铣刀的基本知识

铣刀的基本知识第一节铣刀材料的种类及牌号1、铣刀切削部分材料的基本要求：1）高硬度和耐磨性：在常温下，切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨损，延长使用寿命。2）好的耐热性：刀具在切削过程中会产生大量的热量，尤其是在切削速度较高时，温度会很高，因此，刀具材料应具备好的耐热性，既在高温下仍能保持较高的硬度，有能继续进行切削的性能，这种具有高温硬度的性质，又称为热硬性或红硬性。3）高的强度和好的韧性：在切削过程中，刀具要承受很大的冲击力，所以刀具材料要具有较高的强度，否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动，因此，铣刀材料还应具备好的韧性，才不易崩刃，碎裂。2、铣刀常用材料：（1）高速工具钢（简称高速钢，锋钢等），分通用和特殊用途高速钢两种。其具有以下特点：a、合金元素钨、铬、钼、钒的含量较高，淬火硬度可达HRC62—70。在6000C高温下，仍能保持较高的硬度。b、刃口强度和韧性好，抗振性强，能用于制造切削速度一般的刀具，对于钢性较差的机床，采用高速钢铣刀，仍能顺利切削。c、工艺性能好，锻造、加工和刃磨都比较容易，还可以制造形状较复杂的刀具。d、与硬质合金材料相比，仍有硬度较低，红硬性和耐磨性较差等缺点。（2）硬质合金：是金属碳化物、碳化钨、碳化钛和以钴为主的金属粘结剂经粉未冶金工艺制造而成的。其主要特点如下：能耐高温，在800—10000C左右仍能保持良好的切削性能，切削时可选用比高速钢高4—8倍的切削速度。常温硬度高，耐磨性好。抗弯强度低，冲击韧性差，刀刃不易磨的很锋利。常用的硬质合金一般可以为三大类:①钨钴类硬质合金（YG）常用牌号YG3、YG6、YG8，其中数字表示含钴量的百分率，含钴量愈多，韧性愈好，愈耐冲击和振动，但会降低硬度和耐磨性。因此，该合金适用于切削铸铁及有色金属，还可以用来切削冲击性大的毛坯和经淬火的钢件和不锈钢件。②钛钴类硬质合金(YT)常用牌号有YT5、YT15、YT30，数字表示碳化钛的百分率。硬质合金含碳化钛以后，能提高钢的粘结温度，减小磨擦系数，并能使硬度和耐磨性略有提高，但降低了抗弯强度和韧性，使性质变脆，因此，该类合金适应切削钢类零件。③通用硬质合金在上述两种硬质合金中加入适量的稀有金属碳化物，如碳化钽和碳化铌等，使其晶粒细化，提高其常温硬度和高温硬度、耐磨性、粘接温度和抗氧化性，能使合金的韧性有所增加，因此，这类硬质合金刀具有较好的综合切削性能和通用性，其牌号有：YW1、YW2和YA6等，由于其价格较贵，主要用于难加工材料，如高强度钢、耐热钢、不锈钢等。第二节铣刀的种类及标记1、铣刀的种类：按铣刀切削部分的材料分：a、高速钢铣刀：较复杂的刀具用此类b、硬质合金铣刀：大都是用焊接或机械夹固于刀体按铣刀的用途分：a、加工平面的铣刀：圆柱铣刀、端铣刀等b、加工沟槽（或阶台）的铣刀：立铣刀、盘形铣刀、锯片铣刀等c、特形面用的铣刀：成形铣刀等按铣刀的构造分：a.尖齿铣刀：齿背的截形是直线或折线，制造和刃磨容易，刃口较锋利。b.铲齿铣刀：齿背的截形是一条阿基米德螺旋线，这类铣刀刃磨后，只要前角不变，齿形也不变，适宜成形铣刀2、铣刀的标记（材料一般采用W18Cr4V）尺寸规格标记：圆柱铣刀、三面刃、锯片铣刀等以外径X宽度X内孔（X角度或圆弧半径），立铣刀和键槽铣刀一般只标注外圆直径。第三节铣刀的主要几何参数及作用1、铣刀的各部分名称①基面：通过切削刀上任意一点并与该点切削速度垂直的平面②切削平面：通过切削刃并与基面垂直的平面③前刀面：切屑流出的平面④后刀面：与加工表面相对的面2、圆柱铣刀的主要几何角度及作用①前角γ0：前刀面与基面之间的夹角。作用是使刀刃锋利，切削时金属变形减小，切屑容易排出，从而使切削省力；②后角α0：后刀面与切削平面之间的夹角。其主要作用是减少后刀面与切削平面之间的磨擦，减小工件的表面粗糙度；③旋角0：螺旋齿刀刃上的切线与铣刀轴线之间的夹角。作用是使刀齿逐步地切入和切离工件，提高切削平稳性。同时，对于圆柱铣刀，还有使切屑从端面顺利流出的作用3、端铣刀的主要几何角度及作用端铣刀多一个副切削刃，因此除了前角，后角外还有：①主偏角Kr：主切削刃与已加工表面的夹角。其变化影响主切削刃参加切削的长度，改变切屑的宽度和厚度②副偏角Krˊ：副切削刃与已加工表面的夹角。作用是减少副切削刃和已加工表面的磨擦，并影响副切削刃对已加工表面的修光作用③刃倾角λs：主切削刃与基面之间的夹角。主要起到斜刃切割的作用第四节成形铣刀成形铣刀是用于加工成形表面的专用铣刀，它的刀刃廓形需要根据被加工工件廓形进行设计计算，可在通用铣床上加工形状复杂的表面，能保证形状基本一致，且效率高，在成批生产和大量生产中被广泛应用。1、铲齿的基本概念：成形铣刀可分为尖齿和铲齿两种.尖齿成形铣刀的铣削和重磨需要专用靠模，制造和刃磨都较困难。铲齿成形铣刀齿背是在铲齿车床上铲削和铲磨而成，重磨时只磨前刀面，因为前刀面是平面，所以刃磨比较方便，目前成形铣刀主要采用铲齿齿背结构。铲齿齿背应满足两个条件：①重磨后切削刃形状不变；②获得所需后角。2、齿背曲线及方程：通过铣刀切削刃上任意点作垂直于铣刀轴线的端剖面，它与齿背表面的交线称为铣刀的齿背曲线。齿背曲线主要应满足两个条件：一是铣刀每次重磨后的后角基本不变；另一是制造简单。能满足后角不变的曲线只有对数螺旋线，但难以制造。阿基米德螺旋线能满足后角基本不变，制造简单，容易实现。所以在生产上广泛采用阿基米德螺旋线作为成形铣刀齿背曲线。由几何学知识，阿基米德螺旋线上各点的向量半径ρ值，随向量半径的转角θ值的增减而等比例地增减。。因此，只要由等速旋转运动与沿半径方向的等速直线运动两者组合，就可获得阿基米德螺旋线。用极坐标来表示：当θ=00时，ρ=R，（R为铣刀半径），当θ00时,ρr,p=/r,铣刀齿背的一般方程式为:ρ=R-CQ假设铲刀不退回，则铣刀每转过一个齿间角ε=2π/z，铲刀的铲齿量为K，与此相适应，凸轮的升高量也应为K。为了使铲刀能等速移动，凸轮上的曲线应为阿基米德螺旋线，故容易制造。此外，凸轮尺寸仅决定于铲销量K值，与铣刀直径齿数及后角无关。只要产销量相等，凸轮即可通用。这也是目前铲齿成形铣刀齿背广泛采用阿基米德螺旋线的原因。当铣刀半径R和铲削量K为已知时，既可求得C：当θ=2π/z时ρ=R-K则R-K=R-2πC/z∴C=Kz/2π第五节铣刀钝化之后会出现的现象1、从切屑形状上看，切屑变得粗大，呈片状，由于切屑温度升高，切屑颜色发紫冒烟。2、工件加工表面的粗糙度很差，工件表面出现亮点有啃刀痕迹或波纹。3、铣削过程产生很严重的振动，且有不正常噪音。4、从刀口形状看，刀口有发亮的白点。5、当采用硬质合金铣刀铣钢件时，常飞出大量火雾。6、用高速钢铣刀铣钢件，如用油类润滑冷却时，会产生大量烟雾。当铣刀钝化之后，应及时停车检查铣刀磨损情况，如果磨损的较轻微，可用油石修磨切削刃，然后再用；如果磨损得较重，必须进行刃磨，以防止铣刀过度的磨损。