键 槽 铣 刀 姓名:齐勇 导师:张旭 主要内容 ? ? ? ? ? ? 知识点回顾 铣刀的用途、分类及缺点 键槽铣刀 键槽铣刀与立铣刀的比较 新型键槽铣刀 参考文献 一、知识点回顾 1、工件表面 1)待加工表面:加工时即将切除的工件表面。 2)已加工表面:已被切去多余金属而形成符合要求的工 件新表面。 3)加工表面(或称 切削表面、过渡表 面):加工时由切削刃 在工件上正在形成的 那部分表面;它是待 加工表面和已加工表 西之间的过渡表面。 2、刀具的组成 三面两刃一尖 2.1 刀面 (1)前面 A (前刀面) ? (2)后面 A? (后刀面) (3)副后面 A ?(副后 ? 刀面) 2.2.切削刃 (1)主切削刃S (2)副切削刃S' 3、刀具角度参考系 3.1 刀具参考系的概念 (1)刀具静止参考系 它是刀具设计时标注、 刃磨和测量的基准,用此定义的刀具角度 称刀具标注角度; (2)刀具工作参考系 它是确定刀具切削工 作时角度的基准,用此定义的刀具角度称 刀具工作角度。 基面Pr 通过切削刃 上某一选定点,垂直于 切削速度的平面 切削平面Ps过主切 削刃选定点,与切削刃 相切并垂直与基面 正交平面Po通过切 削刃上选定点同时垂直 于切削平面与基面的平 面。 4、刀具角度 1、正交平面参考系刀具角度定义 (1) 前角 γ o 正交平面中测量的前面与基面 间夹角。 (2) 后角 α o 正交平面中测量的后面与切削 平面间夹角。 (3) 主偏角 κ r 基面中测量的主切削平面与 假定工作平面间夹角。 (4) 刃倾角 λ s 切削平面中测量的切削刃与 基面间夹角。 二、铣刀的用途、分类及缺点 ? 铣削是最常用的加工方法之一。铣刀是刀 齿分布在旋转表面上或者端面上的多刃刀 具,由于参加切削的齿数多、刀刃长,并 能采用较高的切削速度,故生产效率较高。 且加工范围也很广泛,可以加工平面、沟 槽、螺旋表面、台阶和回转体表面等,也 可以加工齿轮、螺纹、花键轴及各种成型 表面。 ? 缺点:铣削是断续切削,刀齿切入和 切出都会产生振动冲击;刀齿多,容 屑和排屑条件差;在切入阶段,刀刃 的刃口圆弧面推挤金属,在已加工表 面上移动,使刀具磨损加剧,加工表 面变粗糙。 三、键槽铣刀 ? 键槽铣刀有两个刃瓣,可以轴向进给向毛坯转孔,然 后沿键槽方向铣出键槽全长。重磨时只磨端刃。 ? 小螺旋角(20度),槽深,近似直线折背,和麻花钻有点相 似。两齿立铣刀螺旋角大,一般30度以上,外观和普 通立铣刀一样。两齿立铣刀通常用于有色金属及低碳 钢的粗加工,大螺旋角大容屑槽使得切削轻快,排屑 流畅。 ? 键槽铣刀可以加工平键键槽、半圆键键槽表面等。 ? 键槽铣刀的主切削刃是圆拄面上,端面上的的切削刃是 副刀刃。工作时不能沿着铣刀的轴向作进给运动。 ? 键槽铣刀还分为锥柄键槽铣刀、直柄键槽铣刀以及半 圆键槽铣刀。其中锥柄键槽铣刀和直柄键槽铣刀均用 于铣削平键槽,半圆键槽铣刀用于铣削半圆键槽。 锥柄键槽铣刀: 直柄键槽铣刀: ? 半圆键键槽铣刀: 键槽铣刀的几何参数 ? 键槽铣刀的几何角度的选择是根据工件材料而定 的,一般情况下,高速钢铣刀比硬质合金铣刀前 角大一些;硬质合金端铣刀切削时冲击大,前角 应取小值或负值;硬质合金铣刀采用正前角时, 应加负倒棱(宽度应小于每齿进给量),以增强 切削刃。 1)前角γo 的影响 γo ↑→变形程度↓→ 摩擦热↓ →θ ↓ 但γo >20°时,因散 热面积↓,对θ的影响 减小 ? 负倒棱: 负倒棱是指在常见的平直刀刃上磨出-15°左右 前角,宽度0.1~0.2左右的倒棱,在有卷屑槽的情况下, 负倒棱加大了刀具的楔角,增强了刀刃强度,扩大了 散热面积,增加了切屑的变形,对刀具耐用度的提高 和切屑的顺利卷出有着重要意义. 平键键槽铣刀几何角度 ? 半圆键键槽铣刀几何角度: 高速钢铣刀几何参数 铣刀类型 主后角 主偏角 副偏角 刃倾角 键槽铣刀 D<16 20? ? 90? 1?30’ ??2? ? 15?20? D>16 16? ? 注:加工耐热钢Kr=30??60? 硬质合金铣刀参考几何参数 工件材料 主前角 (?) <0.589 0.589?0.981 >0.981 5?10 –5?5 –10?–5 —5?5 8 主后角(?) 粗铣 结构碳 钢、合 金钢 铸铁 耐热钢 12?15 精铣 6?8 15?60 5 —15?5 主偏角 (?) 副偏角 (?) 刃倾角(?) 12?15 10 6?8 10 15?60 30?60 0?5 1 —15?—5 —15?5 铣刀螺旋方向的确定 ? 铣刀旋转方向的确定 先把铣刀安装在刀杆轴上,从工作位置的铣 刀端面朝铣床轴看,若是顺时针方向旋转,叫做 右旋方向,如果是逆时针方向旋转,则是左旋方 向。 ? 圆柱铣刀螺旋方向的确定 把铣刀的端面放在工作台上,如果螺旋线方 向由左向右上升,就叫右旋铣刀,反之就叫左旋 铣刀。 铣刀的磨损过程 ? 初级阶段:由于新磨好的刀具,切削刃和刀面还不够 平整,所以这一阶段刀具磨损的较快。 ? 正常磨损阶段:经初磨阶段后,切削刃和刀面比较平 整,切削刃仍比较锋利刀具的磨损速度相对减慢,切 削过程也比较平稳,切削力和切削温度随磨损值的加 大逐渐加大。 ? 急剧磨损阶段:当刀具磨损达到一定程度后,切削力 和切削温度迅速上升,使刀具的切削性能急剧下降, 引起刀具迅速磨损,最后完全丧失切削能力。 铣刀典型磨损曲线 初级阶段 后 刀 面 磨 损 量 正常磨削阶段 急剧磨削阶段 切削时间切削时间 四、键槽铣刀与立铣刀的区别 ?键槽铣刀不能加工平面,而立铣刀可以加工平面。 ?键槽铣刀主要用于加工键槽,键槽铣刀对铣键槽 很好用。比方 6mm的立铣刀跟键槽铣刀6mm比 铣槽,立铣刀容易断刀,而键槽铣刀能一刀过。 ?键槽铣刀的切削量要比立铣刀大。 五、新型键槽铣刀 为了提高键槽的加工质量和生产效率,我们设 计改制了一种新型的键槽铣刀,如下图所示: 这种键槽铣刀的结构特点如下: (1)为使切削加工受力均匀,减少振动和噪音,采用了三刃 结构并加大了螺旋角,取β =35°~38°。 (2)为提高铣刀的使用寿命,柱刃后角取α 为1°~1°30′, 且刃磨部位改为刃磨前刀面。 (3)为使键槽铣刀切削加工时定中心更为稳定可靠,铣刀端 刃可刃磨成图2所示形状 图2 铣刀端刃 评价: 这种新型键槽铣刀加工平稳,加工 精度高,生产效率高,弥补了传统键槽 铣刀的某些不足,但其制造和初次刃磨 难度较大 六、参考文献 ? ? ? ? ? ? ?[1] 章见义. 直柄键槽铣刀的改进[J]. 工具技术. 2001(02) ?[2] 徐美珊. 键槽铣刀研磨经验[J]. 中小型电机技术情报. 1980(03) ?[3] 黄国文. 加工不锈钢的键槽铣刀[J]. 机械制造. 1983(11) ?[4] 石方. 键槽铣刀的改进[J]. 北京机械. 1982(04) ?[5] 李丰. 键槽铣刀检测仪[J]. 机床. 1983(11) ?[6] 滕家瑄. 分屑三面刃键槽铣刀[J]. 中小型电机. 1985(04) ? ? ? ?[7] 史瑞法. 键槽铣刀通用刚性支承[J]. 机械工人.冷加工. 1988(01) ?[8] 蚁美芳. 键槽铣刀的对刀装置[J]. 机械制造. 1991(01) ?[9] 龙纯. 用改制键槽铣刀铣腰形孔[J]. 机械工人.冷加工. 1999(11) ? ? ?[10] 张燕,李书环,李艳聪,阎兵. 铸造不锈钢铣削力的实验研究[J]. 天津工程师范学院 学报. 2008(01) ?[11] 王洪,杨宏强. 钻铣刀行业现状[J]. 印制电路信息. 2006(01) ? ? ? ? ? ? ?[12] 安学玲. 棒铣刀改制T形槽铣刀[J]. 机械工人.冷加工. 2005(05) ?[13] 李艳聪,牛文铁,张伟玉. 不锈钢铣削力的试验研究[J]. 汽车技术. 2004(05) ?[14] 胡学. 整体硬质合金刀具的产业现状与发展趋势[J]. 硬质合金. 2004(04) ?[15] 初犁. 不锈钢的铣削加工[J]. 工具技术. 1994(05) ?[16] 周永平. 抛物线钻头的研究与试制[J]. 汽车科技. 1995(04) ?[17] 秦占江. 立式钻铣刀[J]. 工具技术. 1991(03)