你真的（de）了解銑刀結構嗎

銑削作為一種常見的機加工方法，大家都不（bú）陌生，但你是否真的了解銑刀？今天我們就從銑刀的分類、幾（jǐ）何角度、銑削方式、選用原則以及銑削過程中常見問題的解決方法（fǎ）等方麵了解一下。

銑刀是用於銑削加工、具有（yǒu）一（yī）個或多個刀齒的（de）旋轉刀具。工作時各刀齒依次間歇地（dì）切去工件的餘（yú）量。銑刀（dāo）主要用於銑削上平麵（miàn）、台階（jiē）、溝槽、成形表麵加工和切斷工件（jiàn）等工藝。銑（xǐ）刀產品的幾種常見形式如圖4-1所示。

圖4-1 銑刀類型

a）圓柱平麵銑刀 b）麵銑（xǐ）刀 c）槽銑刀 d）兩（liǎng）麵刃銑刀 e）三麵刃銑刀

f）錯（cuò）齒三麵刃（rèn）銑刀 g）立銑刀h）鍵槽銑刀 i）單角度銑（xǐ）刀 

j）雙角度銑（xǐ）刀 k）成形銑刀

01銑刀的分類

（一）按功能分類

1.圓柱形銑刀 用於臥式銑床上加工平（píng）麵，刀齒分布在（zài）銑刀的圓周（zhōu）上（shàng）。按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數分為（wéi）疏齒和密齒兩種。螺（luó）旋齒與疏齒銑刀的齒數（shù）少，刀齒強度（dù）高，容屑空間大，適用於粗加工；而密齒銑刀適用於精加工。
2.麵銑刀 用於立式銑床、臥式銑（xǐ）床或龍門銑床上加（jiā）工平麵。端麵和圓周上均有刀齒。麵銑刀也有粗齒和細齒之分，其結構有（yǒu）整（zhěng）體式、鑲齒式（shì）和可轉位式三種。
3.立銑刀 用（yòng）於加（jiā）工溝槽（cáo）和台階麵，刀齒在圓周和端麵上，一（yī）般工作時不能沿軸向進給。當立銑刀上有通過中心端齒時，可軸向進給。
4.三麵刃銑刀 用於加工各種溝槽和台階麵，其兩側麵和圓（yuán）周上均有刀齒。
5.角度銑刀 用於銑削成一定角度的溝槽，有單角銑刀和雙角銑刀兩種。
6.鋸片銑刀 用於加（jiā）工（gōng）深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑削時（shí）的摩擦（cā），刀齒兩（liǎng）側有15′~1°的副偏（piān）角（jiǎo）。
7.模具銑刀 模具銑刀用（yòng）於加工模具型（xíng）腔或凸模成形表麵。模具銑刀是由立銑刀演變而成的，按工作（zuò）部分外形（xíng）可分為圓錐形（xíng）平（píng）頭、圓柱形球（qiú）頭、圓錐形球頭三種。硬質合（hé）金模具銑刀用途非常廣泛，除可銑削各種模具型腔外，還可代替（tì）手用（yòng）銼刀（dāo）和砂輪磨頭清理鑄、鍛、焊工件的飛邊，以及（jí）對（duì）某些成形表麵進行光整加工等。該銑刀可裝在風動或電動工具上使用，生產率和壽命比砂輪（lún）和銼刀（dāo）提高數十倍。
8.齒輪銑刀 按仿形法或無瞬心（xīn）包絡法工作的切齒刀具，根據形狀的不同分為（wéi）盤形齒輪銑刀和指形齒輪銑刀兩鍾。
9.螺紋銑（xǐ）刀 通過三軸或（huò）三軸以上聯動加工中心實（shí）現銑削螺紋的刀具（jù）。此外，還有鍵槽銑刀、燕尾（wěi）槽銑刀、T形槽（cáo）銑刀和各種成形銑刀（dāo）等。
（二）按產品結構分類
1.整體式 刀體和刀齒製成一體。
2.整體焊（hàn）齒式 刀齒用硬（yìng）質合金或其他（tā）耐磨刀具材料製成（chéng），並釺焊在刀體上。
3.鑲齒式 刀（dāo）齒用機械夾固的方（fāng）法緊固在刀體上。這種可換的刀齒可（kě）以是整體刀具材料的刀頭，也可（kě）以是（shì）焊接刀具材料的刀頭。刀頭裝在刀體上刃磨的銑刀稱（chēng）為體內刃磨式銑刀；刀頭在夾具（jù）上（shàng）單（dān）獨刃磨的稱為體外刃磨式銑刀。
02銑刀的（de）幾何角度

銑刀的種類、形（xíng）狀雖多，但都可以（yǐ）歸（guī）納為圓柱銑刀和麵銑刀兩（liǎng）種基本（běn）形式，每個刀齒可以看作是一把簡單的車刀，所不（bú）同的是（shì）銑刀回轉、刀齒（chǐ）較多。因此隻通過對（duì）一個刀齒的分析，就可以了解整（zhěng）個銑刀的（de）幾何角度。以麵銑刀為例來分析銑刀的幾何角度。麵銑刀的標注角度（dù）如（rú）圖4-2所示。麵（miàn）銑刀的一個刀齒，相當於一把小車刀，其幾何角度基本與外圓車刀相（xiàng）類似，所不同的是銑刀每齒基麵隻有（yǒu）一個，即以刀尖和銑刀軸線共同確定的平麵為基麵。因此（cǐ）麵銑刀每個刀齒都（dōu）有前角（jiǎo）、後角、主偏角和刃傾角（jiǎo）四個基本角度。

（1）前角γο：前麵與基麵之間的夾角，在正交平麵中測量。（2）後角αo：後麵與切削平麵之間的夾角，在正交平麵中測量。（3）主偏角κr：主切削平麵與假定工作平麵間的夾角，在基麵中測量。（4）刃傾角λs：主切削刃與基麵之間的夾角（jiǎo）。
麵銑刀在主（zhǔ）剖（pōu）麵係中的有關角度如見（jiàn）圖4-2所示，在（zài）設計、製（zhì）造（zào）、刃磨時，還（hái）需要進給、背吃刀量剖麵（miàn）係中的有關角度，還有徑向前角γf和軸向前角γp。
圖4-2 麵銑刀的幾何角度
03銑削方式（一）端銑的銑削方式
用麵銑刀加工平麵時，依據銑刀與工件加工（gōng）麵相對位置（或稱吃刀關係（xì））的不同可分為三種銑削（xuē）方式：對稱銑、不對稱逆銑和不對稱順銑，如圖（tú）4-3所示。
圖4-3 端銑的三種銑削方式a）對稱銑 b）不對稱逆銑 c）不對稱順銑
1.對稱銑 銑刀軸線位於銑（xǐ）削弧長的對稱中心位置，即切（qiē）入、切出時切削厚度（dù）相（xiàng）同時（shí）為對稱銑。這種銑削方式具有較大的（de）平均（jun1）切削厚度，在用較小的（de）每（měi）齒進給量銑削淬硬鋼時，為使刀（dāo）齒超越（yuè）冷硬層（céng）切入工件，應采用對稱（chēng）銑削。
2.不對（duì）稱逆銑（xǐ） 切入時切削厚度小於切出時切削厚度為不對稱逆銑。銑削碳鋼（gāng）和一般合金鋼時，采用這種（zhǒng）銑削方式（shì），可減小切入時的衝擊，使硬質合金麵（miàn）銑刀的使用壽命提（tí）高一倍以（yǐ）上。
3.不對稱順銑 切入時（shí）切削厚（hòu）度大於切出時切削厚度為不對稱順銑。實踐證明，不對稱順（shùn）銑用於加（jiā）工不（bú）鏽鋼和耐熱合（hé）金時，可減少硬質合金的剝落磨損，可提高切削速度40%～60%。
（二）圓周銑的銑削方式
根據銑削時切削層參數變化規律的不同，圓周銑削（xuē）有（yǒu）逆銑和順銑兩種形式。逆銑銑削時（見圖4-4），銑（xǐ）刀切入工件時的切削速度方向與工件的進給方向相反，這種銑削方式稱為逆（nì）銑。逆銑（xǐ）時，刀齒的切削厚度從零（líng）逐漸（jiàn）增大。刀齒在開始切入（rù）時，由於切削刃鈍圓半徑的影響，刀齒在工作表麵上打滑、產生擠壓和摩（mó）擦，使這段表麵產生嚴重（chóng）的（de）冷（lěng）硬層。至滑行（háng）到一定程度時（即切削厚度≥切削刃鈍圓半徑（jìng）），刀齒才能切入工件。下一個刀齒切入時，又在冷硬層上擠壓、滑行，使刀齒容易磨損，同時使工件表麵粗糙度值增大。此外，逆銑加（jiā）工時，當接觸角大於一定數值時，垂直銑削分力向上（shàng），容易使工件的裝夾鬆動而引起振動。
圖4-4 圓周銑的逆銑
順銑（xǐ）銑（xǐ）削時如圖4-5所示（shì），銑刀切入工件時的切削速度方向與工件的進（jìn）給方（fāng）向相同，這種銑削方式稱為順銑。順銑時，刀齒的切削厚度切（qiē）入時最大，而後逐漸減小，避免了逆銑切入時的擠壓、滑擦和（hé）啃刮現象，而且刀齒的切削距離較短。銑刀磨（mó）損較小，壽命可比逆銑時高2～3倍，已加工表麵質量也較好。特別是銑（xǐ）削（xuē）硬（yìng）化趨勢強的難加工材料（liào）效果更明顯。前麵作用於切削層的垂直分力始終向下，因而整個銑（xǐ）刀作用於工件的垂直分力較（jiào）大，將（jiāng）工（gōng）件（jiàn）始終壓緊在夾具上，避免了（le）工件的振（zhèn）動，安全可靠。
圖4-5 圓周銑削的順銑
04銑刀（dāo）選擇的通用原則

1.銑刀的選擇流程 

一般考慮以下幾個方麵進行選擇（見圖4-6）：

（1）零件形狀（zhuàng）（考慮加工型麵）：加工型麵（miàn）一般可為平麵、深型、腔槽和螺紋等，不同加工型麵使用的刀具（jù）不同，例如圓角銑刀可銑削凸曲麵，但不能銑削凹（āo）曲麵
（2）材料：考慮其切削加工性（xìng）、切屑成形、硬度和含有的合金元素等方麵。刀具生產廠（chǎng）家一般將材料（liào）分為鋼、不鏽鋼、鑄鐵、有色金屬、高溫合金、鈦合金和硬質材料。
（3）加工條件：加工條件包括機床夾具工件係統穩定（dìng）性刀柄裝（zhuāng）夾情況等。
圖4-6 刀具選擇流程圖
（4）機床-夾具-工（gōng）件係統穩定性：這（zhè）需要了解機床的可用功率、主軸類型和規格、機床已使用的年限等（děng），並（bìng）且要結合刀柄長懸伸量及其軸向（xiàng）/徑向圓跳動情況。
（5）加工類別及子類別：這包含方肩銑削、平麵銑削、仿形銑削等需要結（jié）合刀（dāo）具的特點應用進行選刀。
2. 銑刀幾何角度（dù）的選擇
（1）前角的選擇。銑刀的前角應根據刀具和工件的（de）材料確定。銑削時常有衝擊，故應保證切削刃有較高的強度。一般情況下銑刀前角小於車刀切削前角；高速鋼比硬質合金（jīn）刀具（jù）要（yào）大；另外，在銑削塑性材料時，由於（yú）切削（xuē）變（biàn）形較大，應（yīng）取較（jiào）大的前角（jiǎo）；銑削脆性（xìng）材料時，前角應小些；在加工強度大、硬度高的材料時（shí），還可采用負前角（jiǎo）。前角的（de）具體數值如表4-1所示。
表4-1 銑刀前角的參考值                          ［ 單位：（°）］
（2）刃傾角（jiǎo）的選擇。立（lì）銑刀和圓柱銑刀（dāo）的外圓螺旋角β就是刃傾角λ s。這使刀齒可以逐漸的切入和切出（chū）工件，提高銑削的平穩性。增大β，可以使實際（jì）前角增大，切削刃鋒利，同時也使（shǐ）切屑易於（yú）排出。對於銑削寬度較（jiào）窄的銑刀，增大螺旋（xuán）角β的意義（yì）不大，故一般取β=0或較小的值。螺旋（xuán）角β的具體數（shù）值如表4-2所（suǒ）示。
表4-2 銑刀外圓螺旋角參考值（zhí）　　　　　　　　［單（dān）位：（°）］（3）主偏角與副偏角的選擇。麵銑刀主偏角的作用及其對銑削過程的影響，與車刀主偏角在車削中的作用和影響相同。常用的主偏角有45°、60°、75°、90°，工藝係統的剛（gāng）性好，取小值；反之，取大（dà）值，主（zhǔ）偏角選擇如表（biǎo）4-3所（suǒ）示。副（fù）偏角一般（bān）為5°～10°。圓柱銑（xǐ）刀隻有主切削刃，沒有副切削刃，因此沒有（yǒu）副偏（piān）角，主偏角為90°。
表4-3 主偏角的選擇
3.刀片槽（cáo）形的選擇 銑刀刀片槽形的選擇（見表4-4）對於斷屑、已加（jiā）工表麵的表麵（miàn）性能、表麵質量等有重要意義。
表（biǎo）4-4 刀片槽形的選（xuǎn）擇
4.齒數的選擇 銑刀齒數（shù）的選擇（見表4-5）主要考慮的是齒距的疏密程度，齒距（jù）的疏密對加工表麵質（zhì）量、排屑和刀齒耐（nài）衝擊程度等有重要影響。
表4-5 齒數的選擇
05銑削過程中常（cháng）見（jiàn）問題的解決方法在銑削加（jiā）工（gōng）過程（chéng）中，由於工（gōng）件材料（liào）、切削參數和刀具幾何參數等（děng）因素的影響，常出現刀具磨損、崩刃和積屑瘤等現象。如表4-6所示為幾種常見（jiàn）問題（tí）的解決方法。
表4-6 銑削過程中常見問題的解決方法