整体铣刀学习.pptx

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1、1 按结构形式分按结构形式分装配（机夹式）铣刀整体套装铣刀组合铣刀第1页/共50页2 按齿背形式分按齿背形式分铲齿铣刀尖齿铣刀第2页/共50页3 整体铣刀是指在结构上为整体不可拆卸的铣刀（包括焊接整体铣刀）。整体铣刀可以是铲齿或尖齿的，也可以是套装的或带柄的。较之装配或机夹式铣刀，它结构简单，精度高，但刀片不可拆换。整体铣刀整体铣刀第3页/共50页4 榫槽铣刀 整体铣刀圆棒铣刀 整体铣刀斜面铣刀 整体铣刀齿形榫铣刀第4页/共50页5整体铲齿成型铣刀整体铲齿成型铣刀 整体铲齿成形铣刀是指那些结结构构上上是是整整体体的的、而齿齿背背做做成成一一定定曲曲线线的成成型型铣铣刀刀。因为这种铣刀的齿背曲线

2、一般是在铲齿车床上加工的，所以叫铲齿铣刀。整体铣刀成型铣刀第5页/共50页6 整体铲齿成型铣刀结构图第6页/共50页7（1）多次重磨后原有的角度参数不变或变化很小（2）多次重磨后加工零件的截形不变。6.2 6.2 对成型铣刀的基本要求对成型铣刀的基本要求第7页/共50页8 所有成形铣刀的齿背面都是成型表面，但前刀面为平面。6.36.3齿背曲线齿背曲线为此齿背一般都做成阿基米德螺旋线或圆心与铣刀圆心偏移的圆弧曲线，目的：目的：多次刃磨后，齿背后角变化很小。多次刃磨后，齿背后角变化很小。（如果要刃磨齿背面，必须在仿形磨刀机上磨，故希望刃磨为平面的前刀面。这时如果齿背线做成直线，则越磨后角越小；如果

3、做成与铣刀同心的圆弧曲线，则后角为零（见图）。）直线齿背 同心圆弧齿背第8页/共50页 阿基米德螺旋线在极坐标中的方程方程：=c=c 式中：式中：极径极径 极角极角 c c 常数常数 常数c说明与成正比。阿基米德螺旋线基本性质：实质上是一个等速直线运动和一个等速回转运动合成的。6.3.16.3.1齿背曲线：阿基米德螺旋线齿背曲线：阿基米德螺旋线 阿基米德螺旋线在极坐标中的图形第9页/共50页 阿基米德螺旋线齿背上任一点的后角实际就是曲线在该点的斜率，可表示为如下公式：即 =arctan 1/此式说明常数，。由于的一般范围在10-15之内，所以值一般都在-2之间，而重磨使 的变化范围并不大，所所

4、以以的的变变化化很很小且重磨后稍稍变大。小且重磨后稍稍变大。阿基米德螺旋线后角后角的表达式的表达式第10页/共50页11例 一个四齿铣刀的初始后角A=10，相当=1.805。而 一 个 刀 齿 所 对 的 中 心 角=90=/2。如果重磨范围大到1/4中心角，即/8=0.125，则重磨到最后，即由1.805达到 1.68时，刀齿后角由10度变到 B B=10.729=10.729注：由此可见，在这么大刃磨范围内，刀齿后角仅变化了不到一度，且向大变化，这对使用的影响微乎其微。阿基米德螺旋线后角后角的表达式应用的表达式应用第11页/共50页12 铲齿凸轮可在机床上用机械方法制造同一凸轮可铲制不同D

5、,Z的铣刀，只要铲齿量K和退刀角（凸轮比例）相同。采用阿基米德螺线的优点：采用阿基米德螺线的优点：第12页/共50页136.3.2 6.3.2 齿背曲线：偏心圆弧曲线齿背齿背曲线：偏心圆弧曲线齿背 阿基米德螺旋线与偏心圆弧曲线齿背的比较：偏心圆弧曲线齿背上，后角随着刃磨的变化程度要大得多，而且是向小的方向变化第13页/共50页14 铲铲齿齿量量KmmKmm：又称齿背曲线下降量，它是指在一个刀齿中心角范围内，齿背曲线离外圆圆周的下降量。6.4 6.4 齿背曲线下降量（铲齿量）与后角齿背曲线下降量（铲齿量）与后角第14页/共50页15 在图中，K=A-B=cA-cB=c(a-B)因为A,B两点在同

6、一阿氏螺线上。在图中，=A-B=2/Z，A=D/2，A=1/tanA，所以，K=c(A-B)可写成：齿背曲线下降量（铲尺量）齿背曲线下降量（铲尺量）K K的计算公式的计算公式第15页/共50页16 式中：A齿顶初始后角，可简写为。根据上式，在已知Z、D、时，可求出K，它是选择铲齿凸轮的重要参数，称为凸轮升量。同样，根据上式 公式说明在D、Z一定时，越大，K越大。铲齿铣刀工作图上不标注而标注K,因为在加工时是根据K 选择凸轮，用该凸轮来可保证，而不是检测。齿顶初始后角齿顶初始后角 的计算公式的计算公式第16页/共50页17 刀坯被装在铲齿车床的主轴上匀速转动，铲齿车刀被凸轮推动向着刀坯中心匀速进

7、刀。刀坯每转过一个角（=360/Z），凸轮转一周。凸轮一周的升量即为铲齿量K。凸轮曲线即为阿基米德螺旋线。铲齿过程铲齿过程第17页/共50页18 铲齿过程第18页/共50页19 刀坯只有从位置到位置时被铲削齿背，而不可能一直铲到位置，否则将没有退刀时间。铲刀应在位置时开始退刀。位置到位置为退刀时间，位置也是下一个刀齿的进刀开始时间。刀坯一个中心角分为 工工工作角度工作角度退退退刀角度退刀角度铲齿过程铲齿过程第19页/共50页20 工工作角度 凸轮一周分为 退退刀角度 要求：退退/=/=退退/360/360；K K凸凸=K=K刀刀 退/360称为凸轮比例；K凸称为凸轮升量。这是选配凸轮的两个重要

8、参数。被铲铣刀只要铲齿量（后角）相同，退/相同，不论D、Z是否相同，都可用同一个凸轮铲制。凸轮选配凸轮选配第20页/共50页21 设计铲齿铣刀时要注意到凸轮的比例和凸轮升量这两个参数。例如通常的凸轮比例为1/8；1/6；1/4，相对一个4齿铣刀的退刀角 退分别为11.25、15和 22.5。如果你设计的退刀角不是这几个值，必须另外制造凸轮与之相配。凸轮选配凸轮选配第21页/共50页226.56.5工件截形与刀齿前刀面廓形的关系工件截形与刀齿前刀面廓形的关系第22页/共50页23由此可见：h h前前hh工工hh铲铲 由图可见，由图可见，A.工件截形高：h工=RA-RC B.前刀面廓形高：h前=A

9、C=AE-CE=RACosA-RCCosC C.铲齿车刀廓形高：h铲=h工-K=h工-c/K 而根据正弦定理：第23页/共50页24 在上图中，三个廓形的宽度相等，高度不同，因此形状不同。设计铣刀时，先有h工，也就是先有工件形状，这时如果设定了前角A,就可得C点,然后根据设定的A、D、Z可求K，再根据K画始于A点的最高齿背线；始于C点的最低齿背线画成与最高齿背线等距的曲线。第24页/共50页25 （1）主截面内的角度：齿顶A的后角：n 廓行最底点C的后角：6.66.6成型铣刀刃部各点的角度关系成型铣刀刃部各点的角度关系第25页/共50页26 由C和A点起始的阿基米德螺旋线，为同一铲刀铲制，可视

10、为性质相同，即常数C相等的螺旋线，也就是说：（1 1）主截面内的角度：）主截面内的角度：第26页/共50页27 此式说明，铲齿铣刀刃部各点的后角和其向径成反比，即所取点越低，后角越大。另外，根据AOE和COE有：此式说明，刀刃各点的前角也和其向径成反比。关于刀刃各点后角的不同，也可以这样来理解：同一铲刀铲制的各条齿背线，铲齿量K相等，而：（1）主截面内的角度：所以，刀齿上低的点，D小了，K不变，必然大。第27页/共50页28（2 2）倾倾 斜斜 刀刀 刃刃 上上 的的 法法 向向 后后 角角 XNXN第28页/共50页29 此图上实线代表前刀面廓形在基面上的旋转投影，而虚线到实线的距离表示各点

11、的径向铲齿量，也就是齿背的倾斜程度，或者说后角的大小。由此图可见，刀刃各点的径向铲齿量相等，后角相等。在图中：P-P 通过A点的主截面 RA A点的向径 P-P 通过x点的主截面 Rx x点的向径 N-N 通过x点的法向截面第29页/共50页30 K 各点的径向铲齿量 KXN X点法向铲齿量 由图可见，KXN=KSin 而根据前述刀刃各点的角度关系，A和X点在主截面的后角有如下关系：第30页/共50页31 而根据铲齿量与后角的关系，X点在法向截面的后角XN与法向铲齿量KXN有如下关系：将此式代入KXN=Ksin，第31页/共50页32 上式说明，当铣刀的D、Z、一定时，倾斜刀刃的倾斜角越大，其

12、上的法向后角XN越接近其主截面的后角X,当=90时，XN=X；越小，XN越小，当=0，XN=0。这说明此段刀刃与切削平面间没有间隙，摩擦厉害，切削条件最坏。（2 2）倾倾 斜斜 刀刀 刃刃 上上 的的 法法 向向 后后 角角 XNXN第32页/共50页33（1）斜向铲齿 径向铲齿时，铲齿车刀垂直于刀坯回转轴线沿半径方向进刀。而斜向铲齿时，进刀方向与径向倾斜一个角。斜向铲齿用在刀刃上有角很小区段的情况，目的是增大倾斜刀刃的法向后角。6 67 7 增增大大倾倾斜斜刀刀刃刃法法向向后后角角（改改善善切切削削条条件件）的的方方法法第33页/共50页34 径向与斜向铲齿径向与斜向铲齿第34页/共50页3

13、5 在上图中，K=KCos,KN=KSin(+)化简后：化简后：斜铲角：斜铲角：第35页/共50页36 在已知铣刀D、Z、及刃部廓形尺寸的情况下，如果要使倾斜刀上某点的法向后角XN某值（例如3），根据上式可求出必要的斜铲角。在设计成型铣刀时，如果刀刃上有一段很陡（即角很小）的区段，必须设定这段刀刃的法向后角不小于某值（一般3-5），然后求出斜铲角，加工时实施斜向铲齿。第36页/共50页37习题成型铣刀。已知齿顶后角A=15,倾斜刀刃的斜角=10，RA=60mm,RD=45mm,RX=50mm,求A、D、x和XN；如果想使XN5，求斜铲角。实际上这一原理对铲齿槽铣刀也适用，铲齿槽铣刀的两个侧刃=

14、0，必须双向斜铲，否则侧刃法向后角为零，摩擦发热很厉害。第37页/共50页38（2）适当修改工件形状 修改工件形状修改工件形状第38页/共50页39几种不同工件截面形状几种不同工件截面形状第39页/共50页40（3）斜置工件 有条件时，某些工件可以斜置，以增大角，改善倾斜刀刃的切削条件。第40页/共50页416.86.8整体尖齿铣刀整体尖齿铣刀 整体尖齿铣刀的特点为直齿背，即齿背线为直线。如果整体尖齿铣刀做成平面铣刀或开槽铣刀，一般刃磨后刀面 如果做成成型铣刀，则要刃磨前刀面。第41页/共50页42 整体尖齿成型铣刀像整体铲齿成型铣刀一样也刃磨前刀面。但这种铣刀随着刃磨，后角会越来越小，而且变

15、化速度很快。当通过齿顶的半径线与齿背线垂直时，该点的齿背后角为零。此点为临界点，过此点后后角变为负值。例如，初始后角A=10,则刃磨范围所对中心角只有10 ，齿顶后角就减至零度。因此，刃磨前刀面的整体尖齿成形铣刀，刃磨范围很小。为保证有一定的刃磨范围，必须将初始后角设得大一些。6.8.1 6.8.1 整体尖齿成型铣刀整体尖齿成型铣刀第42页/共50页43 尖齿铣刀的角度第43页/共50页44 整体尖齿成形铣刀刃部高低不同各点的前、后角也不同，也是越低的点，前角和后角越大，其变化规律象整体铲齿铣刀一样，即：6.8.1 6.8.1 整体尖齿成型铣刀整体尖齿成型铣刀第44页/共50页45 整体尖齿槽

16、铣刀的主要问题是：保证刃磨后开槽宽度不变并使侧刃有一定（法向）后角。为此，这种铣刀可双向斜铲或斜磨。刃磨时按原有后角刃磨后刀面，这样，虽然刃磨后前、后角都变得大一些，但开出的槽宽不变。6.8.2 6.8.2 整体尖齿槽铣刀整体尖齿槽铣刀第45页/共50页46 当这类铣刀用于横纤维开槽时，还必须在刀齿两侧做有（沉）割刀。割刀的刀尖须高出主刃0.5-1mm，以便先割断木纤维再开出槽口，否则不仅费力，而且开槽质量不好。6.8.2 6.8.2 整体尖齿槽铣刀整体尖齿槽铣刀第46页/共50页47 铲齿槽铣刀：顺纤维开槽用铲齿槽铣刀：顺纤维开槽用 第47页/共50页48 铲齿槽铣刀：横纤维开槽用铲齿槽铣刀：横纤维开槽用 第48页/共50页49 钩形槽铣刀：顺纤维钩形槽铣刀：顺纤维 开槽用开槽用 第49页/共50页50感谢您的观看。第50页/共50页