1、立銑刀的基礎(chǔ)知識,呂新川 June 2,2009,所謂立銑刀是,經(jīng)常使用立銑刀的機(jī)械在機(jī)床中被稱為銑床。 銑床用英語表示為millingmachine，這種機(jī)床使用的刀具被稱為銑刀（mill） 立銑刀的形狀如下圖所示，在它的端部，也就是底部也有刀刃。正是由于銑刀的底部也有刀刃，所以被稱為立銑刀（Endmill）,底部帶刃()銑床( )上 使用的刀具()立銑刀（）,圓周面及底部帶有切削刃的柄式銑刀,立銑刀各部的形狀及名稱（以我司普通4刃長頸型銑刀為例）,立銑刀的形狀基本上如上所示，由刀刃部、安裝在機(jī)床上的刀柄 以及連接刀刃與刀柄的頸部3部分組成。 外徑立銑刀的切削刃的直徑 刃長刀刃的長度 頸長頸

2、部的長度 刀柄長刀柄部的長度 全長平行與中心軸測量，包括刀刃，頸部,刀柄的總長度 刃數(shù)切削刃的數(shù)量，有1、2、3 、4，一般情況下采 用2、3、4、5、6、8,1、圓周刃前角圓周刃的前刀面與刀尖與中心的連線形成的角度，它是影響立銑刀切削性能的重要因素。 2、圓周刃后角稱作圓周刃第一后角，是與圓周刃前角同樣重要的要素。 3、圓周刃第二后角圓周刃的第二后角立銑刀切削時保證工件與立銑刀之間有充分的間隙。 4、圓周第一刃刃帶寬圓周刃后角具有的寬度。5、圓周總?cè)袔拵в袌A周刃后角與圓周刃第二后角的總寬度 6、容屑槽容納切屑的地方，也叫作排屑槽。如果切屑槽小的話，切削中會被切屑塞滿。,7、底刃指刀具端面的

3、切削刃。 8、底刃前角底刃前刀面與軸線的夾角。 9、底刃后角指在底刃上的第一后角。 10、底刃第二后角指在底刃上的第二后角。11、底刃后角寬底刃后角具有的寬度。 12、底刃容屑槽在底刃上的容屑槽。 13、螺旋角螺旋切削刃與軸線的夾角。 14、圓周刃倒錐立銑刀從刀尖到刀柄側(cè)的直徑略微減小。像這樣帶有向后的錐度稱為倒錐。 15、底刃倒錐在底刃面，從刀尖向中心有微微的中凹，這個角度為底刃間隙角（底刃倒錐）。,立銑刀的分類, 整體硬質(zhì)全金立銑刀 刀柄部，刀刃部全部由硬質(zhì)合金構(gòu)成（整體型）。由于是整體型，刀具的剛性高，切削時不易彎曲，能進(jìn)行高精度加工。另外，與高速鋼立銑刀一樣，能夠制成許多形狀。但由于刀

4、刃外部分也使用了昂貴的硬質(zhì)合金，所以成本很高，一般多用于12 m m以下的小直徑立銑刀。但是在進(jìn)行垂直度為10m以下的高精度加工時，由于刀具的剛性高，也有采用直徑超過12到20的中等尺寸立銑刀。 硬質(zhì)合金刀頭焊接立銑刀 只有刃部是整體型的硬質(zhì)合金，通過焊接與柄部相聯(lián)接的立銑刀，一般被稱之為硬質(zhì)合金刀頭焊接立銑刀。因為是焊接結(jié)合型，所以整體的剛性還不及整體型立銑刀，但是能夠確保與整體型相接近的刀具剛性。一般多用于12到20的中等到尺寸立銑刀，比整體型便宜是它的優(yōu)點。,1 根據(jù)硬質(zhì)合金立銑刀的構(gòu)造來基本分類(4類), 螺旋刀片焊接型立銑刀 是指把螺旋硬質(zhì)合金刀片焊接在鋼質(zhì)的刀體上，形成切削刃的形式

5、。用于整體硬質(zhì)合金立銑刀直徑大的立銑刀，價格便宜。另一方面，制造螺旋槽刀片很困難，受到列法自由設(shè)定螺旋角的制約，另外很難應(yīng)對特殊的形狀。最近，由于硬質(zhì)合金螺旋刀制造技術(shù)的提高，開發(fā)出了一定的大螺旋刀片，隨之，這種形式銑刀的普及是經(jīng)人注目的。 可轉(zhuǎn)位型立銑刀 通過銷子鎖緊等方式裝夾硬質(zhì)合金刀片來使用的立銑刀為可轉(zhuǎn)位型立銑刀。即使被加工材料改變了，通過更換刀片就能夠選定最佳的硬質(zhì)合金。因為是采用更換刀片的方式，所以可以省去再刃磨的時間，不會產(chǎn)生象其它類型銑刀再磨削后性能下降的現(xiàn)象，這是它很大的優(yōu)點。但是用于外徑精度要求嚴(yán)格來的加工有一定困難等，也是它的問題。,螺旋方向與切刃的方向,1、定義 螺旋方

6、向 從立銑刀的正面看，容屑槽朝刀柄方向伸延時是向左傾的就叫左螺旋，向右傾的就叫右螺旋。 切刃的方向 切削刃的朝向因立銑刀工作時的回轉(zhuǎn)方向而異。把立銑刀的底刃朝上擺放并從立銑刀的正面看，切削刃的刃口朝左邊的就叫左刃，朝右邊的就叫右刃。,右螺旋 左螺旋,右刃 左刃,2 、立銑刀的螺旋方向和切削刃的朝向可以有4種不同的組合，可根據(jù)工件的材質(zhì)和形狀選擇所需的組合,右刃右螺旋立銑刀，因切屑沿容屑槽由柄部方向排除，易保證切屑的平穩(wěn)進(jìn)行 右刃左螺旋和左刃右螺旋銑刀，在加工時切屑朝底刃方向移動，致使底刃切削出的工件表面質(zhì)量不好，刀具壽命也短。但是對加工通孔或不使用底刃的精加工，切屑朝底刃方向排出時有不損傷工件

7、表面、無劃痕和無毛刺的優(yōu)點,螺旋角與導(dǎo)程,參看下圖。這是一根線螺旋卷曲后的圖形。如圖所示，螺旋線旋轉(zhuǎn)一圈時前進(jìn)的距離被稱之為導(dǎo)程。 （導(dǎo)程，螺距）,把根線螺旋卷曲,有根螺旋線，下面是它的展開圖。用圖形表示出了螺旋角與導(dǎo)程的關(guān)系。,立銑刀的螺旋角與導(dǎo)程的關(guān)系是： .是圓周率 .是外徑,螺旋角特性的歸納,1、螺旋角與切削阻力 切削阻力隨螺旋角的增大而減小 切削阻力的軸向分力與螺旋角成比例。 結(jié)論：有螺旋容屑槽的螺旋刃立銑刀的徑向切削阻力小，因此可以指定較大的徑向吃刀量和較大的進(jìn)給速度，這對切削加工是很有利的。但另一方面，螺旋有越大，切削阻力的軸向分力也越大，過大的軸向分力不但有將立銑刀從刀夾中拔出

8、的危險，而且還有將工件從工作臺表面抬起的趨勢，尤其是在加工薄壁類零件時，很易引起振動。,2 、當(dāng)螺旋角很大時，刀刃很鋒利，刀具的剛性變差，易卷刃、崩刃，從而影響刀具的使用壽命。 (為防止螺旋刃的卷刃和崩刃，通常沿刃口磨出一小平面或小弧面的倒棱。) 3、螺旋角的選取方法 對一般的粗銑、精銑，考慮到刀具的使用壽命，通常選用30左右的螺旋角。（螺旋角大時，切削刃與被切削面的接觸點多，刀刃越鋒利，圓周刃刃帶的磨損與螺旋角大小基本成比例 ） 加工切削阻力比較小的輕合金時，通常選用40左右的螺旋角。,立銑刀的刃數(shù)（目前加工過）,單刃刀,2刃,3刃,4刃,5刃,6刃,立銑刀的剛性和容屑槽的大小都是很重要的，

9、一般刃數(shù)少的銑刀容屑槽增大，排屑良好。但另一方面截面積率減小，剛性降低。因此切削時容易發(fā)生彎曲。,切削刃的刃數(shù)對銑刀切削性能的影響,例子（兩刃立銑刀與刃立銑刀） 1、2刃立銑刀與刃立銑刀相比容屑槽大，但是截面積率小，剛性差。因而，刃立銑刀適于加工對容屑槽要求大于銑刀整體剛性要求的溝槽切削或鉆孔切削。,例子： 在加工較深的溝槽（溝槽深度寬度比大于1）時，如果立銑刀的容屑槽小，易產(chǎn)生下列問題： 1、由于切屑阻塞，會使切削扭矩增大，嚴(yán)重時還有可能折斷刀具。 2、切削液不易到達(dá)立銑刀的刃口部位，刃口得不到充分的冷卻和潤滑，刃口附近的切屑也不能被切削液帶走，會導(dǎo)致圓周刃異常磨損。 3、就是參與切削的刃口

10、越長，其切削阻力也越大，容易產(chǎn)生振動。,2、刃立銑刀與刃立銑刀相比雖然容屑槽小了，但是截面積率增加了，因此剛性得到了提高，對立銑刀的彎曲減小是有利的。,對銑側(cè)面來說，因為切屑阻塞現(xiàn)象較小，不大考慮容屑槽的大小，而較重視刀具的剛性。一般認(rèn)為采用刃數(shù)多的刀具切削阻力變化小，刀具剛度大，不易彎曲變形，被加工面的表面質(zhì)量刀,開槽的槽形,open,close,刃長,刃長（刃部的長度）越短，刀具的剛性和切削性能越好。立銑刀的刃長與剛性的關(guān)系可用下面的公式表示： =（PL）/（3EI） ：立銑刀的撓度 P：切削阻力 E：縱向彈性系數(shù) L：立銑刀的刃部長度 I：慣性矩（I=D/64，D=0.70.8立銑刀刀徑

11、）,因為立銑刀的刃長增在以后，刀具的剛度將下降，從而影響到被加工面的垂直度和表面質(zhì)量。所以在實際加工中，如果必須使用長刃立銑刀時，應(yīng)降低有關(guān)的切削參數(shù)（例如加大芯徑，加強(qiáng)剛性等）。因此，選擇立銑刀時，應(yīng)盡可能地選用符合加工要求的短刃型,楔角,1、圓周刃的前角過大時，雖然切削刃比較鋒利，但刃口的強(qiáng)度小，在加工中易出現(xiàn)振動、卷刃和崩刃。圓周刃前角過小時，切削刃的鋒利度不好，切削阻力較大，排屑差，前面易磨損。,2、圓周刃后角大小的利弊與前角的情況差不多,圓周刃后角過小，不但會出現(xiàn)背切現(xiàn)象。而且刀刃磨損快，刀具壽命短；相反圓周刃后角過大，容易導(dǎo)致振動、卷刃和崩刃。,結(jié)論： 從被切削材料方面來考慮，當(dāng)加

12、工硬質(zhì)材料時，為了防止卷刃、崩刃，一般采用小楔角：當(dāng)加工軟質(zhì)材料、由加工硬化性材料及刃性大易粘刀的材料時，為使刃口鋒利，切削性能好，采用大楔角的效果比較好 。,不同圓周后刀面產(chǎn)生的特性,圓周后刀面的形狀有 （1）凹面形（2）平面齒背（3）偏心形三種。 以前一般使用凹面形和平面形最近偏心形面了主流。從圖7中也可以看出，因為偏心形銑刀的刀尖角比其它銑刀的刀尖角要大，所以刀尖的強(qiáng)度增強(qiáng)，再加上加工后的圓周后刀面的精加工面非常良好，切削性能提高。所示，可以清楚地表明帶有偏心形后刀面的立銑刀性能優(yōu)越。,立銑刀的柄部形狀與裝夾方式,不同刀柄形狀的特性,如果大致的區(qū)分立銑刀的刀柄的話，有圓筒狀的直柄和圓錐柄，最近，由于立銑刀刀夾的進(jìn)步與直柄裝拆方便，使用直柄刀具多了起來。 （1）直柄 直柄刀具包括簡易型，側(cè)面鎖緊型，后端螺紋型，復(fù)合型等。一般情 況下簡易型使用較多。外徑超過50mm的立銑刀，重切削加工，使用條件苛刻的情況下，多使用側(cè)鎖型或復(fù)合型。 （2）錐柄 如圖6所示，錐柄刀具是以莫氏