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铣削加工基础知识

铣削加工基础知识

铣削用量

铣削时的铣削用量由切削速度、进给量、背吃刀量(铣削深度)和侧吃刀量(铣削宽度)四要素组成。其铣削用量如下图所示。

铣削运运及铣削用量

切削速度Vc即铣刀大直径处的线速度，可由下式计算：

式中Vc为切削速度(m/min)，d为铣刀直径（mm），n为铣刀每分钟转数（r/min）。

进给量?，铣削时，工件在进给运动方向上相对刀具的移动量即为铣削时的进给量。由于铣刀为多刃刀具，计算时按单位时间不同，有以下三种度量方法。

（1）每齿进给量?Z(mm/z)指铣刀每转过一个刀齿时，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离），其单位为每齿mm/z。

（2）每转进给量?，指铣刀每一转，工件对铣刀的进给量（即铣刀每转，工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/r。

（3）每分钟进给量Vf，又称进给速度，指工件对铣刀每分钟进给量（即每分钟工件沿进给方向移动的距离），其单位为mm/min。上述三者的关系为，

式中z为铣刀齿数，n为铣刀每分钟转速（r/min），

背吃刀量(又称铣削深度ap)，铣削深度为平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸（切削层是指工件上正被刀刃切削着的那层金属），单位为mm。因周铣与端铣时相对于工件的方位不同，故铣削深度的标示也有所不同。

侧吃刀量(又称铣削宽度ae)，铣削宽度是垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸，单位为mm。

铣削用量选择的原则：通常粗加工为了保证必要的刀具耐用度，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，这样选择是因为切削速度对刀具耐用度影响大，进给量次之，侧吃刀量或背吃刀量影响小；精加工时为减小工艺系统的弹性变形，必须采用较小的进给量，同时为了***积屑瘤的产生。对于硬质合金铣刀应采用较高的切削速度，对高速钢铣刀应采用较低的切削速度，如铣削过程中不产生积屑瘤时，也应采用较大的切削速度。

铣削的应用

在卧式铣床上镗孔（卧式铣床上镗孔、卧式铣床上镗孔用吊架、卧式铣床上镗孔用支承套）

铣床的加工范围很广，可以加工平面、斜面、垂直面、各种沟槽和成形面（如齿形）。还可以进行分度工作。有时孔的钻、镗加工，也可在铣床上进行，如下图所示。

铣削加工的应用范围（a.圆柱铣刀铣平面 b.套式铣刀铣台阶面 c.三面刃铣刀铣直角槽 d.端铣刀铣平面e.立铣刀铣凹平面 f.锯片铣刀切断 g.凸半圆铣刀铣凹圆弧面 h.凹半圆铣刀铣凸圆弧面 i.齿轮铣刀铣齿轮 j.角度铣刀铣V形槽 k.燕尾槽铣刀铣燕尾槽 l.T形槽铣刀铣T形槽 m.键槽铣刀铣键槽 n.半圆键槽铣刀铣半圆键槽 o.角度铣刀铣螺旋槽）

铣床的加工精度一般为IT9～IT8；表面粗糙度一般为Ra6.3～1.6μm。

铣削方式

1.周铣和端铣

用刀齿分布在圆周表面的铣刀而进行铣削的方式叫做周铣；用刀齿分布在圆柱端面上的铣刀而进行铣削的方式叫做端铣。

与周铣相比，端铣铣平面时较为有利，因为：

（1）端铣刀的副切削刃对已加工表面有修光作用，能使粗糙度降低。周铣的工件表面则有波纹状残留面积。

（2）同时参加切削的端铣刀齿数较多，切削力的变化程度较小，因此工作时振动较周铣为小。

（3）端铣刀的主切削刃刚接触工件时，切屑厚度不等于零，使刀刃不易磨损。

（4）端铣刀的刀杆伸出较短，刚性好，刀杆不易变形，可用较大的切削用量。由此可见，端铣法的加工质量较好，生产率较高。所以铣削平面大多采用端铣。但是，周铣对加工各种形面的适应性较广，而有些形面（如成形面等）则不能用端铣。

2.逆铣和顺铣

周铣有逆铣法和顺铣法之分。逆铣时，铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反；顺铣时，则铣刀的旋转方向与工件的进给方向相同。逆铣时，切屑的厚度从零开始渐增。实际上，铣刀的刀刃开始接触工件后，将在表面滑行一段距离才真正切入金属。这就使得刀刃容易磨损，并增加加工表面的粗糙度。逆铣时，铣刀对工件有上抬的切削分力，影响工件安装在工作台上的稳固性。

顺铣则没有上述缺点。但是，顺铣时工件的进给会受工作台传动丝杠与螺母之间间隙的影响。因为铣削的水平分力与工件的进给方向相同，铣削力忽大忽小，就会使工作台窜动和进给量不均匀，甚至引起打刀或损坏机床。因此，必须在纵向进给丝杠处有消除间隙的装置才能采用顺铣。但一般铣床上是没有消除丝杠螺母间隙的装置，只能采用逆铣法。另外，对铸锻件表面的粗加工，顺铣因刀齿首先接触黑皮，将加剧刀具的磨损，此时，也是以逆铣为妥。

铣刀选择的通用原则

铣刀选择的通用原则

1．铣刀的选择流程 一般考虑以下几个方面进行选择（见图1）：

(1)零件形状（考虑加工型面）：加工型面一般可为平面、深型、腔槽、螺纹等，不同加工型面使用的刀具不同，例如圆角铣刀可铣削凸曲面，但不能铣削凹曲面。

(2)材料：考虑其切削加工性、切屑成形、硬度、含有的合金元素等方面。刀具生产厂家一般将材料分为钢、不锈钢、铸铁、有色金属、高温合金、钛合金、硬质材料。

(3)加工条件：加工条件包括机床夹具工件系统稳定性刀柄装夹情况等。

(4)机床一夹具一工件系统稳定性：这需要了解机床的可用功率、主轴类型和规格、机床已使用的年限等，并且要结合刀柄长悬伸量及其轴向／径向跳动情况。

(5)加工类别及子类别：这包含方肩铣削、平面铣削、仿形铣削等需要结合刀具的特点应

用进行选刀。

2．铣刀几何角度的选择

(1)前角的选择。铣刀的前角应根据刀具和工件的材料确定。铣削时常有冲击，故应保证切削刃有较高的强度。一般情况下铣刀前角小于车刀切削前角；高速钢比硬质合金刀具要大；另外，在铣削塑性材料时，由于切削变形较大，应取较大的前角；铣削脆性材料时，前角应小些；在加工强度大、硬度高的材料时，还可采用负前角。前角的具体数值如表1所示。

(2)刃倾角的选择立铣刀和圆柱铣刀的外圆螺旋角β就是刃倾角λs。这使刀齿可以逐渐的切入和切出工件，提高铣削的平稳性。增大β，可以使实际前角增大，切削刃锋利，同时也使切屑易于排出。对于铣削宽度较窄的铣刀，增大螺旋角β的意义不大，故一般取β=0或较小的值。螺旋角卢的具体数值如表2所示。

(3)主偏角与副偏角的选择。面铣刀主偏角的作用及其对铣削过程的影响，与车刀主偏角在车削中的作用和影响相同。常用的主偏角有45°、60°、75°、90°，工艺系统的刚性好，取小值；反之，取大值，主偏角选择如表3所示。副偏角一般为5°—10°。圆柱铣刀只有主切削刃，没有副切削刃，因此没有副偏角，主偏角为90°。

加工中心怎么选用铣刀？

加工用刀具的选择及运用方法,现在运用的刀具有：

1、面铣刀(装夹三角刀片)

此刀具切削量蕞大的一种，它具有加工，工件外表粗糙度低和耐高温等优点。常用来加工六面体和有大面台阶的工件，有时作逃料用。

2、粗铣刀

当成形加工的重要刀具，其特色为耐重切削，吃刀深，切削阻力小，多用来插孔铣槽，铣台阶的工件，铣刀在作半刀切削时，机台的振荡较大，全力切削时应留意拉刀。

3、精铣刀

用此类刀具加工的工件，工件外表粗糙度低且加工尺寸经确，一般在工件成型加工的后适当用此类刀具，以确保工件外观漂亮及尺寸经确。在切削软材时，如：电木、铜等，也可以用于粗加工。

4、舍弃式铣刀

采用高转速，高速率,轻切削的加工方法，更换粗细刀片，分别进行粗细加工。

5、斜度刀

针对塑模工件旁边面有拔模斜度而运用的成型刀具，适用于工件侧壁精修主要有0.5°，1°，1.5°，2°， 2.5°， 3° ，5°，10°。

6、钨钢铣刀和钴钢铣刀

特色为硬度高，韧性差可对热处理后的工件进行加工，由于其韧性差，在切削不其时易损坏，一般采用高转速轻切削的方法。