1.面铣刀
面铣刀主要用于面积较大的平面铣削和较平坦的立体轮廓的多坐标加工。如图1-14所示,面铣刀圆周方向的切削刃为主切削刃,端部的切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构,刀齿为高速钢或硬质合金,刀体为40Cr。高速钢面铣刀按国家标准规定,直径d=80~250mm,螺旋角β=10°,面铣刀齿数Z=10~26。
硬质合金面铣刀与高速钢面铣刀相比,铣削速度较高,加工效率高,加工表面质量也较好,并可加工带有硬皮层和淬硬层的工件,因而在数控铣削加工中得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿安装方式的不同,可分为整体焊接式、机夹焊接式和可转位式三种,如图1-15所示。由于整体焊接式和机夹焊接式面铣刀难于保证焊接质量,且刀具寿命低,重磨较费时,目前已被可转位式面铣刀所取代。
目前先进的可转位式数控面铣刀的刀体趋向于用轻质高强度铝、镁合金制造,切削刃采用大前角、负刃倾角,可转位刀片(多种几何形状)带有三维断屑槽形,便于排屑。可转位式面铣刀的直径已经标准化,采用公称比1.25的标准直径(mm)系列:16、20、25、32、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630参见GB/T5342.1—2006。
图1-14 面铣刀
图1-15 硬质合金面铣刀
a)整体焊接式 b)机夹焊接式 c)可转位式
2.立铣刀
立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀,其结构如图1-16所示。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃,它们可同时进行切削,也可单独进行切削。
立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃,端面上的切削刃为副切削刃。主切削刃一般为螺旋齿,这样可以增加切削平稳性,提高加工精度。由于普通立铣刀端面中心处无切削刃,所以立铣刀不能作轴向进给,其副切削刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。
为了能加工较深的沟槽,并保证有足够的被磨量,立铣刀的轴向长度一般较长。为改善切屑卷曲情况,增大容屑空间,防止切屑堵塞,立铣刀齿数比较少,容屑槽圆弧半径则较大。一般粗齿立铣刀齿数为Z=3~4,细齿立铣刀齿数为Z=5~8,套式结构的为Z=10~20。容屑槽圆弧半径r=5~8mm。当立铣刀直径较大时,可制成不等齿距结构,以增强抗振作用,使切削过程平稳。
图1-16 立铣刀
a)硬质合金立铣刀 b)高速钢立铣刀
在数控加工中,除了用普通的高速钢立铣刀以外,还广泛使用以下几种先进的结构类型:
(1)整体式立铣刀
硬质合金立铣刀侧刃采用大螺旋升角(≤62°)结构,立铣刀头部的过中心端刃往往呈弧线(或螺旋中心刃、负刃倾角),增加了切削刃长度,提高了切削平稳性、工件表面精度及刀具寿命,满足了数控高速、平稳三维空间铣削加工技术的要求。
(2)可转位立铣刀
各类可转位立铣刀由可转位刀片(一般设有三维断屑槽形)组合而成侧齿、端齿与过中心刃端齿(均为短切削刃),以便满足数控高速、平稳三维空间铣削加工技术的要求。
(3)波形立铣刀(www.xing528.com)
波形立铣刀的结构如图1-17所示,其特点是:
1)能将狭长的薄切屑变成厚而短的碎切屑,使排屑变得流畅。
2)波形立铣刀比普通立铣刀更容易切进工件,在相同进给量的条件下,它的切削厚度比普通立铣刀的要大些,并且可减小切削刃在工作表面上的滑动现象,从而提高了刀具的寿命。
3)与工件接触的切削刃较短,刀具不易产生振动;由于切削刃是波形的,因而使切削刃的长度增大,更有利于散热。
图1-17 波形立铣刀
3.模具铣刀
模具铣刀由立铣刀发展而成,它是加工金属模具型面铣刀的通称,可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种,其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄三种。它的特点是球头或端面上布满切削刃,圆周刃与球头刃圆弧连接,可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造,国家标准规定直径d=4~63mm。图1-18所示为高速钢制造的模具铣刀,图1-19所示为用硬质合金制造的模具铣刀。小规格的硬质合金模具铣刀多制成整体结构,φ16mm以上直径的硬质合金模具铣刀制成焊接或机夹可转位刀片结构。
图1-18 高速钢模具铣刀
a)圆锥形立铣刀 b)圆柱形球头立铣刀 c)圆锥形球头立铣刀
图1-19 硬质合金模具铣刀
图1-20 鼓形铣刀
4.鼓形铣刀
图1-20所示是一种典型的鼓形铣刀,它的切削刃分布在半径为R的圆弧面上,端面无切削刃。鼓形铣刀多用来对飞机结构件等零件中与安装面倾斜的表面进行三坐标加工。这种表面最理想的加工方案是多坐标侧铣,在单件或小批量生产中可用鼓形铣刀加工来取代多坐标加工,加工时控制刀具上下位置,相应改变切削刃的切削部位,可以在工件上切出从负到正的不同斜角。R越小,鼓形铣刀所能加工的斜角范围越大,但所获得的表面质量也越差。这种刀具的缺点是刃磨困难,切削条件差,而且不适合加工有底的轮廓表面。鼓形铣刀切削时,由于参加切削的切削刃长,切削条件差,因此应充分冷却。
5.成形铣刀
图1-21所示是常见的几种成形铣刀,一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的,如角度面、凹槽、特形孔或台等。
图1-21 成形铣刀
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