銑刀的簡介、特徵、類型以及種類

銑刀是指用於銑削加工的、具有一個或多個刀齒的旋轉刀具。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的餘量，它主要用於在銑床上加工平面、台階、溝槽、成形表面和切斷工件等。

 

銑刀的簡介

銑刀為多齒迴轉刀具，其每一個刀齒都相當於一把車刀固定在銑刀的迴轉面上。銑削時同時參加切削的切削刃較長,且無空行程,Vc也較高,所以生產率較高。銑刀種類很多，結構不一，應用範圍很廣，按其用途可分為加工平面用銑刀、加工溝槽用銑刀、加工成形面用銑刀等三大類。

銑刀是指使用旋轉的多刃刀具切削工件，是高效率的加工方法。工作時刀具旋轉（作主運動），工件移動（作進給運動），工件也可以固定，但此時旋轉的刀具還必須移動（同時完成主運動和進給運動）。銑削用的工具機有臥式銑床或立式銑床，也有大型的龍門銑床。這些工具機可以是普通工具機，也可以是數控工具機。用旋轉的銑刀作為刀具的切削加工。銑削一般在銑床或鏜床上進行,適於加工平面、溝槽、各種成形面(如花銑削鍵、齒輪和螺紋)和模具的特殊形面等。

 

銑刀的特徵

1、銑刀各刀齒周期性地參與間斷切削。
2、每個刀齒在切削過程中的切削厚度是變化的。
3、每齒進給量αf（毫米/齒）,表示銑刀每轉過一個刀齒的時間內工件的相對位移量。
 

銑刀的類型

1、圓柱形銑刀

用於臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上，按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數少，刀齒強度高，容屑空間大，適用於粗加工；細齒銑刀適用於精加工。

2、面銑刀

用於立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面，端面和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細齒之分。其結構有整體式、鑲齒式和可轉位式3種。

3、立銑刀

用於加工溝槽和台階面等，刀齒在圓周和端面上，工作時不能沿軸向進給。當立銑刀上有通過中心的端齒時，可軸向進給。

4、三面刃銑刀

用於加工各種溝槽和台階面,其兩側面和圓周上均有刀齒。

5、角度銑刀

用於銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。

6、鋸片銑刀

用於加工深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的摩擦，刀齒兩側有15′~1°的副偏角。此外,還有鍵槽銑刀、燕尾槽銑刀、T形槽銑刀和各種成形銑刀等。

7、T形銑刀

用來銑T形槽。

銑刀切削部分材料的基本要求：

（1）高硬度和耐磨性：

在常溫下，切削部分材料必須具備足夠的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨損，延長使用壽命。

（2）好的耐熱性：

刀具在切削過程中會產生大量的熱量，尤其是在切削速度較高時，溫度會很高，因此，刀具材料應具備好的耐熱性，既在高溫下仍能保持較高的硬度，有能繼續進行切削的性能，這種具有高溫硬度的性質，又稱為熱硬性或紅硬性。

（3）高的強度和好的韌性：

在切削過程中，刀具要承受很大的衝擊力，所以刀具材料要具有較高的強度，否則易斷裂和損壞。由於銑刀會受到衝擊和振動，因此，銑刀材料還應具備好的韌性，才不易崩刃，碎裂。

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銑刀常用材料：

1、高速工具鋼（簡稱高速鋼，鋒鋼等)

分通用和特殊用途高速鋼兩種。其具有以下特點：
（1）合金元素鎢、鉻、鉬、釩的含量較高，淬火硬度可達HRC62—70。在6000C高 溫下， 仍能保持較高的硬度。
（2）刃口強度和韌性好，抗振性強，能用於製造切削速度一般的刀具，對於鋼性較差的工具機，採用高速鋼銑刀，仍能順利切削。
（3）工藝性能好，鍛造、加工和刃磨都比較容易，還可以製造形狀較複雜的刀具。
（4）與硬質合金材料相比，仍有硬度較低，紅硬性和耐磨性較差等缺點。

2、硬質合金：

是金屬碳化物、碳化鎢、碳化鈦和以鈷為主的金屬粘結劑經粉未冶金工藝製造而成的。其主要特點如下：
能耐高溫，在800—10000C左右仍能保持良好的切削性能，切削時可選用比高速鋼高4—8倍的切削速度。 常溫硬度高，耐磨性好。 抗彎強度低，衝擊韌性差，刀刃不易磨的很鋒利。
 

常用的硬質合金分為三大類:

（1）鎢鈷類硬質合金（YG）

常用牌號YG3、YG6、YG8，其中數字表示含鈷量的百分率，含鈷量愈多，韌性愈好，愈耐衝擊和振動，但會降低硬度和耐磨性。因此，該合金適用於切削鑄鐵及有色金屬，還可以用來切削衝擊性大的毛坯和經淬火的鋼件和不鏽鋼件。

（2）鈦鈷類硬質合金(YT)

常用牌號有YT5、YT15、YT30，數字表示碳化鈦的百分率。硬質合金含碳化鈦以後，能提高鋼的粘結溫度，減小磨擦係數，並能使硬度和耐磨性略有提高，但降低了抗彎強度和韌性，使性質變脆，因此，該類合金適應切削鋼類零件。

（3）通用硬質合金

在上述兩種硬質合金中加入適量的稀有金屬碳化物，如碳化鉭和碳化鈮等，使其晶粒細化，提高其常溫硬度和高溫硬度、耐磨性、粘接溫度和抗氧化性，能使合金的韌性有所增加，因此，這類硬質合金刀具有較好的綜合切削性能和通用性，其牌號有：YW1、YW2和YA6等，由於其價格較貴，主要用於難加工材料，如高強度鋼、耐熱鋼、不鏽鋼等。

銑刀的種類

1、按銑刀切削部分的材料分：

（1）高速鋼銑刀：較複雜的刀具用此類。
（2）硬質合金銑刀：大都是用焊接或機械夾固於刀體。
 

2、按銑刀的用途分：

（1）加工平面的銑刀：圓柱銑刀、端銑刀等。
（2）加工溝槽（或階台）的銑刀：立銑刀、盤形銑刀、鋸片銑刀等。
（3）特形面用的銑刀：成形銑刀等。
 

3、按銑刀的構造分

（1）尖齒銑刀：齒背的截形是直線或折線，製造和刃磨容易，刃口較鋒利。
（2）鏟齒銑刀：齒背的截形是一條阿基米德螺旋線，這類銑刀刃磨後，只要前角不變，齒形也不變，適宜成形銑刀。
 

銑刀的主要幾何參數及作用：

1、銑刀的各部分名稱

基面：通過切削刀上任意一點並與該點切削速度垂直的平面。
切削平面：通過切削刃並與基面垂直的平面。
前刀面：切屑流出的平面。
後刀面：與加工表面相對的面

2、圓柱銑刀的主要幾何角度及作用

（1）前角γ0：前刀面與基面之間的夾角。 作用是使刀刃鋒利，切削時金屬變形減小， 切屑容易排出，從而使切削省力。
（2）后角α0：後刀面與切削平面之間的夾角。其主要作用是減少後刀面與切削平面之間的磨擦，減小工件的表面粗糙度。
（3）旋角0：螺旋齒刀刃上的切線與銑刀軸線之間的夾角。作用是使刀齒逐步地切入和切離工件，提高切削平穩性。同時，對於圓柱銑刀，還有使切屑從端面順利流出的作用。

3、端銑刀的主要幾何角度及作用

端銑刀多一個副切削刃，因此除了前角，後角外還有：
（1）主偏角Kr：主切削刃與已加工表面的夾角。其變化影響主切削刃參加切削的長度，改變切屑的寬度和厚度。
（2）副偏角Krˊ：副切削刃與已加工表面的夾角。作用是減少副切削刃和已加工表面的磨擦，並影響副切削刃對已加工表面的修光作用。
（3）刃傾角λs：主切削刃與基面之間的夾角。主要起到斜刃切割的作用。

4、成形銑刀

成形銑刀是用於加工成形表面的專用銑刀，它的刀刃廓形需要根據被加工工件廓形進行設計計算，可在通用銑床上加工形狀複雜的表面，能保證形狀基本一致，且效率高，在成批生產和大量生產中被廣泛應用。

（1）成形銑刀可分為尖齒和鏟齒兩種

尖齒成形銑刀的銑削和重磨需要專用靠模，製造和刃磨都較困難。鏟齒成形銑刀齒背是在鏟齒車床上鏟削和鏟磨而成，重磨時只磨前刀面，因為前刀面是平面，所以刃磨比較方便，目前成形銑刀主要採用鏟齒齒背結構。鏟齒齒背應滿足兩個條件：①重磨後切削刃形狀不變；②獲得所需後角。

（2）齒背曲線及方程

通過銑刀切削刃上任意點作垂直於銑刀軸線的端剖面，它與齒背表面的交線稱為銑刀的齒背曲線。
齒背曲線主要應滿足兩個條件：一是銑刀每次重磨後的后角基本不變；另一是製造簡單。
能滿足后角不變的曲線只有對數螺旋線，但難以製造。阿基米德螺旋線能滿足后角基本不變，製造簡單，容易實現。所以在生產上廣泛採用阿基米德螺旋線作為成形銑刀齒背曲線。

由幾何學知識，阿基米德螺旋線上各點的向量半徑ρ值，隨向量半徑的轉角θ值的增減而等比例地增減。
因此，只要由等速旋轉運動與沿半徑方向的等速直線運動兩者組合，就可獲得阿基米德螺旋線。

用極坐標來表示：當θ=00時，ρ=R，（R為銑刀半徑），當θ>00時,ρ<r,< p=""></r,<>
銑刀齒背的一般方程式為: ρ=R-CQ

假設鏟刀不退回，則銑刀每轉過一個齒間角ε=2π/z ，鏟刀的鏟齒量為K，與此相適應，凸輪的升高量也應為K。為了使鏟刀能等速移動，凸輪上的曲線應為阿基米德螺旋線，故容易製造。此外，凸輪尺寸僅決定於鏟銷量K值，與銑刀直徑齒數及后角無關。只要產銷量相等，凸輪即可通用。這也是目前鏟齒成形銑刀齒背廣泛採用阿基米德螺旋線的原因。

當銑刀半徑R和鏟削量K為已知時，既可求得C：
當θ=2π/z 時 ρ=R-K
則 R-K=R-2πC /z ∴ C= Kz/2π

5、銑刀鈍化之後會出現的現象

（1）從切屑形狀上看，切屑變得粗大，呈片狀，由於切屑溫度升高，切屑顏色發紫冒煙。
（2）工件加工表面的粗糙度很差，工件表面出現亮點有啃刀痕跡或波紋。
（3）銑削過程產生很嚴重的振動，且有不正常噪音。
（4）從刀口形狀看，刀口有發亮的白點。
（5）當採用硬質合金銑刀銑鋼件時，常飛出大量火霧。
（6）用高速鋼銑刀銑鋼件，如用油類潤滑冷卻時，會產生大量煙霧。

以上，就是銑刀的簡介、特徵、類型以及種類。在實際生產運用中，當銑刀鈍化之後，我們應及時停車檢查銑刀磨損情況，如果磨損的較輕微，可用油石修磨切削刃，然後再用；如果磨損得較重，必須進行刃磨，以防止銑刀過度的磨損。