成形銑刀

鏟齒成形銑刀常做成γ=0°，并重磨前刀面。為了保證重新刃磨前刀面后銑刀廓形不變，刀齒各軸向剖面中的廓形均應相同。同時為了保持后角。廓形還應逐漸向銑刀軸線靠近，這就要求銑刀的后刀面應是切削刃廓形繞銑刀軸線回轉并向銑刀軸線移動而形成的表面。

如下圖所示，O-A、O-B都是軸向剖面，廓形相同，O-B剖面更靠近銑刀軸線，以形成后角α。能完成這種齒面加工的方法叫做鏟齒，是用鏟刀在鏟齒車床上完成的。

如下圖所示，鏟刀是一把進給前角等于零的平體成形車刀，其前刀面置于與鏟床中心等高的水平面內(nèi)。銑刀繞鏟齒車床主軸作等速轉動的同時，鏟刀在具有阿基米德螺線的凸輪控制下向銑刀軸線等速推進。從而可知，鏟刀切削刃上的任一點相對銑刀的運動軌跡為阿基米德螺線，即鏟刀鏟出的成形銑刀的齒背曲線為阿基米德螺線。因鏟刀沿銑刀半徑方向鏟齒，故稱為徑向鏟齒。

當銑刀轉過δ₀角時，凸輪則轉過δ_θ角，鏟刀鏟出一個刀齒的齒背。接著，當銑刀再轉過δ₁角時，凸輪則轉過Φ₁角，鏟刀快速復位即作回程運動?？傊斻姷掇D過一個齒間角時，鏟刀則完成一個往復行程。這樣的過程每重復一次，則鏟削完銑刀的一個刀齒，并且鏟刀恢復原位。

成形銑刀即具有成形切削刃的銑刀，其刃形按工件廓形設計。使用成形銑刀能較容易地實現(xiàn)對復雜表面的加工（如加工各種刀具的直容屑槽和螺旋容屑槽等），并能得到較高的加工精度和表面質量，而且生產(chǎn)率極高。成形銑刀可用來加工成形直溝和螺旋溝。標準成形銑刀有凸半圓銑刀和凹半圓銑刀，而大部分成形銑刀屬專用刀具，需根據(jù)工件形狀自行設計。

如下圖所示，成形銑刀也分為尖齒成形銑刀和鏟齒成形銑刀兩大類。尖齒成形銑刀用鈍后重磨后刀面，其使用壽命和工件加工表面質量都比較高，但因后刀面是成形表面，制造和重磨這種銑刀都需要專門的靠模夾具，使用不便。鏟齒成形銑刀用鈍后重磨前刀面，由于前刀面是平面，刃磨很方便，所以鏟齒成形銑刀應用最廣泛。

加工平面工件的刀具主要是面銑刀，其切削刃布滿圓周和端面。其中，端面的切削刃是副切削刃。面銑刀的直徑較大，所以在刀具選用時通常把刀齒和刀體分開，達到能夠長期使用的目的。

面銑刀直徑的選擇

面銑刀直徑的選擇主要分三種情況：

（1）面面積不大，選用刀具時，要注意選擇直徑比平面寬度大的刀具或銑刀，這樣可以實現(xiàn)單次平面銑削。在平面銑刀的寬度達到加工面寬度的1.3～1.6倍時，可以有效保證切屑的較好形成及排出。

（2）加工平面面積大的時候，就需要選用直徑大小合適的銑削刀，分多次銑削平面。其中，由于機床的限制、切削的深度和寬度以及刀片與刀具尺寸的影響，銑刀的直徑會受到限制；

（3）加工平面較小，工件分散時，需選用直徑較小的立銑刀進行銑削。為使加工效率最高，銑刀應有2/3的直徑與工件接觸，即銑刀直徑等于披銑削寬度的1.5倍。順銑時，合理使用這個刀具直徑與切削寬度的比值，將會保證銑刀在切人工件時有非常適合的角度。如果不能肯定機床是否有足夠的功率來維持銑刀在這樣的比率下切削，可以把軸向切削厚度分兩次或多次完成，從而盡可能保持銑刀直徑與切削寬度的比值。

面銑刀銑刀齒數(shù)的選擇

選用銑刀進行加工時，需要考慮銑刀的齒數(shù)。例如直徑為100mm的疏齒銑刀只有6個齒，而直徑為100mm的密齒銑刀卻可有8個齒。刀齒的密集與否會影響生產(chǎn)效率的高低和產(chǎn)品質量的好壞。如果刀齒密集，生產(chǎn)的效率就會提高，加工工件的質量也越好，但是刀齒密集也會導致切屑的排出不便。根據(jù)刀齒的直徑大小，可以分為疏齒、細齒、密齒。

疏齒應用于工件的粗加工，其每25.4mm直徑用1～1.5片刀片，容屑空間較大，這種刀具用于能產(chǎn)生連續(xù)切屑的軟材料的切削，選用長刀片、大寬度切。密齒有利于平穩(wěn)條件下的加工，一般用于鑄鐵的粗加工，也適用于高溫合金的淺切削、窄切削和無需容屑空間時的切削。密齒應用于精銑，其軸向切深為0.25～0.64mm，每齒的切削負荷小，所需功率不大，如用于薄壁材料的加工。齒距的大小將決定銑削時同時參與切削的刀齒數(shù)目，切削期間的應至少有一把刀片在切削，以避免銑削沖擊，導致刀具的損壞和機床的超負荷。

此外，刀片齒數(shù)的選擇必須使得切屑適當卷曲并容易離開切削區(qū)，切屑容屑空間不當將導致憋屑，損壞刀刃并可能損壞工件。同時，刀片又應有足夠的密度以保證在切削期間的任何時候不少于一把刀片在切削，如果不能保證這一點則會引起劇烈的沖擊，這將導致刀刃的破裂、刀具的損壞和機床的超負荷。

面銑刀刀具角度的選擇

刀具切削角度可以相對徑向平面和軸向平面定位成正前角，負前角和零前角。由于零前角會引起整個切削刃同時與工件沖擊，故一般不采用。面銑刀角度的選擇對平面銑削接觸方式有影響，為了使刀具受沖擊最小，降低刀具破損程度，避免STUV的面接觸方式，在考慮刀具切人角的同時，也要將面銑刀的幾何角度考慮進去。徑向和軸向前角的組合決定切削角，常用的基本組合方式包括：徑向負前角和軸向負前角；徑向正前角和軸向正前角；徑向負前角和軸向正前角；徑向正前角和軸向負前角。

軸向和徑向前角均為負值（下簡稱“雙負”）的刀具多用于鑄鐵和鑄鋼的粗加工，但要求機床功率高和剛性足夠大。 “雙負”的刀片其切削刃高強度，能經(jīng)受大切削載荷。雙角均負的刀具還需要機床、工件和夾具的剛性高。

軸向、徑向前角均正（下簡稱“雙正”）的刀具由于增大了切削角，因此切削輕快且排屑順利，但切削刃強度較差。該種組合方式適用于加工軟材料和不銹鋼、耐熱鋼、普通鋼和鑄鐵等。在小功率機床、工藝系統(tǒng)剛性不足以及有積屑瘤產(chǎn)生時應優(yōu)先選用該種組合形式。

徑向負前角和軸向正前角的組合，負的徑向前角提高了切削刃的強度，而正的軸向前角又產(chǎn)生了一個剪切作用力。該種組合方式加工時切削刃抗沖擊性能較強，切削刃也較鋒利，因此適用于鋼、鑄鋼和鑄鐵大余量銑削。

徑向正前角和軸向負前角使斷屑向中心以下方向，使得切屑會刮傷被加工表面，故排屑不佳。

面銑刀銑刀片的選擇

平面銑削時銑刀片制備的選擇也是一種考慮因素。某些加工場合選用壓制刀片是比較合適的，有時也需要選擇磨制的刀片。

粗加工最好選用壓制的刀片，這可使加工成本降低。壓制刀的尺寸精度及刀口鋒利程度比磨制刀片差，但是壓制刀片的刀口強度較好，對于粗銑，耐沖擊并能承受較大的背吃刀量和進給量。壓制的刀片前刀面上有卷屑槽，可減小切削力，同時還可減小與工件、切屑的摩擦，降低功率需求。但是壓制的刀片表面不像磨制刀片那么緊密，尺寸精度較差，在銑刀刀體上各刀尖高度相差較多。由于壓制刀片便宜，所以在生產(chǎn)上得到廣泛應用。

對于精銑，最好選用磨制刀片，這種刀片具有較好的尺寸精度，所以刀刃在銑削中的定位精度較高，可得到較高的加工精度及較低表面粗糙度值。另外，精加工所用的磨制銑刀片的發(fā)展趨勢是磨出卷屑槽，形成大的正前角切削刃，允許刀片在小進給、小背吃刀量切削。而沒有尖銳前角的硬質合金刀片，當采用小進給小背吃刀量加工時，刀尖會摩擦工件，降低刀具壽命。 2100433B