理论教育 分析数控铣床常用刀具工作部分

分析数控铣床常用刀具工作部分

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:圆柱立铣刀由于制造等原因,端面切削刃没有延伸至中部,因此其不能轴向进给加工。其一般为两刃结构,端面切削刃一直延伸至中心,可进行轴向进给加工,且容屑槽较大,故在数控铣削加工中常用于粗铣加工。铰刀 铰刀是孔精加工刀具之一,图1-21所示为铰刀结构组成,包括工作部分、颈部和刀柄三部分。

分析数控铣床常用刀具工作部分

1.圆柱立铣刀

圆柱立铣刀是数控铣削加工中应用广泛的刀具之一,其工作部分几何角度如图1-15所示。圆柱面和端面均有切削刃,圆柱部分的切削刃是主切削刃,其几何角度参数与图1-13的圆柱铣刀相同;端面切削刃为副切削刃,几何角度主要有前角γ0、后角α0和前刀面宽度br等。圆柱立铣刀由于制造等原因,端面切削刃没有延伸至中部,因此其不能轴向进给加工。根据加工容屑槽的需要,其齿数有所不同,粗齿z=3~6,中齿z=4~8,细齿z=5~10。螺旋角β一般为30°~50°,甚至更大。

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图1-14 面铣刀几何角度

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图1-15 圆柱立铣刀几何参数

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图1-16 键槽铣刀几何参数

2.键槽铣刀

键槽铣刀顾名思义是专门用于加工键槽的刀具,如图1-16所示。其一般为两刃结构,端面切削刃一直延伸至中心,可进行轴向进给加工,且容屑槽较大,故在数控铣削加工中常用于粗铣加工。键槽铣刀加工端面和圆柱面的切削刃中端面的切削刃切削比例稍大,故可认为端面切削刃为主切削刃。键槽铣刀的螺旋角约为20°。

3.曲面铣削刀具

曲面铣削刀具包括圆柱球头立铣刀、圆锥立铣刀、圆锥球头立铣刀等,这些刀具又称模具铣刀。此外,还有一种介于圆柱与球头立铣刀之间的圆角立铣刀(又称圆鼻立铣刀)。曲面类铣刀是在圆柱立铣刀的基础上发展出来的刀具,图1-17所示为曲面铣刀几何参数,供选择时参考。

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图1-17 曲面铣刀几何参数

a)圆柱球头立铣刀 b)圆锥立铣刀 c)圆锥球头立铣刀 d)圆角立铣刀

4.焊接与机夹刀具

硬质合金刀具不具有可锻性,且成本较高,但其硬度高、耐磨性好、寿命高的特点又使其在数控加工中被广泛采用。硬质合金刀具常常采用“好钢用在刀刃上”的指导思想来进行设计与使用,仅在小型钻头或立铣刀等刀具中会采用整体硬质合金刀具,一般采用机夹式刀具,如图1-18所示。其中图1-18a为焊接式,分别为直刃与斜刃,前者制造方便,后者切削性能较好;图1-18b是一主偏角为45°的机夹可转位面铣刀,刀片采用螺钉夹紧,左图为参数描述,右图为刀片夹紧原理与方法。(www.daowen.com)

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图1-18 焊接与机夹刀具

a)焊接式立铣刀 b)机夹式面铣刀 1—扳手 2—刀片螺钉 3—刀垫扳手 4—刀垫螺钉 5—刀垫

5.孔加工类刀具

(1)麻花钻及其改进 麻花钻是应用广泛的孔加工刀具,可用于钻孔与扩孔等加工。图1-19所示为麻花钻切削部分示意图,麻花钻的几何参数包括:螺旋角β、顶角2φ等。麻花钻的端面有两条主切削刃和一条横刃,圆柱部分有两条副切削刃,两条主切削刃在其平行平面上的投影夹角——顶角2φ约为118°;主切削刃上不同点的前角和后角不等,从外侧的正前角(A点)逐渐变化到负前角(B点);副切削刃主要起着导向的作用,不具有切削效果;麻花钻外径向柄部方向有少量的倒锥量(每100mm长度上减小0.03~0.12mm);横刃是麻花钻的致命弱点之一,其有极大的负前角(-60°~-54°),说明横刃处的切削效果特别差,几乎是挤压出切屑的,并产生很大的轴向阻力;麻花钻的钻芯向柄部方向成正锥度而逐渐增大(每100mm长度上增加1.4~2.0mm),因此,钻头多次刃磨减短后,加工时的轴向阻力会增加。

针对麻花钻的不足,人们尝试了多种麻花钻的改进结构,取得了较好的效果,图1-20为部分麻花钻改进结构。关于麻花钻的改进技术,可参阅参考文献[7]。

(2)铰刀 铰刀是孔精加工刀具之一,图1-21所示为铰刀结构组成,包括工作部分、颈部和刀柄三部分。

铰刀分手用与机用两类,机用铰刀的工作部分相对较短,但颈部较长,主偏角较大(12°~15°),尾柄有直柄与带扁方的莫氏锥柄两种。铰刀齿数一般为偶数,便于测量,齿距有等距与不等距设计,不等距设计加工表面质量较好。切削部分刀齿上有一段后角为零的刃带ba1,可较好地保证孔的加工精度。

(3)镗刀 镗刀可对预制孔加工至预定的尺寸,可粗、精加工。应用广泛的是单刃镗刀,其刀头几何参数类似于内孔车刀,具体可参见参考文献[10]。

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图1-19 麻花钻

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图1-20 麻花钻的改进

a)开分屑槽 b)多顶角 c)无横刃 d)十字形刃磨 e)标准群钻

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图1-21 铰刀几何参数

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