面銑刀受力分析及應用選型原則

1、面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則冷工藝研究部冷工藝研究部2015.052015.05目錄：目錄：1.常用各類面銑刀的特點；常用各類面銑刀的特點；2.工藝參數(shù)對切削力的影響；工藝參數(shù)對切削力的影響；3. 階梯面銑刀工作原理介紹；階梯面銑刀工作原理介紹；4.粗加工階梯面銑刀的結(jié)構(gòu)特點介紹；粗加工階梯面銑刀的結(jié)構(gòu)特點介紹；5.粗加工階梯面銑刀的進一步優(yōu)化設想；粗加工階梯面銑刀的進一步優(yōu)化設想；6.刀具設計思路總結(jié)；刀具設計思路總結(jié)；7.實際切削情況介紹實際切削情況介紹 面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型

2、原則1.常用各類面銑刀的特點：常用各類面銑刀的特點：面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則1.1 90度主偏角面銑刀度主偏角面銑刀Kr=90銑刀只用于銑削淺的凸和槽，一般不用作面加工，因為此時基面內(nèi)的切削合力理論上等于銑刀徑向力，振動大。1.2 75度主偏角面銑刀度主偏角面銑刀Kr=75銑刀，銑刀徑向分力比90銑刀減少4%，工作刀刃長度與切削深度比合適 ，主要用于粗加工和半精加工。1.3 60度主偏角面銑刀度主偏角面銑刀Kr=60銑刀，銑刀徑向分力比90銑刀減少14%，另一方面，同樣直徑的銑刀主偏角越小，刀體重量越大，轉(zhuǎn)動慣量大，因此抗振性有較大的改善，打刀頻率比75銑刀低，

3、在切深不變時，主偏角小的銑刀工作主切削刃長，負載較為分散，刀具壽命提高（與75銑刀相比），主要用于粗加工。1.4 45度主偏角面銑刀度主偏角面銑刀Kr=45銑刀，銑刀徑向分力比90銑刀減少30%，因此抗振性是前三種刀具都無法比的，刀具壽命也高，這種銑刀比較適合工藝系統(tǒng)剛性差的情況。但45度刀盤切深受影響，不適用于大余量零件的切削加工。（國外面銑刀大多為45度主偏角刀盤） 主偏角在30-60度內(nèi)增大，主切削力Fc減小，實驗表明主偏角在60-70度間，主切削力Fc最小，之后隨著角度的增大，主切削力Fc也隨之增大。面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則2.工藝參數(shù)對切削力的影響：工

4、藝參數(shù)對切削力的影響：fZPfzPhDKrbDe 影響切削過程變形和摩擦的因素都影響切削力，其中主要包括：背吃刀量ap與進給量f、切削速度Vc。2.1.背吃刀量背吃刀量ap與進給量與進給量f ap和f增大，使切削力Fc增大，但兩者影響程度是不同的，若f不變，由于ap增加一倍，使切削寬度bD和切削層橫截面積也隨之增大一倍，則由于切削變形和摩擦的影響，使切削力增加一倍；若進給量增大一倍，由于摩擦和變形并不成倍增加，因此，切削力增加較少，實驗表明約增加70%80%。面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則 ap和f對切削力Fc的影響規(guī)律用于指導生產(chǎn)實踐具有重要作用，如果相同的切削層面

5、積，切削效率相同，增大進給量與增大背吃刀量相比，前者既減小了切削力又節(jié)省了功率的消耗；如果消耗相等的機床功率，則在表面粗糙度允許的情況下選用更大的進給量切削，可切除更多的金屬層，獲得更高的生產(chǎn)效率。2.2切削速度切削速度Vc 切削速度Vc與主切削力Fc的對應關系曲線如下圖示： 加工塑性金屬時，在中速和高速下，切削力一般隨著切削速度的增大而減小（低速19時的現(xiàn)象是由于積屑瘤導致刀具前角增大而造成的）。 加工脆性金屬時（如鑄鐵、鑄銅），因其塑性變形很小，切削速度Vc對切削力沒有顯著影響。面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則3.階梯面銑刀工作原理介紹階梯面銑刀工作原理介紹:3.1

6、分段切削原理分段切削原理 階梯式面銑刀是基于分段切削原理，將銑刀齒分成幾組，每組齒在端面上伸出長度遞減，而在徑向上遞增。如下圖：注：圖中兩刀片階梯銑削與用一刀片銑削比較，在相同切削深度下，階梯銑削所需切削功率較小。 面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則 在相同的金屬切除率情況下，階梯面銑刀比普通的面銑刀切削功率要小，因為切削層的深度減少，厚度增加，單位切削力減少，在切削面積不變的情況下，總切削力大大減小。故適合余量大而機床功率又不足的平面銑削。同時階梯面銑刀抗振性也好，也適合工藝系統(tǒng)剛性較差的加工環(huán)境。 面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則4.粗加工階梯

7、面銑刀的結(jié)構(gòu)特點介紹粗加工階梯面銑刀的結(jié)構(gòu)特點介紹: 重切削的特點：切削余量大，毛坯狀況惡劣、易硼刃。刀具的設計要點：減少銑削力，增加切削平穩(wěn)性，刀片的強抗沖擊性4.1刀具幾何參數(shù)的選?。旱毒邘缀螀?shù)的選取：4.1.1正的軸向前角正的軸向前角（軸向8度、正常0度），使卷屑好，排屑順暢，被加工表面質(zhì)量得到改善，同時抗振性能好；4.1.2負的徑向前角負的徑向前角（-12度），減少功率、保護刀尖（刀尖不直接切入），使刀齒切入時，首先與工件接觸的點遠離刀尖，因而刃口強度得到增強，這種前角的組合，適宜加工中等強度鋼和鑄鐵，在大余量切削時，更可顯其優(yōu)越性。 面銑刀切入工件時，前面與工件的接觸點可能是S、U

8、區(qū)域范圍內(nèi)的某一點，為了增強刀齒的抗沖擊能力，減少刀齒破損現(xiàn)象，希望開始接觸點在U點而不在S點。fSU面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則pf 機夾面銑刀每個刀齒安裝在刀體上之前，相當于一把車刀。為了獲得所需的切削角度，使刀齒在刀體中徑向傾斜f角、軸向傾斜p角。若已確定刀片的前角、刃傾角和主扁角則可換算出f 和p。 面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則 機夾面銑刀的前角f 和p有三種組合：正前角型、負前角型和正負前角型。1）.正前角型f 和p均為正值，其特點是切削輕快、排屑容易，但切削刃強度差。適合輕加工。（國外刀具大多是這種形式）2）.負前角型f 和p

9、均為負值，適用于粗銑鑄鋼和高強度鋼，但銑削時切削力大，功率消耗多，機床的動力和剛性要足夠。3）.正負前角型正負前角型綜合了上述兩類銑刀的優(yōu)點，既保證刀刃具有足夠的耐沖擊性能，又不致使切削力過大4.2刀片采取分組階梯結(jié)構(gòu)排列形式刀片采取分組階梯結(jié)構(gòu)排列形式，主要是為了降低切削功率，滿足在較大切深情況下的快速進給，減少走刀次數(shù)。4.3刀具結(jié)構(gòu)刀具結(jié)構(gòu)：采用刀座，定位塊、契壓式，具有結(jié)構(gòu)可靠，保護刀體，增大容屑空間的作用。4.4刀片無主后角刀片無主后角（切削后角在刀體上形成），目的是保證刃口強度，增加所用刃數(shù)。面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則5.粗加工階梯面銑刀的進一步優(yōu)化設想粗加工階梯面銑刀的進一步優(yōu)化設想:5.1減少軸向錯齒量。減少軸向錯齒量。5.2增大徑向錯齒量。增大徑向錯齒量。5.3改進定位塊的弧度尺寸、提高耐磨度、減少摩擦力。改進定位塊的弧度尺寸、提高耐磨度、減少摩擦力。5.4進一步優(yōu)化刀片材質(zhì)，提高抗沖擊性和耐用度。進一步優(yōu)化刀片材質(zhì)，提高抗沖擊性和耐用度。面銑刀受力分析及應用選型原則面銑刀受力分析及應用選型原則6.刀具設計思路總結(jié)刀具設計思路總結(jié):6.1加大進給量加大進給量而不是單純地加大切削深度來獲取最大的金屬去除率。6.2利用分段切削原理利用分段切削原理，降低切