铣削与铣刀
合集下载
铣工工艺第十三章铣刀几何参数和铣削用量的选择
铣工工艺第十三章铣刀几何参数和铣削用量的选择铣刀是铣削加工中最为重要的切削工具之一，其几何参数的选择对于加工质量、效率和刀具寿命有着重要的影响。
本章将介绍铣刀几何参数的选择原则和铣削用量的确定方法。
一、铣刀几何参数的选择原则1.刀尖半径（RE）的选择：刀尖半径的大小直接影响到切削力和表面质量。
在一般情况下，刀尖半径越大，切削力越小，表面质量越好。
但是，过大的刀尖半径会导致铣削面积减小，加工效率降低。
因此，需要根据具体情况选择合适的刀尖半径。
2.刀具倾角（AP）的选择：刀具倾角的大小决定了铣削切削力的方向和大小。
一般情况下，刀具倾角越大，切削力越小，表面质量越好。
但是，过大的刀具倾角会导致切削力的方向与进给方向夹角过大，容易引起振动和切削不稳定。
因此，需要根据具体情况选择合适的刀具倾角。
3.切削刃数（Z）的选择：切削刃数的选择与铣削切削力和切削效率有关。
一般情况下，切削刃数越多，每刃切削力越小，切削效率越高。
但是，过多的切削刃数会导致刀具刃间距过小，切削润滑效果差，容易引起刀具卡刃、切削热等问题。
因此，需要根据具体情况选择合适的切削刃数。
4.刀具材料的选择：刀具材料的选择直接影响到刀具的切削性能和寿命。
一般情况下，硬度较高、耐磨性好的刀具材料能够提高刀具的使用寿命。
常用的刀具材料有硬质合金、高速钢和陶瓷等。
需要根据具体情况选择合适的刀具材料。
二、铣削用量的选择方法铣削用量的选择是指切削速度、进给量和切削深度的确定。
铣削用量的选择直接影响到加工效率、表面质量和刀具寿命。
1.切削速度的选择：切削速度的选择应根据刀具材料、工件材料和切削润滑条件等因素综合考虑。
一般情况下，切削速度越高，加工效率越高，但是过高的切削速度会导致刀具温度升高，刀具寿命降低。
需要根据实际情况选择合适的切削速度。
2.进给量的选择：进给量的选择应根据切削力和切削表面质量的要求综合考虑。
一般情况下，进给量越大，加工效率越高，但是过大的进给量会导致切削力增大，切削表面质量降低。
第14章 铣削与铣刀
（2）后角的选择 铣刀的后角主要根据切削厚度选择，切削厚度越小，后 角值应越大。在铣削过程中，由于铣刀的切削厚度一般比较 小，因此铣刀的磨损主要发生在后刀面上，采用较大的后角 可以减少磨损；当采用较大的负前角时，可适当增加后角。 后角的数值可参考下表（详见表14-2）。
表铣刀后角的参考值 铣刀的类型 高速钢铣刀 精齿 细齿 高速钢锯片铣刀 硬质合金铣刀 粗、细齿 粗齿 细齿 12° 16° 20° 6°～8° 12°～15° 后角值
（3）刃倾角的选择 立铣刀和圆柱铣刀的外圆螺旋角β就是刃倾角λs。它能 使刀齿逐渐的切入和切出工件。螺旋角越大，切入、切出过 程越缓慢，同时螺旋角增大还可使同时工作齿数增加，使切 削过程平稳。增大β，可以使实际前角增大，切削刃锋利， 同时也使切屑易于排出。铣削宽度较窄的铣刀，增大β的意 义不大，故一般取β=0或较小的值。螺旋角β的具体数值可参 考下表（详见表14-2） 。
4．锯片铣刀 如图所示，这是薄片的槽铣刀，用于切削狭槽或切断，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。
5．立铣刀 立铣刀相当于带柄的小直径圆柱铣刀，一般有三到四个 刀齿组成。用于加工平面、台阶、槽和相互垂直的平面，利 用锥柄或直柄紧固在机床主轴中。如图所示。 圆柱上的切削 刃是主切削刃，端面上分布着副切削刃。工作时只能沿刀具 的径向进给，而不能沿铣刀的轴线方向作进给运动。用立铣 刀铣槽时槽宽有扩张，故应取直径比槽宽略小的铣刀。
8．成形铣刀 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。如图b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 （如图c）等。
(完整版)15-铣削与铣刀解析
垂直于主运动方向上的力，作用在半径上 引起刀杆弯曲变形，不做功 轴向铣削力
轴向铣削分力作用于主轴方向 与刀齿所受的轴向抗力大小相等方向相反
铣削分力的示意图
水平进给力和垂直进给力
▪ 水平进给力 在进给方向上的分力(纵向进给力)
垂直进给力 在垂直于进给方向上的分力 作用在铣床升降工作台运动方向上
周铣时切削厚度的计算
▪ 周铣时，切削厚度的值：
平均切削厚度为：
端铣时切削厚度的计算
切削厚度
平均切削厚度
▪ 端铣刀
切削面积的计算
圆柱铣刀
切除量和平均面积
单位体积的切除量
▪ 平均切削面积
铣削分力
▪ 主铣削力 主运动方向上的分力，作用在铣刀切线上 消耗机床的主要功率的力
法向铣削力
力的方向向下，宜铣刚性差的工件、打刀
一般情况下，尤其是粗加工或是加工有硬皮的毛坯 时，多采用逆铣。精加工时，加工余量小，铣削力
小，不易引起工作台窜动，可采用顺铣。
逆铣和顺铣
铣削方式
端铣法 对 称 铣 削：切入和切出的厚度相同(淬硬钢) 不对称逆铣：切入厚度小切出厚度大(碳钢等) 不对称顺铣：切入厚度大切出厚度小(不锈钢)
铣削深度应小于铣刀长度
进给量的选择
▪ 衡量铣削效率的重要指标
粗铣时受切削力限制 半精铣精铣时受表面粗糙度限制 高速钢铣刀，不宜铣削力过大 硬质合金铣刀，进给量取小值
铣削速度的确定
▪ 铣削速度的经验公式
材料和铣刀的系数 铣削速度也可查切削用量手册确定
15.4 成形铣刀的特点和分类
▪ 切削刃的廓形根据工件廓形设计。
齿背曲线
▪ 是刀齿后刀面在垂直于铣刀轴线端平面中的截
线
刀齿的廓形取决于铲刀的刃形 齿背曲线的形状影响后角的大小和重磨
轴向铣削分力作用于主轴方向 与刀齿所受的轴向抗力大小相等方向相反
铣削分力的示意图
水平进给力和垂直进给力
▪ 水平进给力 在进给方向上的分力(纵向进给力)
垂直进给力 在垂直于进给方向上的分力 作用在铣床升降工作台运动方向上
周铣时切削厚度的计算
▪ 周铣时，切削厚度的值：
平均切削厚度为：
端铣时切削厚度的计算
切削厚度
平均切削厚度
▪ 端铣刀
切削面积的计算
圆柱铣刀
切除量和平均面积
单位体积的切除量
▪ 平均切削面积
铣削分力
▪ 主铣削力 主运动方向上的分力，作用在铣刀切线上 消耗机床的主要功率的力
法向铣削力
力的方向向下，宜铣刚性差的工件、打刀
一般情况下，尤其是粗加工或是加工有硬皮的毛坯 时，多采用逆铣。精加工时，加工余量小，铣削力
小，不易引起工作台窜动，可采用顺铣。
逆铣和顺铣
铣削方式
端铣法 对 称 铣 削：切入和切出的厚度相同(淬硬钢) 不对称逆铣：切入厚度小切出厚度大(碳钢等) 不对称顺铣：切入厚度大切出厚度小(不锈钢)
铣削深度应小于铣刀长度
进给量的选择
▪ 衡量铣削效率的重要指标
粗铣时受切削力限制 半精铣精铣时受表面粗糙度限制 高速钢铣刀，不宜铣削力过大 硬质合金铣刀，进给量取小值
铣削速度的确定
▪ 铣削速度的经验公式
材料和铣刀的系数 铣削速度也可查切削用量手册确定
15.4 成形铣刀的特点和分类
▪ 切削刃的廓形根据工件廓形设计。
齿背曲线
▪ 是刀齿后刀面在垂直于铣刀轴线端平面中的截
线
刀齿的廓形取决于铲刀的刃形 齿背曲线的形状影响后角的大小和重磨
铣削加工与刀具
三、铣削加工与刀具铣削是广泛使用的切削加工方法之一，它适用于加工平面、阶台面、沟槽、成形表面以及切断等。
铣刀的每一个刀齿都相当于一把车刀，它的切削基本规律与车削相似，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。
以圆柱铣刀和面铣刀为例，介绍铣刀的几何参数和铣削过程特点，分析常用尖齿铣刀的结构特点、应用范围，为掌握常用标准铣刀的合理选用打下初步基础。
1. 铣刀的类型和几何参数（1）铣刀的类型铣刀是刀齿分布在旋转表面上或端面上的多刃刀具。
按刀齿齿背形状可分为尖齿铣刀和铲齿铣刀。
尖齿铣刀与铲齿铣刀相比，具有加工表面质量好，耐用度髙，切削效率髙等优点，因此得到广泛的使用。
铲齿铣刀沿前刀面可以重磨，重磨后铣刀刃形能保持不变，当铣刀具有复杂刃形时，铣刀制造容易、重磨简单，主要用于加工成形表面。
（2）铣刀的几何参数以圆柱铣刀和面铣刀为例来分析铣刀的几何参数。
铣削时，铣刀旋转是主运动，工件与铣刀沿进给方向相对运动是进给运动。
铣刀的主剖面标注坐标系由pr 、ps和p三平面组成：基面pr是过切削刃上的选定点且包含铣刀轴线的平面，即垂直于主运动速度方向的平面；切削平面ps是过切削刃上选定点与切削刃相切且垂直于基面的平面；主剖面p是通过切削刃上选定点，同时垂直于基面与切削平面的平面。
圆柱铣刀的主剖面p0与进给剖面pf；切削平面ps与切深剖面pp相互重合。
铣刀的主剖面p亦即为铣刀的端平面。
由于设计和制造的需要，铣刀的标注几何角度除规定在主剖面系外，还分别规定法剖面系和进给切深剖面系。
2）铣刀的几何角度车刀几何角度的定义也适用于铣刀。
①圆柱铣刀的几何角度圆柱铣刀的主剖面和进给剖面相重合，所以前角γ0和后角a分别等于进给前角γf和进给后角αf ，图纸上应标注γn和a。
主剖面、法剖面之间前角、后角关系可用下式换算：ββγγc o sc o satgatgtgtgnn==……………………4-13 4-14式中：β－螺旋角，相当于车刀上的刃倾角λs。
第10章 铣削与铣刀 10-1 几何参数
2、顺铣：旋转方向与进给方向相同，图b） • 优点：无挤压、滑行； 刀齿可压紧工件，加工表面质量好。 • 缺点：丝杠有间隙，工作台左右窜动，进给不均， 易崩刃，需设有消除间隙机构。
二、端铣削方式
图10-10
对称端铣，不对称顺、逆铣
10-5 铣刀磨损与寿命
一、铣刀的磨损 1、磨损形式 • 高速钢铣刀：后面磨损 图a） • 硬质合金铣刀：前、后面均磨损 图b） 还有疲劳破损。
10-2 切削用量与切削层参数 一、铣削用量 1、a p 平行与轴线方向的吃刀量，背吃刀量。 2、ae 垂直与轴线方向的吃刀量，侧吃刀量。
3、进给运动参数 f z，f， f
三种表示法
f z 每齿进给量，铣刀每转 一齿的进给量；
f 进给速度， f fn zf z n
4、 c c dn / 1000
第10章 铣削与铣刀
• 铣刀：多齿多刃的回转刀具，应用广。 • 加工特点：刀具回转为主运动，工件移动为进给运动。 • 种类：图10-1
加工平面：圆柱平面铣刀，端铣刀 按用途分 加工沟槽：立铣刀，锯片铣刀 加工成形面：V槽、凹圆铣刀 粗齿铣刀：齿数少，强度高，容屑大，粗加工 按刀齿数目分
细齿铣刀：齿数多，半、精加工 • 用途：加工平面、沟槽及成形表面
二、寿命与切削速度
磨损标准在后面上测量，详见P166
切削速度按实验公式计算，式（10-9）
10-3 铣削力
一、总铣削力和分力 1、作用在铣刀上的 总铣削力 特点：多齿受力，且 各齿受力的大小和方 向变化。 总铣削力：刀圆周方向的力，切 削 FcN — 铣刀半径方向的力，使 刀杆弯曲 Fp — 铣刀平行于轴线方向的 力，进给，指向应压紧 刀杆 2、作用在工件上的总铣削力 Fe
第15章 铣削与铣刀
4、铣削功率Pc Pc Fc vc 根据铣削功率和铣床传动总效率，可以验证机 床的电机功率是否能满足切削需要。 四、铣削方式 铣削方式—指用铣刀切出切屑的方式。 1、周铣法 用圆周铣刀铣削平面的方法称为周铣法。周铣 法的铣削方式有两种： 1）逆铣与顺铣 周铣法的顺铣与逆铣见下图。
金属切削原理及刀具
山东英才学院
第十五章 铣削与铣刀
第一节 铣刀的种类与用途 铣刀是广泛用于平面及各种成形表面加工的 刀具。例如：铣平面、沟槽、台阶、花键、 齿形、内腔、螺纹和铣成形表面。 铣削是切削加工中典型的多齿（或多刃）切 削加工方法。铣削的效率很高，受力很不平 稳，切削层参数也是变化的很有特点。下面 让我们先来认识一下各种铣刀。见下图。
一、按用途分类 铣刀可分为：端铣刀（面铣刀）、圆周铣刀、也 叫圆柱铣刀、盘铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽 铣刀、球刀、角度铣刀、R铣刀、成形铣刀等。 二、按齿背形式分类 1、尖齿铣刀—齿背是用铣刀铣出来的。齿背就 是后刀面，用钝后重磨后刀面。 2、铲齿铣刀—齿背是用铲刀铲出来的。用钝后 重磨前刀面。 三、按铣削原理分类
第二节 铣刀的几何角度 以下主要通过圆柱铣刀及面铣刀的铣削特点。 介绍铣刀的几何参数、几何角度。 铣刀是多齿刀具，它的每一个齿都可以看作 是一个车刀刀头，因此车刀几何角度的相关 定义完全适用于铣刀。 一、周铣刀的几何角度 周铣刀的几何角度见下图。
1、前角。为了便于制造，规定圆柱铣刀的前角用 法平面前角γn表示。 tg n tg o cos 铣削钢件： γo=10°～ 20° 铣削铸铁件： γo=5°～ 15°
铣削合力使用时也经常分解为两个分力。一个 是水平方向的分力，一个是垂直方向的分力。 1）水平方向的分力称为水平进给力，它作用 在铣床工作台纵向进给方向上。 2）垂直方向的分力称为垂直进给力，它作用 在铣床升降台运动方向上。 2、作用于工件的切削分力 1）纵向进给力。 平行于铣床的纵向进给方 向。其作用方向可能与进给方向一致，也可能 与进给方向相反。
铣削加工与铣刀
端铣时，根据铣 刀与工件相对位置的 不同，可分为对称铣 削、不对称逆铣和不 对称顺铣削三种方式， 如图7-16所示。
（二）铣削螺旋槽
如图7-17所示。如果加工多头螺旋槽，
铣完一条螺旋槽后，进行分度，再铣第 二条螺旋槽。 要求必须保证: 工作台移动一个螺 旋线导程L时工件旋转1转。
在铣削加工中经常会遇 到铣削螺旋槽工件，如麻花 钻的沟槽、螺旋齿轮的沟槽 等。根据螺旋成形原理，在 万能铣床上利用万能分度头 铣螺旋槽时，将工件偏转工 件螺旋角β ，使铣刀旋转平 面与工件螺旋槽方向一致。 在分度头侧轴与工作台纵向 丝杠利用挂轮连接使工作台 带动工件作纵向进给时，将 丝杠运动通过配换挂轮及分 度头主轴带工件作相应回转， 即可加工螺旋槽，如图7-17 所示。如果加工多头螺旋槽， 铣完一条螺旋槽后，进行分 度，再铣第二条螺旋槽。 要 求 必须 保 证 : 工作 台 移动一个螺旋线导程L时工件 旋转1转。
（2）面铣刀如图7-9所示，小直径面铣刀用高速钢做成整体式，大 直径的面铣刀是在刀体上装配焊接式硬质合金刀头，或采用机 械夹固式可转位硬质合金刀片。硬质合金面铣刀适用于高速铣 削平面。
（1）三面刃铣刀 三面刃铣刀除圆周表面具有主切削刃外，两侧面 还具有副切削刃，从而改善了切削条件，提高了切削效率和降 低了表面粗糙度数值。主要用于加工凹槽和阶台面三面刃铣刀 可分为直齿三面刃铣刀、错齿三面刃铣刀和镶齿三面刃铣刀， 如图7-10所示。
（1）圆柱铣刀 圆柱铣刀的形状如图7-8所示，可用于在卧式铣床上加工较窄平面。 圆柱铣刀有高速钢整体制造、镶焊硬质合金等。为提高铣削时的平稳性，以 螺旋形的刀齿居 多。该铣刀有两种类型：粗齿圆柱铣刀具有齿数少、刀齿强度高、容屑空间 大、重磨次数多 等特点，适用于粗加工；细齿圆柱铣刀齿数多、工作平稳，适用于精加工。
第十章铣削与铣刀讲解
三、三面刃铣刀
主要用来加工沟槽或台阶面。它的圆周上是主 切削刃，两侧面是副切削刃。三面刃铣刀按结构可 分为直齿三面刃铣刀、错齿三面刃铣刀和镶齿三面 刃铣刀 。
直齿三面 刃铣刀
错齿三面刃铣刀
镶齿三面刃铣刀
硬质合金可转 位三面刃铣刀
五、角度铣刀
主要用于加工带角度的沟槽和斜面。
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，分对称双角铣 刀和不对称双角铣刀。
刀 分
般做成尖齿成形铣刀。
类 铲齿成形铣刀 ：其刃形与后面在铲齿车床上用铲刀
铲齿获得。刃形复杂的都作成铲
齿成形铣刀。
一、铲齿成形铣刀的铲齿过程
铲齿成形铣刀的刃形与后面是在铲齿车床上用铲刀铲 齿获得的。铲齿成形铣刀的齿背是阿基米德螺旋线，在刃 磨前面后，能保持刃形不变，而且后角变化很小。
二、铲削量及后角分析
单角铣刀
双角铣刀
六、模具铣刀
用于加工模具型腔或凸模成形表面。由立铣刀演变而成。 主要分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立 铣刀。
圆锥形球头立铣刀
可转位球头立铣刀
第七节 可转位面铣刀
硬质合金可转位面铣刀 适用于高速铣削平面，由于它刚 性好、效率高、加工质量好、刀具寿命长，所以得到广泛应 用。
逆铣
顺铣
逆铣特点：
①切削厚度由薄变厚，即从hD=0到hDmax。切入时，由于 刃口钝圆半径太于瞬时切削厚度，刀齿与工件表面进行挤压和 摩擦，刀齿较易磨损。尤其当冷硬现象严重时，更加剧刀齿的 磨损，并影响已加工表面的质量。
②刀齿作用于工件上的垂直进给分力FfN向上，有挑起工件 的趋势，因此要求夹紧可靠。
量 背吃刀量 a p
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
削刃形成的过渡表面间的垂直距离。见下图
由图中可以看出，切削厚度是一个随时变化 的量。每一瞬间的值为： hD f z sin
式中 θ－铣刀刀齿所在位置与切入或切出位置 间的夹角，称为瞬时接触角。
铣刀刀齿由切入工件至离开工件所转过的角 度ψ，称为接触角。
最大切削厚度 hD max fz sin
第三节 铣削参数与铣削基本规律
一、铣削用量要素
铣削的主运动是铣刀的旋转运动，进给运动是工 件的直线运动。见下图。
1度 2、、。铣进见削给公速量式度。。P铣19削6。速度vc是指10铣d0n刀0 外缘处的线速
铣削进给量有每齿、每转和每分钟三种表示法。
（1）每齿进给量
铣刀每转过一个刀齿时，工件与铣刀的相对位移 量（mm/z）。
面铣时，刀齿开始切入时厚度最小，在中心
位置时最大，以后又逐渐减小。任意点的切
削厚度为： hD f z cos sin r
平均切削厚度 hDav
hDav
0 hDd
f sinr
cosd
0
fz
s in r
sin
fzae sin r do
（2）切削宽度 bD
bD
ap
sin r
（3）切削层截面积 ADtot
周铣、端铣的速度及合成
(2)每转进给量f 铣刀每转一转时，工件与铣刀
的相对位移量（mm/r）。
(3)每分钟进给量或进给速度 v f 单位时间工件与
铣刀的相对位移量（mm/min）。
三种进给量之间的关系为 3、背吃刀量
vf
fn
f z zn
在基面上垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸。 铣削时为平行于铣刀轴线所测量的切削层尺寸。 对于周铣刀和端铣刀背吃刀量是不一样的，见下 图。
任何一类铣刀都可以看作是端铣刀和周铣刀 的组合，从原理上看没有什么不一样。
第二节 铣刀的几何角度
以下主要通过圆柱铣刀及面铣刀的铣削特点。 介绍铣刀的几何参数、几何角度。
铣刀是多齿刀具，它的每一个齿都可以看作 是一个车刀刀头，因此车刀几何角度的相关 定义完全适用于铣刀。
一、周铣刀的几何角度
刀的切削宽度等于背吃刀量 a p
螺旋齿的圆柱铣刀的切削宽度是变量由0—变
化到 bD max bD max do / 2(w t ) / sin
(3)切削层截面积 ADtot
ADtot
hDdbD
do fz
2sin
ze 1
[cost cosw]
2、面铣刀（端铣刀）
（1）切削厚度 hD
铣刀几何角度的选择，必须考虑铣削的自身 特点，如铣削过程的断续切削和切削厚度随 时变化等。对于硬质合金面铣刀为避免刀齿 受冲击后而崩刃，一般将前角与刃倾角均选 成负值。
值得注意的是，端铣刀的主前角和主后 角一般是用进给前角和切深前角换算出 来的。
端铣刀的切深剖面即平行铣刀轴线的剖 面；进给剖面即垂直轴线的剖面。
周铣刀的几何角度见下图。
1、前角。为了便于制造，规定圆柱铣刀的前角用
法平面前角γn表示。 铣削钢件： γo=10°～ 20°
tg n tg o cos
铣削铸铁件： γo=5°～ 15°
2、后角。圆柱铣刀的后角是用正交平面后角αo表 示。
粗加工： αo＝ 12°
精加工： αo＝ 16°
通常以θ=ψ/2时的切削厚度作为平均切削厚 度则：
平均切削厚度 hDav
hDav fz sin / 2 cos 1 2ae / do
sin / 2 1 cos ae
2
do
hDav f z
ae do
（2）切削宽度 bD
主切削刃与工件切削层的接触长度(近似值)， 即主切削刃实际参加切削的长度。直齿圆柱铣
一、按用途分类
铣刀可分为：端铣刀（面铣刀）、圆周铣刀、也 叫圆柱铣刀、盘铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽 铣刀、球刀、角度铣刀、R铣刀、成形铣刀等。
二、按齿背形式分类
1、尖齿铣刀—齿背是用铣刀铣出来的。齿背就 是后刀面，用钝后重磨后刀面。
2、铲齿铣刀—齿背是用铲刀铲出来的。用钝后 重磨前刀面。
金属切削原理及刀具
山东英才学院
第十五章 铣削与铣刀
第一节 铣刀的种类与用途
铣刀是广泛用于平面及各种成形表面加工的 刀具。例如：铣平面、沟槽、台阶、花键、 齿形、内腔、螺纹和铣成形表面。
铣削是切削加工中典型的多齿（或多刃）切 削加工方法。铣削的效率很高，受力很不平 稳，切削层参数也是变化的很有特点。下面 让我们先来认识一下各种铣刀。见下图。
3、刃倾角。圆柱铣刀Байду номын сангаас螺旋角β就是其刃倾角λ它 能使切削刃逐渐切入和切离工件，而且同时工作齿 数较多，故能提高铣削过程的平稳性。
粗齿铣刀： β＝ 40°～ 60° 细齿铣刀： β＝ 30°～ 35° 周铣刀通常不用副切削刃切削，故没有副偏角
它的主偏角等于90度。 二、端铣刀的几何角度
Ø端铣刀的每个刀齿类似车刀，有主、副切削
ADtot
Ze 1
hDbD
Ze 1
(
f
z
c
os
sin
r
)
ap
sin r
fzap
Ze 1
cos
平均总切削面积 ADav
刃和过渡刃。在正交平面内端铣刀的标注角度 有：γo、αo、kr、k’r和λs。见下图。
端铣刀的γo、αo、kr、k’r和λs与车刀的概念 完全一样，只不过端铣刀还经常要标注切深 方向的前角-γp、后角-αp和进给方向的前角γ f、后角-α f。铣刀前角的选择见表15.1； 后角的选择见表15.2；螺旋角的选择见表15.3。
周铣端铣的进给量和背吃刀量
4、铣削宽度 ae
铣削时为垂直于铣刀轴线所测量的切削层尺 寸。对于圆柱铣刀和端铣刀也是不一样的。 见上图。
铣削速度、进给量、背吃刀量、铣削宽度。 以上四个铣削用量合称为铣削用量四要素。
二、铣削切削层参数
1.圆柱铣刀
（1）切削厚度 hD 铣刀上相邻两个刀齿主切
三、按铣削原理分类
1、面铣刀或端铣刀
刀齿设计在铣刀的端面上，这种铣刀一般用 来铣削平面、台肩。
2、圆柱铣刀或圆周铣刀
刀齿设计在铣刀的圆柱上，这种铣刀有多种 形式，可以用来铣削平面、阶梯、槽型等。
3、成形铣刀
铣刀的形状按照工件的廓形来设计，这种铣 刀都叫成形铣刀。除去成形铣刀以外，其实
由图中可以看出，切削厚度是一个随时变化 的量。每一瞬间的值为： hD f z sin
式中 θ－铣刀刀齿所在位置与切入或切出位置 间的夹角，称为瞬时接触角。
铣刀刀齿由切入工件至离开工件所转过的角 度ψ，称为接触角。
最大切削厚度 hD max fz sin
第三节 铣削参数与铣削基本规律
一、铣削用量要素
铣削的主运动是铣刀的旋转运动，进给运动是工 件的直线运动。见下图。
1度 2、、。铣进见削给公速量式度。。P铣19削6。速度vc是指10铣d0n刀0 外缘处的线速
铣削进给量有每齿、每转和每分钟三种表示法。
（1）每齿进给量
铣刀每转过一个刀齿时，工件与铣刀的相对位移 量（mm/z）。
面铣时，刀齿开始切入时厚度最小，在中心
位置时最大，以后又逐渐减小。任意点的切
削厚度为： hD f z cos sin r
平均切削厚度 hDav
hDav
0 hDd
f sinr
cosd
0
fz
s in r
sin
fzae sin r do
（2）切削宽度 bD
bD
ap
sin r
（3）切削层截面积 ADtot
周铣、端铣的速度及合成
(2)每转进给量f 铣刀每转一转时，工件与铣刀
的相对位移量（mm/r）。
(3)每分钟进给量或进给速度 v f 单位时间工件与
铣刀的相对位移量（mm/min）。
三种进给量之间的关系为 3、背吃刀量
vf
fn
f z zn
在基面上垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸。 铣削时为平行于铣刀轴线所测量的切削层尺寸。 对于周铣刀和端铣刀背吃刀量是不一样的，见下 图。
任何一类铣刀都可以看作是端铣刀和周铣刀 的组合，从原理上看没有什么不一样。
第二节 铣刀的几何角度
以下主要通过圆柱铣刀及面铣刀的铣削特点。 介绍铣刀的几何参数、几何角度。
铣刀是多齿刀具，它的每一个齿都可以看作 是一个车刀刀头，因此车刀几何角度的相关 定义完全适用于铣刀。
一、周铣刀的几何角度
刀的切削宽度等于背吃刀量 a p
螺旋齿的圆柱铣刀的切削宽度是变量由0—变
化到 bD max bD max do / 2(w t ) / sin
(3)切削层截面积 ADtot
ADtot
hDdbD
do fz
2sin
ze 1
[cost cosw]
2、面铣刀（端铣刀）
（1）切削厚度 hD
铣刀几何角度的选择，必须考虑铣削的自身 特点，如铣削过程的断续切削和切削厚度随 时变化等。对于硬质合金面铣刀为避免刀齿 受冲击后而崩刃，一般将前角与刃倾角均选 成负值。
值得注意的是，端铣刀的主前角和主后 角一般是用进给前角和切深前角换算出 来的。
端铣刀的切深剖面即平行铣刀轴线的剖 面；进给剖面即垂直轴线的剖面。
周铣刀的几何角度见下图。
1、前角。为了便于制造，规定圆柱铣刀的前角用
法平面前角γn表示。 铣削钢件： γo=10°～ 20°
tg n tg o cos
铣削铸铁件： γo=5°～ 15°
2、后角。圆柱铣刀的后角是用正交平面后角αo表 示。
粗加工： αo＝ 12°
精加工： αo＝ 16°
通常以θ=ψ/2时的切削厚度作为平均切削厚 度则：
平均切削厚度 hDav
hDav fz sin / 2 cos 1 2ae / do
sin / 2 1 cos ae
2
do
hDav f z
ae do
（2）切削宽度 bD
主切削刃与工件切削层的接触长度(近似值)， 即主切削刃实际参加切削的长度。直齿圆柱铣
一、按用途分类
铣刀可分为：端铣刀（面铣刀）、圆周铣刀、也 叫圆柱铣刀、盘铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽 铣刀、球刀、角度铣刀、R铣刀、成形铣刀等。
二、按齿背形式分类
1、尖齿铣刀—齿背是用铣刀铣出来的。齿背就 是后刀面，用钝后重磨后刀面。
2、铲齿铣刀—齿背是用铲刀铲出来的。用钝后 重磨前刀面。
金属切削原理及刀具
山东英才学院
第十五章 铣削与铣刀
第一节 铣刀的种类与用途
铣刀是广泛用于平面及各种成形表面加工的 刀具。例如：铣平面、沟槽、台阶、花键、 齿形、内腔、螺纹和铣成形表面。
铣削是切削加工中典型的多齿（或多刃）切 削加工方法。铣削的效率很高，受力很不平 稳，切削层参数也是变化的很有特点。下面 让我们先来认识一下各种铣刀。见下图。
3、刃倾角。圆柱铣刀Байду номын сангаас螺旋角β就是其刃倾角λ它 能使切削刃逐渐切入和切离工件，而且同时工作齿 数较多，故能提高铣削过程的平稳性。
粗齿铣刀： β＝ 40°～ 60° 细齿铣刀： β＝ 30°～ 35° 周铣刀通常不用副切削刃切削，故没有副偏角
它的主偏角等于90度。 二、端铣刀的几何角度
Ø端铣刀的每个刀齿类似车刀，有主、副切削
ADtot
Ze 1
hDbD
Ze 1
(
f
z
c
os
sin
r
)
ap
sin r
fzap
Ze 1
cos
平均总切削面积 ADav
刃和过渡刃。在正交平面内端铣刀的标注角度 有：γo、αo、kr、k’r和λs。见下图。
端铣刀的γo、αo、kr、k’r和λs与车刀的概念 完全一样，只不过端铣刀还经常要标注切深 方向的前角-γp、后角-αp和进给方向的前角γ f、后角-α f。铣刀前角的选择见表15.1； 后角的选择见表15.2；螺旋角的选择见表15.3。
周铣端铣的进给量和背吃刀量
4、铣削宽度 ae
铣削时为垂直于铣刀轴线所测量的切削层尺 寸。对于圆柱铣刀和端铣刀也是不一样的。 见上图。
铣削速度、进给量、背吃刀量、铣削宽度。 以上四个铣削用量合称为铣削用量四要素。
二、铣削切削层参数
1.圆柱铣刀
（1）切削厚度 hD 铣刀上相邻两个刀齿主切
三、按铣削原理分类
1、面铣刀或端铣刀
刀齿设计在铣刀的端面上，这种铣刀一般用 来铣削平面、台肩。
2、圆柱铣刀或圆周铣刀
刀齿设计在铣刀的圆柱上，这种铣刀有多种 形式，可以用来铣削平面、阶梯、槽型等。
3、成形铣刀
铣刀的形状按照工件的廓形来设计，这种铣 刀都叫成形铣刀。除去成形铣刀以外，其实