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铣刀种类及用途分析

【摘要】:下面介绍几种常用铣刀的特点及其适用范围。图7-5键槽铣刀图7-6T形槽铣刀图7-7燕尾槽铣刀5.三面刃铣刀如图7-8所示,三面刃铣刀在刀体的圆周上及两侧环形端面上均有刀齿,所以称为三面刃铣刀。尖齿铣刀是铣刀中的一大类,上述铣刀除成形铣刀外基本为尖齿铣刀。

铣刀是金属切削刀具中种类最多的刀具之一,属于多齿回转刀具,其每一个刀齿相当于一把车刀固定在铣刀的回转表面上,其切削加工特点与车削加工基本相同,但铣削是断续切削,切削厚度和切削面积随时在变化,所以铣削过程具有一些特殊规律。

一、铣刀的分类

铣刀的种类很多,可以按用途分类,也可以按齿背形式分类。常用的有圆柱铣刀、面铣刀、立铣刀、键槽铣刀、半圆键槽铣刀、三面刃铣刀、模具铣刀、角度铣刀、锯片铣刀等。通用规格的铣刀已标准化,一般由专业工具厂生产。按用途可分为加工平面用铣刀、加工沟槽用铣刀、加工成形面用铣刀等三大类。下面介绍几种常用铣刀的特点及其适用范围。

1.圆柱铣刀

如图7-2所示,圆柱铣刀主要用于卧式铣床上加工宽度小于铣刀长度的狭长平面。它一般都是用高速钢制成整体式(图7-2(a));外径较大的铣刀,也可以镶焊螺旋形硬质合金刀片制成镶齿式(图7-2(b))。螺旋形切削刃分布在圆柱表面上,没有副切削刃,螺旋形的刀齿切削时是逐渐切入和脱离工件的,所以切削过程较平稳。根据加工要求不同,圆柱铣刀有粗齿(螺旋角β=40°~45°)、细齿(螺旋角β=30°~35°)之分。粗齿的容屑槽大,用于粗加工,细齿用于精加工。圆柱铣刀直径有50mm、63mm、80mm、100mm四种规格。

图7-2 圆柱铣刀

(a)整体式;(b)镶齿式

2.面铣刀(又称端铣刀)

如图7-3所示,面铣刀主要用于立式铣床上加工平面,特别适合较大平面的加工。铣削时,铣刀的轴线垂直于被加工表面。面铣刀的主切削刃位于圆柱或圆锥表面上,断面切削刃为副切削刃。用面铣刀加工平面时,由于同时参加切削的刀齿较多,又有副切削刃的修光作用,故加工表面粗糙度值小,因此可以用较大的切削用量生产率较高,应用广泛。小直径的面铣刀一般用高速钢制成整体式(图7-3(a)),大直径的面铣刀是在刀体上装焊接式硬质合金刀头(图7-3(b)),或采用机械夹固式可转位硬质合金刀片(图7-3(c))。

图7-3 面铣刀

(a)整体式面铣刀;(b)镶焊接式硬质合金刀头面铣刀;(c)可转位硬质合金面铣刀

3.立铣刀

如图7-4所示,立铣刀相当于带柄的小直径圆柱铣刀,一般由3~4个刀齿组成,圆柱面上的切削刃是主切削刃,端面上切削刃没有通过中心,是副切削刃,工作时不宜沿铣刀轴线方向做进给运动。它主要用于加工凹槽、台阶面以及利用靠模加工成形面。标准立铣刀按柄部结构有直柄、莫氏锥柄、7∶24锥柄等类型。用立铣刀铣槽时槽宽有扩张,故应选直径比槽宽略小的铣刀。

图7-4 立铣刀

4.键槽铣刀

如图7-5所示,它的外形与立铣刀相似,不同的是它在圆周上只有两个螺旋刀齿,其端面刀齿的刀刃延伸至中心,因为在铣两端不通的键槽时,可以做适量的轴向进给。它主要用来加工圆头封闭键槽,使用它加工时,要做多次垂直进给和纵向进给才能完成键槽加工。铣削时,圆周切削刃仅在靠近端面的一小段长度内发生磨损,重磨时只需刃磨端面切削刃,保证重磨后铣刀直径不变。

其他槽类铣刀还有T形槽铣刀(图7-6)和燕尾槽铣刀(图7-7)等。

图7-5 键槽铣刀

图7-6 T形槽铣刀

图7-7 燕尾槽铣刀

5.三面刃铣刀

如图7-8所示,三面刃铣刀在刀体的圆周上及两侧环形端面上均有刀齿,所以称为三面刃铣刀。它主要用在卧式铣床上加工台阶面和一端或两端贯穿的浅沟槽。三面刃铣刀有直齿(图7-8(a))和交错齿(图7-8(b))之分,直径较大的常采用镶齿结构(图7-8(c))。三面刃铣刀的圆周切削刃为主切削刃,两侧面切削刃是副切削刃,从而改善了两侧面的切削条件,提高了切削效率,减小了表面粗糙度值。但重磨后铣刀宽度尺寸变化较大,镶齿三面刃铣刀可解决这一问题。

图7-8 三面刃铣刀

(a)直齿;(b)交错齿;(c)镶齿

6.角度铣刀

如图7-9所示,角度铣刀有单角铣刀(图7-9(a))和双角铣刀(图7-9(b),(c)),用于铣削带角度的沟槽和斜面。角度铣刀大端和小端直径相差较大时,往往造成小端刀齿过密,容屑空间较小,因此常将小端面刀齿间隔地去掉,使小端的齿数减少一半,以增大容屑空间。单角铣刀圆锥切削刃为主切削刃,端面切削刃为副切削刃。双角铣刀两圆锥面上的切削刃均为主切削刃,它又分为对称双角铣刀和不对称双角铣刀。

图7-9 角度铣刀

(a)单角铣刀;(b)对称双角铣刀;(c)不对称双角铣刀

7.锯片铣刀

如图7-10所示,这是薄片的槽铣刀,只在圆周上有刀齿,用于铣削窄槽或切断。它与切断车刀类似,对刀具几何参数的合理性要求较高。为了避免夹刀,其厚度由边缘向中心减薄,使两侧形成副偏角。

8.成形铣刀

如图7-11所示,成形铣刀是在铣床上用于加工成形表面的刀具,其刀齿廓形要根据被加工工件的廓形来确定。用成形铣刀可在通用的铣床上加工复杂形状的表面,并获得较高的精度和表面质量,生产率也较高。除此之外,还有仿形用的指状铣刀(图7-12)等。

图7-10 锯片铣刀

图7-11 成形铣刀

图7-12 指状铣刀

二、按齿背形式分类

按齿背形式可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀两大类,如图7-13所示。

图7-13 铣刀刀齿齿背形式

1.尖齿铣刀

如图7-13(a)、(b)、(c)所示,尖齿铣刀的特点是齿背经铣制而成,并在切削刃后磨出一条窄的后刀面,铣刀用钝后只需刃磨后刀面,刃磨比较方便。尖齿铣刀是铣刀中的一大类,上述铣刀除成形铣刀外基本为尖齿铣刀。

2.铲齿铣刀

如图7-13(d)所示,铲齿铣刀的特点是齿背经铲制而成,铣刀用钝后仅刃磨前刀面,易于保持切削刃原有的形状,因此适用于切削廓形复杂的铣刀,如成形铣刀。

三、按铣刀的结构分类

(1)整体式:刀齿和刀体制成一体。

(2)整体焊接式:刀齿采用硬质合金或其他耐磨材料制成,并钎焊在刀体上。

(3)镶齿式:刀齿采用机械方法装夹在刀体上。这种刀头能够更换,可以是整体刀具材料的刀头,也可以是焊接刀具材料的刀头。刀头装夹在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式,刀头单独刃磨的称为体外刃磨式。

(4)可转位式:将能够转位使用的多边形刀片采用机械方法装夹在刀体上。这种结构已广泛应用于立铣刀、三面刃铣刀以及成形铣刀等各类铣刀上。可转位式硬质合金铣刀现在已经使用得越来越广泛。

四、按铣刀的材料分类

(1)高速钢铣刀:通用性好,可用于加工结构钢、合金钢、铸铁和非铁金属。切削钢件时,必须浇注充分的切削液

(2)硬质合金铣刀:可以高效的铣削各种钢、铸铁和非铁金属。

(3)陶瓷铣刀:用于淬硬钢和铸铁、有色金属等材料的精铣。

(4)金刚石铣刀:用于铣削塑料复合材料、有色金属及其合金。

(5)立方氮化硼铣刀:用于半精铣及精铣高温合金、淬硬钢和冷硬铸铁。

除此之外,铣刀还可以按刀齿数目分为粗齿铣刀和细齿铣刀。在直径相同的情况下,粗齿铣刀的刀齿数较少,刀齿的强度和容屑空间较大,适用于粗加工;细齿铣刀适用于半精加工和精加工。