀齿磨损加剧，表面质量差,容屑和排屑：开设容屑槽，能顺利排屑,32,铣削用量的选择,总的原则：和车削相似：,铣削深度和宽度的选择,余量小于8mm时，一次切除,余量大于8mm时，分两次走刀,铣刀直径和铣削宽度的关系,铣削深度应小于铣刀长度,33,进给量的选择,衡量铣削效率的重要指标,粗铣时受切削力限制,半精铣精铣时受表面粗糙度限制,高速钢铣刀，不宜铣削力过大,硬质合金铣刀，进给量取小值,34,铣削速度的确定,铣削速度的经验公式,铣削速度也可查切削用量手册确定,材料和铣刀的系数,35,15.4成形铣刀的特点和分类,切削刃的廓形根据工件廓形设计。,可加工复杂表面，保证尺寸和形状的一性。,成形铣刀可保证尺寸和形状的一致性。,生产效率高，使用方便，应用较广。,成形铣刀分为尖齿和铲齿成形铣刀两种,尖齿铣刀需重磨后刀面，寿命长，加工质量好，但使用不方便。,铲齿铣刀只磨前刀面，刃磨方便，应用广泛。,36,成形铣刀,37,成形铣刀的铲齿,为设计制造检验方便，成形铣刀常取=0,铣刀的前刀面为轴向平面。,刀齿各轴向面内的廓形均应相同。,为保证刀齿有适当后角，廓形向中心靠近。,刀齿的后刀面是：,1、切削刃廓形绕铣刀轴线回转,2、并向铣刀中心移动所形成的表面,能完成上述齿背加工的方法即铲齿或铲背,38,铲齿成形铣刀,39,铲齿的过程,铲刀即平体成形车刀，前角为零。,铲刀的前刀面通过铣刀轴线的水平面。,铲刀切削刃廓形和铣刀轴向廓形相同，凹向相反。,铲刀的运动：,铣刀毛坯的回转运动,铲刀沿铣刀的径向作直线运动,40,齿背曲线,是刀齿后刀面在垂直于铣刀轴线端平面中的截线,刀齿的廓形取决于铲刀的刃形,齿背曲线的形状影响后角的大小和重磨,生产中常用阿基米德螺线作为齿背曲线,匀速回转运动和径向匀速直线运动结合构成阿基米德螺线,41,成形铣刀的径向铲齿,42,径向铲齿过程,铲刀的前刀面安装在铲床的水平中心面内,铣刀回转时，铲刀沿半径作等速前进,铣刀转过0，凸轮转过0，铲出一个齿背,铣刀继续转过1，凸轮转过1，铲刀退回,重复上述过程，即可获得成形铣刀,43,铲背量和名义后角,铲背量K,铣刀转过一个齿尖角时铲刀前进的距离K,半径任意处的后角,规定：新铣刀齿顶处的后角为名义后角,44,45,正交平面后角的校验,正交平面内的后角与名义后角的关系,主偏角越小，后角越小，一般2,齿顶后角不能过大，否则降低切削刃强度,修改铣刀刃形；斜置工件；斜向铲齿,46,铲齿铣刀正交平面内的后角,47,改善铣刀正交后角的措施,48,49,铲齿铣刀的结构要素,铣刀直径的确定,铣刀