你真的了解銑刀結構嗎

銑削作為一種常見的機加（jiā）工（gōng）方法，大家都不陌生，但你是否真的了解銑（xǐ）刀？今天我們就從銑刀的分（fèn）類、幾何角度（dù）、銑削方式、選用原（yuán）則以及銑削過程中常見問題（tí）的解決方法等方（fāng）麵了解一下。

銑刀是用於銑削加工、具有一個或多個刀齒的（de）旋轉（zhuǎn）刀具。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的（de）餘量。銑刀主要用於銑削上平麵、台階、溝槽、成形表麵加（jiā）工和切斷工（gōng）件等工藝。銑刀產品的（de）幾（jǐ）種常見形式如圖4-1所示。

圖4-1 銑刀（dāo）類型

a）圓柱平麵銑刀 b）麵銑刀 c）槽（cáo）銑刀 d）兩麵刃銑刀 e）三麵刃銑（xǐ）刀（dāo）

f）錯齒三麵刃銑刀 g）立銑刀h）鍵槽銑刀 i）單角（jiǎo）度銑刀 

j）雙角度銑（xǐ）刀 k）成形（xíng）銑刀

01銑刀的分類

（一）按功（gōng）能分類

1.圓柱形銑（xǐ）刀 用於臥式銑床上加工平麵，刀（dāo）齒分布在銑刀的（de）圓周上（shàng）。按齒形分為直齒和螺旋齒兩種（zhǒng）。按齒數分為疏齒和密齒兩種。螺旋齒與疏齒銑刀的齒數少，刀齒強度高，容屑空間大（dà），適用於粗加（jiā）工；而密齒銑刀適用於精加工（gōng）。
2.麵銑刀 用於立（lì）式銑床、臥式（shì）銑床或龍門銑床上加工平麵。端麵（miàn）和圓周上均有刀齒。麵銑刀也有粗（cū）齒和細齒（chǐ）之分，其結構有整（zhěng）體式、鑲齒式和（hé）可轉位式（shì）三種。
3.立（lì）銑刀 用於加工溝槽（cáo）和台階麵，刀齒在圓周和端麵上，一般工作時不能沿軸向進給。當立（lì）銑刀上有通過中心端齒時，可軸向進給。
4.三麵（miàn）刃銑刀 用於加工各種溝槽和台階麵，其兩側麵（miàn）和圓周上均（jun1）有刀齒（chǐ）。
5.角（jiǎo）度銑刀 用於銑削成一定角（jiǎo）度（dù）的溝槽（cáo），有單角銑刀和（hé）雙角銑刀兩種。
6.鋸片銑刀 用於加工深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑削時的摩擦，刀齒兩側有15′~1°的副偏角。
7.模（mó）具銑刀 模具銑刀用於加工模具型腔或凸模成形表麵。模具銑刀是由立銑刀演（yǎn）變而成的，按工作部分外形可分為（wéi）圓錐形平（píng）頭、圓柱形球頭（tóu）、圓錐形球頭三種。硬質合金模具（jù）銑（xǐ）刀用途非常廣泛，除可（kě）銑削各種模具（jù）型腔外，還可代替手用銼刀（dāo）和（hé）砂輪磨頭（tóu）清理鑄、鍛、焊工件的飛邊，以及對某些成形表麵進行光整加工等（děng）。該（gāi）銑刀可裝在風動或電動工具上使用，生產率和壽（shòu）命比砂輪和銼刀提高數（shù）十倍。
8.齒輪銑刀（dāo） 按仿形法（fǎ）或無瞬心（xīn）包（bāo）絡法工作的切齒刀具，根據形狀的不同分（fèn）為（wéi）盤形齒輪銑刀和指形齒輪銑刀兩鍾。
9.螺紋銑刀 通過三軸或三軸以上聯動加工中心（xīn）實（shí）現銑削螺紋的（de）刀具。此外，還有鍵（jiàn）槽銑刀、燕尾（wěi）槽銑刀、T形槽銑刀和各種成形銑刀等。
（二）按產品結（jié）構分類
1.整體式 刀體和刀齒製成一體。
2.整體焊齒式 刀齒（chǐ）用硬質合金（jīn）或其他耐磨（mó）刀具材料製成，並釺焊在（zài）刀體上。
3.鑲齒式 刀（dāo）齒用機械夾固的方法緊固在刀體上（shàng）。這種可換的（de）刀齒可以是整體刀具材（cái）料的刀頭，也可以是（shì）焊接刀具材料的刀頭。刀頭裝在刀體上刃磨（mó）的銑刀稱為體內刃磨式銑刀；刀頭在夾具上單獨刃磨的稱為體外刃磨式銑刀。
02銑刀（dāo）的幾何角度

銑刀的種（zhǒng）類、形狀（zhuàng）雖多，但都可以歸納為圓柱銑刀和麵銑刀兩種基（jī）本形（xíng）式，每個刀齒可以（yǐ）看作是一把簡單的車刀，所（suǒ）不同的是銑刀回轉（zhuǎn）、刀（dāo）齒較多。因此隻通過對一個刀齒的分析，就可以了解整個銑（xǐ）刀的幾何角度。以麵銑刀為例來分析銑（xǐ）刀的幾何角（jiǎo）度（dù）。麵銑刀的標注角（jiǎo）度如圖（tú）4-2所示。麵銑刀的（de）一個刀齒，相當於一把小車刀，其幾何角度基本與外圓車刀相類似，所不同（tóng）的是銑刀每齒基（jī）麵隻有一個，即以刀尖和銑刀軸線共同確（què）定的平麵為基麵。因此麵（miàn）銑刀每個刀齒都有前角、後角、主（zhǔ）偏角和刃傾角四個（gè）基（jī）本角度。

（1）前（qián）角γο：前麵（miàn）與基麵（miàn）之間的夾角，在（zài）正交平麵（miàn）中測量。（2）後角αo：後麵與切削平麵之間的夾角，在正（zhèng）交平麵中測量。（3）主偏角（jiǎo）κr：主切削（xuē）平麵與假定工作平麵（miàn）間的夾角，在基麵中測量。（4）刃傾角λs：主切削刃與基麵之間（jiān）的夾角。
麵銑刀（dāo）在主（zhǔ）剖麵係中的有關角度如見圖4-2所示，在設計、製造、刃磨時，還需要進給（gěi）、背（bèi）吃刀量剖麵係中的有關角度，還有徑向前角（jiǎo）γf和軸向前角γp。
圖4-2 麵銑刀的（de）幾何角度
03銑削方式（一）端銑的銑削方式
用麵銑刀加工平麵（miàn）時，依（yī）據銑刀（dāo）與（yǔ）工件加工麵相（xiàng）對位置（或（huò）稱（chēng）吃刀關係）的不同可分為三種銑削方式：對稱銑、不（bú）對稱逆銑和不對稱順銑（xǐ），如（rú）圖4-3所示。
圖4-3 端銑的三（sān）種銑削方式a）對稱銑 b）不對稱逆銑 c）不對稱順銑
1.對稱銑（xǐ） 銑刀軸線位於銑削弧長的（de）對稱中心位置，即切入、切出（chū）時切削厚度（dù）相同時為對稱銑。這種銑削方式（shì）具有較大的平均（jun1）切削厚（hòu）度，在用較小的每齒（chǐ）進給量銑削淬硬鋼（gāng）時，為使刀齒超越（yuè）冷硬層切入工件，應采（cǎi）用對稱銑削。
2.不對稱逆銑 切入時切削厚度小於切出時切削厚度為不對稱逆銑。銑削（xuē）碳鋼和一般合金鋼時，采用這種銑削（xuē）方式，可減小切入時的衝（chōng）擊，使硬質合（hé）金（jīn）麵（miàn）銑刀的使用壽命提高一倍以上。
3.不（bú）對稱順銑 切入時切削厚度大於切（qiē）出時切削厚度為不對稱順銑。實踐證明，不對稱（chēng）順銑用於加工不鏽鋼和（hé）耐熱合金時，可減少硬（yìng）質合金的剝落磨（mó）損，可提（tí）高切削速度40%～60%。
（二）圓周銑的銑削方式
根據銑削時切（qiē）削層參數變化規律的不同（tóng），圓周銑削有（yǒu）逆銑和順銑兩種形式。逆銑銑削時（見圖4-4），銑刀切入工件時的切削速度（dù）方向（xiàng）與工件的進（jìn）給方向相反，這（zhè）種銑削方式稱為逆銑。逆銑時，刀齒的（de）切（qiē）削厚度從零逐漸增大。刀（dāo）齒在開始切入時，由（yóu）於切削刃鈍圓半徑的影響，刀齒在（zài）工作表麵上打滑、產生擠壓和（hé）摩（mó）擦（cā），使（shǐ）這段表麵產生嚴重的冷硬層。至滑行到（dào）一定程度時（即切削厚度≥切（qiē）削刃鈍圓半徑），刀齒才能切入工件。下一個刀齒切入時，又在冷硬層上（shàng）擠（jǐ）壓、滑行，使刀齒容易磨損，同（tóng）時使工件表麵粗（cū）糙度值增大。此外，逆銑加工時，當接觸角大於一定（dìng）數值時，垂直銑削分力向（xiàng）上，容易使工件的裝夾鬆動而引起振動。
圖4-4 圓周銑的逆銑
順銑（xǐ）銑削時如圖4-5所示，銑刀切入工件時的（de）切削速度方向與工件的進給方向相同，這種（zhǒng）銑削方式稱為順銑。順銑時，刀齒的切削厚度切（qiē）入時最大，而後逐漸減小，避免了逆銑切（qiē）入時（shí）的擠壓、滑擦和（hé）啃刮現（xiàn）象，而且刀齒的切削距離較短。銑刀磨損較小，壽命可比逆銑時高2～3倍，已加工表麵質（zhì）量也較好。特別是銑削硬化趨勢強的難加工材料效果更（gèng）明（míng）顯。前麵作用於切削層的垂直分力（lì）始終向下，因而整個銑刀（dāo）作用於工件的（de）垂直分力較大，將工（gōng）件始終壓緊在夾具上，避（bì）免了工件的振動，安全可靠。
圖4-5 圓（yuán）周銑削的順銑
04銑刀選擇的通用原則

1.銑刀的選擇流程 

一般考慮以下幾（jǐ）個（gè）方麵進行選擇（見（jiàn）圖4-6）：

（1）零件（jiàn）形狀（考慮加工型麵）：加工型（xíng）麵一般可為平麵、深型、腔槽和螺紋等，不同加工型麵使用的刀具不同，例如（rú）圓角銑刀可銑削（xuē）凸（tū）曲麵，但不能銑削凹曲麵
（2）材料：考慮其切削加工性、切屑成形、硬度和含有的合金元（yuán）素等方麵。刀具生產廠家一般將材料分為鋼、不（bú）鏽鋼、鑄（zhù）鐵、有色金屬、高溫合金、鈦合金（jīn）和（hé）硬質材料。
（3）加工條件：加工條件包括機（jī）床（chuáng）夾具（jù）工件係統穩定性（xìng）刀柄裝夾（jiá）情況等（děng）。
圖4-6 刀具選擇流程圖
（4）機床-夾具-工件係統穩定性：這需要了解機床的可用功率、主軸類型和規格、機床已使用的年（nián）限等，並且要結合刀柄長懸伸量及其（qí）軸向/徑向（xiàng）圓跳（tiào）動（dòng）情況。
（5）加工類別及子類別：這包含方肩銑削、平麵銑削、仿形銑削等需要結合（hé）刀具的特點應用進行選刀。
2. 銑刀幾（jǐ）何角度的選擇
（1）前角的選擇。銑刀的前角應根據刀具和工（gōng）件的材料（liào）確定。銑削時常有衝擊，故應保證切削刃有較高的強度。一般情況下銑（xǐ）刀（dāo）前（qián）角小於車刀切削前角；高速鋼比硬質合金刀（dāo）具要大；另外，在銑削塑性材（cái）料時，由（yóu）於切削變形較大，應取較大的前角；銑削脆性材料時，前角應小些（xiē）；在加工強度大、硬度高的材料時（shí），還可采用負前角。前角的具（jù）體數值如表4-1所示（shì）。
表4-1 銑刀（dāo）前角的參（cān）考值                          ［ 單位：（°）］
（2）刃傾角（jiǎo）的選擇。立銑刀和圓柱銑刀的外（wài）圓（yuán）螺旋角β就是刃傾角λ s。這使刀齒可以逐漸的切入和切出工件，提高銑削的平穩性。增大（dà）β，可以使實際前角增大，切削刃鋒利，同時也使切屑易於排出。對於銑削寬度較窄的銑刀，增大螺旋角β的意義不大，故一般取β=0或較小的值。螺旋角β的具體數（shù）值（zhí）如表4-2所示。
表4-2 銑刀外圓螺旋角參考（kǎo）值　　　　　　　　［單位：（°）］（3）主（zhǔ）偏角與副偏角的選擇。麵銑刀主偏角的作用（yòng）及其對銑削過程的影響，與車刀主偏角在車削中的作用和影響（xiǎng）相（xiàng）同（tóng）。常用的主偏角有45°、60°、75°、90°，工藝係統的剛性好，取小值；反之（zhī），取大值，主偏（piān）角選擇如表4-3所示。副偏角（jiǎo）一般（bān）為5°～10°。圓柱銑刀隻有主切削刃，沒有副切削（xuē）刃，因此沒有副偏（piān）角，主偏角為90°。
表4-3 主偏角的選擇
3.刀片槽形（xíng）的（de）選擇 銑刀刀片槽形的選（xuǎn）擇（見表4-4）對於斷屑、已加工（gōng）表麵（miàn）的表麵性能、表麵質量等有重要意（yì）義。
表4-4 刀片槽形的選擇
4.齒數的選擇 銑（xǐ）刀齒數的選擇（見表4-5）主要考慮的是齒距的疏密程（chéng）度，齒（chǐ）距的疏密對加工（gōng）表麵質量、排屑和刀齒耐衝（chōng）擊程度等（děng）有重要影響。
表4-5 齒（chǐ）數的（de）選擇
05銑削（xuē）過程（chéng）中常見問題的解決方法在銑削加工過程中，由（yóu）於工件材料（liào）、切削參數和刀具幾何參數等因素的影響，常出現刀具磨損、崩刃（rèn）和積屑瘤等現象。如表（biǎo）4-6所示為幾（jǐ）種常見問題的解決方法。
表4-6 銑削過程中常見問題的解決方法（fǎ）