立铣刀基础知识精选课件.ppt

关于立铣刀基础知识第一页，本课件共有25页所谓立铣刀是所谓立铣刀是 经常使用立铣刀的机械在机床中被称为铣床。经常使用立铣刀的机械在机床中被称为铣床。铣铣床床用用英英语语表表示示为为millingmillingmachinemachine，这这种种机机床床使用的刀具被称为铣刀（使用的刀具被称为铣刀（millmill）立立铣铣刀刀的的形形状状如如下下图图所所示示，在在它它的的端端部部，也也就就是是底底部部也也有有刀刀刃刃。正正是是由由于于铣铣刀刀的的底底部部也也有有刀刀刃刃，所所以以被称为立铣刀（被称为立铣刀（Endmill）第二页，本课件共有25页底部底部带刃刃()铣铣床床()上上使用使用的的刀具刀具()立立铣铣刀（）刀（）圆圆周面及底部带有切削刃的柄式铣刀周面及底部带有切削刃的柄式铣刀第三页，本课件共有25页立铣刀各部的形立铣刀各部的形状及名称状及名称（以我司普通（以我司普通4刃长颈型铣刀为例）刃长颈型铣刀为例）立铣刀的形状基本上如上所示，由刀刃部、安装在机床上的刀柄立铣刀的形状基本上如上所示，由刀刃部、安装在机床上的刀柄以及连以及连接刀刃与刀柄的颈部接刀刃与刀柄的颈部3部分组成。部分组成。外径外径立铣刀的切削刃的直径立铣刀的切削刃的直径刃长刃长刀刃的长度刀刃的长度颈长颈长颈部的长度颈部的长度刀柄长刀柄长刀柄部的长度刀柄部的长度全长全长平行与中心轴测量，包括刀刃，颈部平行与中心轴测量，包括刀刃，颈部,刀柄的总长度刀柄的总长度刃数刃数切削刃的数量，有切削刃的数量，有1、2、3、4，一般情况下采一般情况下采用用2、3、4、5、6、8第四页，本课件共有25页1 1、圆周刃前角圆周刃前角圆周刃的前刀面与刀尖与中心的连线形成的角度，它是圆周刃的前刀面与刀尖与中心的连线形成的角度，它是影响立铣刀切削性能的重要因素。影响立铣刀切削性能的重要因素。2、圆周刃后角圆周刃后角称作圆周刃第一后角，是与圆周刃前角同样重要的要称作圆周刃第一后角，是与圆周刃前角同样重要的要素。素。3、圆周刃第二后角圆周刃第二后角圆周刃的第二后角立铣刀切削时保证工件与立铣刀之间圆周刃的第二后角立铣刀切削时保证工件与立铣刀之间有充分的间隙。有充分的间隙。4、圆周第一刃刃带宽圆周第一刃刃带宽圆周刃后角具有的宽度。圆周刃后角具有的宽度。5 5、圆周总刃带宽圆周总刃带宽带带有有圆圆周刃后角与周刃后角与圆圆周刃第二后角的周刃第二后角的总宽总宽度度 6 6、容屑槽容屑槽容容纳纳切屑的地方，也叫作排屑槽。如果切屑槽小的切屑的地方，也叫作排屑槽。如果切屑槽小的话话，切削中会被，切削中会被切屑塞切屑塞满满。第五页，本课件共有25页7 7、底刃底刃指刀具端面的切削刃。指刀具端面的切削刃。8 8、底刃前角底刃前角底刃前刀面与底刃前刀面与轴线轴线的的夹夹角。角。9 9、底刃后角底刃后角指在底刃上的第一后角。指在底刃上的第一后角。1010、底刃第二后角底刃第二后角指在底刃上的第二后角。指在底刃上的第二后角。1111、底刃后角宽底刃后角宽底刃后角具有的底刃后角具有的宽宽度。度。1212、底刃容屑槽底刃容屑槽在底刃上的容屑槽。在底刃上的容屑槽。1313、螺旋角螺旋角螺旋切削刃与螺旋切削刃与轴线轴线的的夹夹角。角。1414、圆周刃倒锥圆周刃倒锥立立铣铣刀从刀尖到刀柄刀从刀尖到刀柄侧侧的直径略微减小。像的直径略微减小。像这样这样带带有向后的有向后的锥锥度称度称为为倒倒锥锥。1515、底刃底刃倒锥倒锥在底刃面，从刀尖向中心有微微的中凹，在底刃面，从刀尖向中心有微微的中凹，这这个角度个角度为为底刃底刃间间隙角隙角（底刃底刃倒锥）倒锥）。第六页，本课件共有25页立铣刀的分类立铣刀的分类整体硬质全金立铣刀整体硬质全金立铣刀刀柄部，刀刃部全部由硬质合金构成（整体型）。由于是整体型，刀具的刚性高，刀柄部，刀刃部全部由硬质合金构成（整体型）。由于是整体型，刀具的刚性高，切削时不易弯曲，能进行高精度加工。另外，与高速钢立铣刀一样，能够制成许多切削时不易弯曲，能进行高精度加工。另外，与高速钢立铣刀一样，能够制成许多形状。但由于刀刃外部分也使用了昂贵的硬质合金，所以成本很高，一般多用于形状。但由于刀刃外部分也使用了昂贵的硬质合金，所以成本很高，一般多用于1212mm以下的小直径立铣刀。但是在进行垂直度为以下的小直径立铣刀。但是在进行垂直度为10m以下的高精度加工时，以下的高精度加工时，由于刀具的刚性高，也有采用直径超过由于刀具的刚性高，也有采用直径超过12到到20的中等尺寸立铣刀。的中等尺寸立铣刀。硬质合金刀头焊接立铣刀硬质合金刀头焊接立铣刀只只有有刃刃部部是是整整体体型型的的硬硬质质合合金金，通通过过焊焊接接与与柄柄部部相相联联接接的的立立铣铣刀刀，一一般般被被称称之之为为硬硬质质合合金金刀刀头头焊焊接接立立铣铣刀刀。因因为为是是焊焊接接结结合合型型，所所以以整整体体的的刚刚性性还还不不及及整整体体型型立立铣铣刀刀，但但是是能能够够确确保保与与整整体体型型相相接接近近的的刀刀具具刚刚性性。一一般般多多用用于于12到到20的中等到尺寸立铣刀，比整体型便宜是它的优点。的中等到尺寸立铣刀，比整体型便宜是它的优点。1根据硬质合金立铣刀的构造来基本分类根据硬质合金立铣刀的构造来基本分类(4类类)第七页，本课件共有25页螺旋刀片焊接型立铣刀螺旋刀片焊接型立铣刀是是指指把把螺螺旋旋硬硬质质合合金金刀刀片片焊焊接接在在钢钢质质的的刀刀体体上上，形形成成切切削削刃刃的的形形式式。用用于于整整体体硬硬质质合合金金立立铣铣刀刀直直径径大大的的立立铣铣刀刀，价价格格便便宜宜。另另一一方方面面，制制造造螺螺旋旋槽槽刀刀片片很很困困难难，受受到到列列法法自自由由设设定定螺螺旋旋角角的的制制约约，另另外外很很难难应应对对特特殊殊的的形形状状。最最近近，由由于于硬硬质质合合金金螺螺旋旋刀刀制制造造技技术术的的提提高高，开开发发出出了一定的大螺旋刀片，随之，这种形式铣刀的普及是经人注目的。了一定的大螺旋刀片，随之，这种形式铣刀的普及是经人注目的。可转位型立铣刀可转位型立铣刀通通过过销销子子锁锁紧紧等等方方式式装装夹夹硬硬质质合合金金刀刀片片来来使使用用的的立立铣铣刀刀为为可可转转位位型型立立铣铣刀刀。即即使使被被加加工工材材料料改改变变了了，通通过过更更换换刀刀片片就就能能够够选选定定最最佳佳的的硬硬质质合合金金。因因为为是是采采用用更更换换刀刀片片的的方方式式，所所以以可可以以省省去去再再刃刃磨磨的的时时间间，不不会会产产生生象象其其它它类类型型铣铣刀刀再再磨磨削削后后性性能能下下降降的的现现象象，这这是是它它很很大大的的优优点点。但但是是用用于于外外径径精精度度要要求求严严格格来来的的加加工工有有一一定定困困难难等等，也也是它的问题。是它的问题。第八页，本课件共有25页螺旋方向与切刃的方向螺旋方向与切刃的方向 1、定义、定义螺旋方向螺旋方向 从立铣刀的正面看，容屑槽从立铣刀的正面看，容屑槽朝刀柄方向伸延时是向左倾朝刀柄方向伸延时是向左倾的就叫左螺旋，向右倾的就的就叫左螺旋，向右倾的就叫右螺旋。叫右螺旋。切刃的方向切刃的方向切削刃的朝向因立铣刀工作切削刃的朝向因立铣刀工作时的回转方向而异。把立铣时的回转方向而异。把立铣刀的底刃朝上摆放并从立铣刀的底刃朝上摆放并从立铣刀的正面看，切削刃的刃口刀的正面看，切削刃的刃口朝左边的就叫左刃，朝右边朝左边的就叫左刃，朝右边的就叫右刃。的就叫右刃。右螺旋右螺旋左螺旋左螺旋 右刃右刃左刃左刃第九页，本课件共有25页2、立铣刀的螺旋方向和切削刃的朝向可以有、立铣刀的螺旋方向和切削刃的朝向可以有4种不同的组合，种不同的组合，可根据工件的材质和形状选择所需的组合可根据工件的材质和形状选择所需的组合 右刃右螺旋立铣刀，因切屑沿容屑槽由柄部方向排除，右刃右螺旋立铣刀，因切屑沿容屑槽由柄部方向排除，易保证切屑的平稳进行易保证切屑的平稳进行右刃左螺旋和左刃右螺旋铣刀，在加工时切屑朝底刃方向右刃左螺旋和左刃右螺旋铣刀，在加工时切屑朝底刃方向移动，致使底刃切削出的工件表面质量不好，刀具寿命也移动，致使底刃切削出的工件表面质量不好，刀具寿命也短。但是对加工通孔或不使用底刃的精加工，切屑朝底刃短。但是对加工通孔或不使用底刃的精加工，切屑朝底刃方向排出时有不损伤工件表面、无划痕和无毛刺的优点方向排出时有不损伤工件表面、无划痕和无毛刺的优点第十页，本课件共有25页螺旋角与导程螺旋角与导程参看下图。这是一根线螺旋卷曲后的图形。如图所示，螺旋线旋转一圈时参看下图。这是一根线螺旋卷曲后的图形。如图所示，螺旋线旋转一圈时前进的距离被称之为导程。前进的距离被称之为导程。（导程，螺距）（导程，螺距）把根线螺旋卷曲把根线螺旋卷曲第十一页，本课件共有25页有根螺旋线，下面是它的展开图。用图形表示出了螺旋有根螺旋线，下面是它的展开图。用图形表示出了螺旋角角与导程的关系。与导程的关系。立铣刀的螺旋角立铣刀的螺旋角与导程的关系是：与导程的关系是：.是圆周率是圆周率.是外径是外径第十二页，本课件共有25页螺旋角特性的归纳螺旋角特性的归纳1、螺旋角与切削阻力、螺旋角与切削阻力切削阻力随螺旋角的增大而减小切削阻力随螺旋角的增大而减小切削阻力的轴向分力与螺旋角成比切削阻力的轴向分力与螺旋角成比例例。结论：有螺旋容屑槽的螺旋刃立铣刀的结论：有螺旋容屑槽的螺旋刃立铣刀的径向切削阻力小，因此可以指定较大径向切削阻力小，因此可以指定较大的径向吃刀量和较大的进给速度，这的径向吃刀量和较大的进给速度，这对切削加工是很有利的。但另一方面，对切削加工是很有利的。但另一方面，螺旋有越大，切削阻力的轴向分力也螺旋有越大，切削阻力的轴向分力也越大，过大的轴向分力不但有将立铣越大，过大的轴向分力不但有将立铣刀从刀夹中拔出的危险，而且还有将刀从刀夹中拔出的危险，而且还有将工件从工作台表面抬起的趋势，尤其工件从工作台表面抬起的趋势，尤其是在加工薄壁类零件时，很易引起振是在加工薄壁类零件时，很易引起振动。动。第十三页，本课件共有25页2、当螺旋角很大时，刀刃很锋利，刀具的刚性变差，易卷刃、当螺旋角很大时，刀刃很锋利，刀具的刚性变差，易卷刃、崩刃，从而影响刀具的使用寿命。崩刃，从而影响刀具的使用寿命。(为防止螺旋刃的卷刃和崩刃，通常沿刃口磨出一小平为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。面或小弧面的倒棱。)3、螺旋角的选取方法、螺旋角的选取方法对一般的粗铣、精铣，考虑到刀具的使用寿命，通常选用对一般的粗铣、精铣，考虑到刀具的使用寿命，通常选用30左右的螺旋角。（螺旋角大时，切削刃与被切削面左右的螺旋角。（螺旋角大时，切削刃与被切削面的接触点多，刀刃越锋利，圆周刃刃带的磨损与螺旋的接触点多，刀刃越锋利，圆周刃刃带的磨损与螺旋角大小基本成比例角大小基本成比例）加工切削阻力比较小的轻合金时，通常选用加工切削阻力比较小的轻合金时，通常选用40左右的螺旋左右的螺旋角。角。第十四页，本课件共有25页立铣刀的刃数（目前加工过）立铣刀的刃数（目前加工过）单刃刀单刃刀2刃刃3刃刃4刃刃5刃刃6刃刃立铣刀的刚性和容屑槽的大小都是很重要的，一般刃数少的铣刀立铣刀的刚性和容屑槽的大小都是很重要的，一般刃数少的铣刀容屑槽增大，排屑良好。但另一方面截面积率减小，刚性降低。容屑槽增大，排屑良好。但另一方面截面积率减小，刚性降低。因此切削时容易发生弯曲。因此切削时容易发生弯曲。第十五页，本课件共有25页切削刃的刃数对铣刀切削性能的影响切削刃的刃数对铣刀切削性能的影响例子例子（两刃立铣刀与刃立铣刀）（两刃立铣刀与刃立铣刀）1、2刃立铣刀与刃立铣刀相比容屑槽大，但是截面积率小，刚性刃立铣刀与刃立铣刀相比容屑槽大，但是截面积率小，刚性差。因而，刃立铣刀适于加工对容屑槽要求大于铣刀整体刚差。因而，刃立铣刀适于加工对容屑槽要求大于铣刀整体刚性要求的沟槽切削或钻孔切削。性要求的沟槽切削或钻孔切削。例子：例子：在加工较深的沟槽（沟槽深度宽度比大于在加工较深的沟槽（沟槽深度宽度比大于1）时，如果立铣刀）时，如果立铣刀的容屑槽小，易产生下列问题：的容屑槽小，易产生下列问题：1、由于切屑阻塞，会使切削扭矩增大，严重时还有可能折断、由于切屑阻塞，会使切削扭矩增大，严重时还有可能折断刀具。刀具。2、切削液不易到达立铣刀的刃口部位，刃口得不到充分的冷、切削液不易到达立铣刀的刃口部位，刃口得不到充分的冷却和润滑，刃口附近的切屑也不能被切削液带走，会导致圆周却和润滑，刃口附近的切屑也不能被切削液带走，会导致圆周刃异常磨损。刃异常磨损。3、就是参与切削的刃口越长，其切削阻力也越大，容易产生振动。、就是参与切削的刃口越长，其切削阻力也越大，容易产生振动。第十六页，本课件共有25页2、刃立铣刀与刃立铣刀相比虽然容屑槽小、刃立铣刀与刃立铣刀相比虽然容屑槽小了，但是截面积率增加了，因此刚性得到了提高，了，但是截面积率增加了，因此刚性得到了提高，对立铣刀的弯曲减小是有利的。对立铣刀的弯曲减小是有利的。对铣侧面来说，因为切屑阻塞现象较小，不大考虑容屑对铣侧面来说，因为切屑阻塞现象较小，不大考虑容屑槽的大小，而较重视刀具的刚性。一般认为采用刃数多槽的大小，而较重视刀具的刚性。一般认为采用刃数多的刀具切削阻力变化小，刀具刚度大，不易弯曲变形，的刀具切削阻力变化小，刀具刚度大，不易弯曲变形，被加工面的表面质量刀被加工面的表面质量刀 第十七页，本课件共有25页开槽的槽形开槽的槽形openclose第十八页，本课件共有25页刃长刃长 刃长（刃部的长度）越短，刀具的刚性和切削性能越好。刃长（刃部的长度）越短，刀具的刚性和切削性能越好。立铣刀的刃长与刚性的关系可用下面的公式表示：立铣刀的刃长与刚性的关系可用下面的公式表示：=（PL）/（3EI）：立铣刀的挠度：立铣刀的挠度P：切削阻力：切削阻力E：纵向弹性系数：纵向弹性系数L：立铣刀的刃部长度：立铣刀的刃部长度I：惯性矩（：惯性矩（I=D/64，D=0.70.8立铣刀刀径）立铣刀刀径）第十九页，本课件共有25页因为立铣刀的刃长增在以后，刀具的刚度将下降，因为立铣刀的刃长增在以后，刀具的刚度将下降，从而影响到被加工面的垂直度和表面质量。所以在从而影响到被加工面的垂直度和表面质量。所以在实际加工中，如果必须使用长刃立铣刀时，应降低实际加工中，如果必须使用长刃立铣刀时，应降低有关的切削参数（例如加大芯径，加强刚性等）。有关的切削参数（例如加大芯径，加强刚性等）。因此，选择立铣刀时，应尽可能地选用符合加工要因此，选择立铣刀时，应尽可能地选用符合加工要求的短刃型求的短刃型第二十页，本课件共有25页楔角楔角 1、圆周刃的前角过大时，虽然切削刃比较锋利，但刃口的强度小，在加工中易出现振动、卷刃和崩刃。圆周刃前角过小时，切削刃的锋利度不好，切削阻力较大，排屑差，前面易磨损。第二十一页，本课件共有25页2、圆周刃后角大小的利弊与前角的情况差不多、圆周刃后角大小的利弊与前角的情况差不多圆周刃后角过小，不但会出现背切现象。而且刀圆周刃后角过小，不但会出现背切现象。而且刀刃磨损快，刀具寿命短；相反圆周刃后角过大，刃磨损快，刀具寿命短；相反圆周刃后角过大，容易导致振动、卷刃和崩刃。容易导致振动、卷刃和崩刃。结论：结论：从被切削材料方面来考虑，当加工硬质材料时，从被切削材料方面来考虑，当加工硬质材料时，为了防止卷刃、崩刃，一般采用小楔角：当加为了防止卷刃、崩刃，一般采用小楔角：当加工软质材料、由加工硬化性材料及刃性大易粘工软质材料、由加工硬化性材料及刃性大易粘刀的材料时，为使刃口锋利，切削性能好，采刀的材料时，为使刃口锋利，切削性能好，采用大楔角的效果比较好用大楔角的效果比较好。第二十二页，本课件共有25页不同圆周后刀面产生的特性不同圆周后刀面产生的特性 圆周后刀面的形状有圆周后刀面的形状有（1）凹面形（）凹面形（2）平面齿背（）平面齿背（3）偏心形三种。）偏心形三种。以前一般使用凹面形和平面形最近偏心形面了以前一般使用凹面形和平面形最近偏心形面了主流。从图主流。从图7中也可以看出，因为偏心形铣刀的中也可以看出，因为偏心形铣刀的刀尖角比其它铣刀的刀尖角要大，所以刀尖的强刀尖角比其它铣刀的刀尖角要大，所以刀尖的强度增强，再加上加工后的圆周后刀面的精加工面度增强，再加上加工后的圆周后刀面的精加工面非常良好，切削性能提高。所示，可以清楚地表非常良好，切削性能提高。所示，可以清楚地表明带有偏心形后刀面的立铣刀性能优越。明带有偏心形后刀面的立铣刀性能优越。第二十三页，本课件共有25页立铣刀的柄部形状与装夹方式立铣刀的柄部形状与装夹方式 第二十四页，本课件共有25页感谢大家观看第二十五页，本课件共有25页