第10章 铣削与铣刀 10-1 几何参数
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1、铣刀的各部分名称基面:通过切削刀上任意一点并与该点切削速度垂直的平面。
切削平面:通过切削刃并与基面垂直的平面。
前刀面:切屑流出的平面。
后刀面:与加工表面相对的面2、圆柱铣刀的主要几何角度及作用(1)、前角γ0:前刀面与基面之间的夹角。
作用是使刀刃锋利,切削时金属变形减小,切屑容易排出,从而使切削省力。
(2)、后角α0:后刀面与切削平面之间的夹角。
其主要作用是减少后刀面与切削平面之间的磨擦,减小工件的表面粗糙度。
(3)、旋角0:螺旋齿刀刃上的切线与铣刀轴线之间的夹角。
作用是使刀齿逐步地切入和切离工件,提高切削平稳性。
同时,对于圆柱铣刀,还有使切屑从端面顺利流出的作用。
3、端铣刀的主要几何角度及作用端铣刀多一个副切削刃,因此除了前角,后角外还有:(1)、主偏角Kr:主切削刃与已加工表面的夹角。
其变化影响主切削刃参加切削的长度,改变切屑的宽度和厚度。
(2)、副偏角Krˊ:副切削刃与已加工表面的夹角。
作用是减少副切削刃和已加工表面的磨擦,并影响副切削刃对已加工表面的修光作用。
(3)、刃倾角λs:主切削刃与基面之间的夹角。
主要起到斜刃切割的作用。
4、成形铣刀成形铣刀是用于加工成形表面的专用铣刀,它的刀刃廓形需要根据被加工工件廓形进行设计计算,可在通用铣床上加工形状复杂的表面,能保证形状基本一致,且效率高,在成批生产和大量生产中被广泛应用。
(1)、成形铣刀可分为尖齿和铲齿两种尖齿成形铣刀的铣削和重磨需要专用靠模,制造和刃磨都较困难。
铲齿成形铣刀齿背是在铲齿车床上铲削和铲磨而成,重磨时只磨前刀面,因为前刀面是平面,所以刃磨比较方便,目前成形铣刀主要采用铲齿齿背结构。
铲齿齿背应满足两个条件:①重磨后切削刃形状不变;②获得所需后角。
(2)、齿背曲线及方程通过铣刀切削刃上任意点作垂直于铣刀轴线的端剖面,它与齿背表面的交线称为铣刀的齿背曲线。
齿背曲线主要应满足两个条件:一是铣刀每次重磨后的后角基本不变;另一是制造简单。
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。
铣削参数下列参数专用于铣削NC 序列。
设置这些参数时,它们被列在与分支名称相对应的标题下。
关于对所有NC 序列类型都可用的公共制造参数的描述,请参阅主题NC 序列公共参数。
关于粗加工和重新粗加工NC 序列专用参数的说明,请参阅主题粗加工和重新粗加工专用铣削参数。
通过另请参阅下的链接访问这些主题。
注意:o必须为带有缺省值1(这表示NC 制造未对其设置缺省值)的所有参数指定一个值。
o NC 序列参数的长度单位(在适用之处)与工件的单位相同。
切削选项扫描类型适用于“体积块”、“曲面”、“面”、“腔槽”和“切入式”铣削。
关于体积块铣削,请参阅铣削刀具扫描铣削体积块水平剖面并避开岛的方法。
选项如下:∙TYPE_1 - 刀具连续加工体积块,遇到岛时退刀。
∙TYPE_2 - 刀具连续加工体积块而不退刀,遇到岛时绕过它。
∙TYPE_3 - 刀具从岛几何定义的连续区域去除材料,依次加工这些区域并绕岛移动。
完成一个区域后,可退刀,铣削其余区域。
建议将“类型3”的ROUGH_OPTION 设置成“粗糙轮廓”。
∙TYPE_SPIRAL - 生成螺旋形切刀路径。
∙TYPE_ONE_DIR - 刀具只进行单向切削。
在每个切削走刀终止位置退刀并返回到工件的另一侧,以相同方向开始下一切削。
避开岛的方法与“类型1”相同。
∙TYPE_1_CONNECT - 刀具只进行单向切削。
在每个切削走刀终止位置退刀,迅速返回到当前走刀的起始点,切入,然后移动到下一走刀的起始位置。
如果在切削走刀的起始位置存在一相邻壁,连接运动将沿着该壁的轮廓进行以避免切入。
∙CONSTANT_LOAD - 执行高速粗加工(ROUGH_OPTION 设置为ROUGH_ONLY) 或轮廓加工(ROUGH_OPTION 设置为PROF_ONLY)。
∙SPIRAL_MAINTAIN_CUT_TYPE - 生成螺旋切刀路径,两次切削之间用倒圆弧连接。
切削完成后,刀具按圆弧轨迹进入下一切削区域,反转切削方向以维持相对于其余材料的切削类型(顺向切削或逆向切削)。
章金属切削基本知识第一节刀具切削部分几何参数刀具切削部分的构感前刀刀面后刀面副后刀面主切削刃刀刃副切削刃刀尖a) b) c)二.刀具的静态确定刀具角度的坐标参考系:「实际合成切削运动方向工作参考系]进给运动方向I刀具实际安装位置二刀具的静态确定刀具角度的坐标参考系:「主运动方向静止参考系]进给运动方向I刀具安装位置确定刀具角度的坐标参考系:工作参考系—工作角度静止参考系—静态角度刀具静止参考系是在下列假定条件下建立的:1)刀刃上的选定点位于假定工件的轴平面内,是刀具静止参考系的原点;2)过刀具切削刃选定点的假定的进给运动方向位于车刀刀体(轴线)的法平面内并与车刀底面相平行;3)过刀具切削刃选定点的假定的主运动方向垂直于车刀刀体的底面。
Ps Pr构成刀具静止参考系的基准平面有六个: (1)基面丹:通过切削刃选定点,垂直于假定主运动方向的平面。
车刀的基面平行于刀体底面Ps Pr(2)切削平面Ps :通过切削刃选定点尸写切 削刃相切,并垂直于基面的平面。
Vci• • •• •|X^〒.;・•;・.・ ・・;•;;•・•—-■•;•・ I• • • ■ • • • • ■ • • • ■ • • ■ 4 • • • • • • • • ■ •■ I••••••••• •••• af■•••••••• ••■•••• •••••■■ ••••• ••••• •••PrPrPpPr(3)正交平面Po :通过切削刃选定点,1直于基面和切削平面的平面。
=(3)正交平面Po :正交平面为垂直于切削刃在基面上的投影的平面。
由基准平面丹— Ps— Po组成的静止参考系称为刀具的正交平面参考系。
PsPr图3・3车刀的静止参考系(图中"表示假定的主运动方向,”表示假定的进给运动方向)(4)法平面:通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。
(4)法平面:通过切削刃选定点并垂直于切削刃的平面。
由基准平面Pr -Ps — Pii组成的静止参考系称为刀具的法平面参考系。