銑刀的角度及選擇原則
銑刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角等。為滿足不同的加工需要,有多種角度組合型式。各種角度中最主要的是主偏角和前角(制造廠的產品樣本中對刀具的主偏角和前角一般都有明確說明)。
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主偏角為切削刃與切削平面的夾角,如圖9所示。銑刀的主偏角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等幾種。
主偏角對徑向切削力和切削深度影響很大。徑向切削力的大小直接影響切削功率和刀具的抗振性能。銑刀的主偏角越小,其徑向切削力越小,抗振性也越好,但切削深度也隨之減小。
90°主偏角,在銑削帶凸肩的平面時選用,一般不用于單純的平面加工。該類刀具通用性好(即可加工臺階面,又可加工平面),在單件、小批量加工中選用。由于該類刀具的徑向切削力等于切削力,進給抗力大,易振動,因而要求機床具有較大功率和足夠的剛性。在加工帶凸肩的平面時,也可選用88°主偏角的銑刀,較之90°主偏角銑刀,其切削性能有一定改善。
60°~75°主偏角,適用于平面銑削的粗加工。由于徑向切削力明顯減?。ㄌ貏e是60°時),其抗振性有較大改善,切削平穩、輕快,在平面加工中應優先選用。75°主偏角銑刀為通用型刀具,適用范圍較廣;60°主偏角銑刀主要用于鏜銑床、加工中心上的粗銑和半精銑加工。
45°主偏角,此類銑刀的徑向切削力大幅度減小,約等于軸向切削力,切削載荷分布在較長的切削刃上,具有很好的抗振性,適用于鏜銑床主軸懸伸較長的加工場合。用該類刀具加工平面時,刀片破損率低,耐用度高;在加工鑄鐵件時,工件邊緣不易產生崩刃。
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銑刀的前角可分解為徑向前角γf [圖10(a)]和軸向前角γp[圖10(b)],徑向前角γf主要影響切削功率;軸向前角γp則影響切屑的形成和軸向力的方向,當γp為正值時切屑即飛離加工面。
(a)徑向前角γf (b)軸向前角γp
徑向前角γf和軸向前角γp正負的判別見圖10。 常用的前角組合形式如下:
雙負前角 雙負前角的銑刀通常均采用方形(或長方形)無后角的刀片,刀具切削刃多(一般為8個),且強度高、抗沖擊性好,適用于鑄鋼、鑄鐵的粗加工。由于切屑收縮比大,需要較大的切削力,因此要求機床具有較大功率和較高剛性。由于軸向前角為負值,切屑不能自動流出,當切削韌性材料時易出現積屑瘤和刀具振動。
凡能采用雙負前角刀具加工時建議優先選用雙負前角銑刀,以便充分利用和節省刀片。當采用雙正前角銑刀產生崩刃(即沖擊載荷大)時,在機床允許的條件下亦應優先選用雙負前角銑刀。
雙正前角 雙正前角銑刀采用帶有后角的刀片,這種銑刀楔角小,具有鋒利的切削刃。由于切屑收縮比小,所耗切削功率較小,切屑成螺旋狀排出,不易形成積屑瘤。這種銑刀最宜用于軟材料和不銹鋼、耐熱鋼等材料的切削加工。對于剛性差(如主軸懸伸較長的鏜銑床)、功率小的機床和加工焊接結構件時,也應優先選用雙正前角銑刀。
正負前角(軸向正前角、徑向負前角) 這種銑刀綜合了雙正前角和雙負前角銑刀的優點,軸向正前角有利于切屑的形成和排出;徑向負前角可提高刀刃強度,改善抗沖擊性能。此種銑刀切削平穩,排屑順利,金屬切除率高,適用于大余量銑削加工。WALTER公司的切向布齒重切削銑刀F2265就是采用軸向正前角、徑向負前角結構的銑刀。