4.2 銑削參數(shù)的選擇及計算

4.2.1 銑刀主要幾何參數(shù)

硬質(zhì)合金面銑刀幾何參數(shù)參考值見表4-2。

表4-2 硬質(zhì)合金面銑刀幾何參數(shù)參考值

注：1.銑刀刃口采用負倒棱時，前角數(shù)值可大于表中所列數(shù)值。

2.加工不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼等特殊鋼材時，前角為10°～15°，刃傾角為0°～5°。

3.a為銑刀棱邊寬度。

4.2.2 銑刀主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇

1.銑刀直徑的選擇

銑削時，一般盡可能選用小直徑規(guī)格的銑刀，因為銑刀直徑大會使切削力矩增大，易造成切削振動，而且銑刀的切入長度增加會使銑削效率下降。一般可按銑削深度a_p或銑削寬度a_c來決定銑刀的直徑。各種常用銑刀的直徑可按下列公式計算∶

面銑刀

d₀=（1.4～1.6）a_c

盤形槽銑刀及鋸片銑刀

d₀＞2（a_p+h）+d

式中 d——刀桿墊圈的外徑（mm）；

h——工件或夾具上凸出工件待加工表面部分的高度（mm）。

銑刀直徑的選擇也可參閱表4-3和表4-4。

表4-3 面銑刀的直徑 （單位：mm）

表4-4 盤形槽銑刀及鋸片銑刀的直徑 （單位：mm）

對于剛性較差的小直徑立銑刀，則應根據(jù)加工情況盡可能選用較大的直徑，以增加銑刀的剛性。

2.銑刀齒數(shù)的選擇

高速鋼圓柱形銑刀、鋸片銑刀和立銑刀按齒數(shù)的多少可分為粗齒和細齒兩種。粗齒銑刀同時工作的齒數(shù)少，工作平穩(wěn)性差，但刀齒強度高，刀齒的容屑槽大，切削深度和進給量可以大一些，故適用于粗加工。加工塑性材料時，切屑呈帶狀，需要較大的容屑空間，也可采用粗齒銑刀。細齒銑刀的特點則與粗齒相反，僅適用于半精加工或精加工。

硬質(zhì)合金面銑刀的齒數(shù)因粗齒、中齒及細齒而異，見表4-5。粗齒面銑刀適于鋼件的粗銑；中齒面銑刀適于銑削帶有斷續(xù)表面的鑄鐵件或?qū)︿摷倪B續(xù)表面進行粗銑及精銑；細齒面銑刀則適用于在機床功率足夠的情況下對鑄鐵件進行粗銑或精銑。

表4-5 硬質(zhì)合金面銑刀的齒數(shù)

3.銑削用量的選擇

銑削用量選擇得合理與否，直接關(guān)系到能否實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的銑削效果。

鑒于銑削的加工原理和銑刀的磨損規(guī)律，銑削用量的選擇原則應是∶面銑刀銑削時首先應盡可能取較大的a_p及a_c，然后盡可能取較大的f_z，最后才考慮盡可能取較大的v_c。在具體選擇銑削用量時，涉及的因素很多，但總體來說，粗銑時工件余量大，加工要求低，主要考慮銑刀的壽命及銑削力的影響；而精銑時余量小，加工要求精度高，表面粗糙度值小，主要考慮提高加工質(zhì)量。一般銑削寬度a_c都取決于工件被銑削層的寬度。下面主要討論a_p、f_z以及v_c三個要素的選擇。

（1）銑削深度a_p的選擇 根據(jù)不同的加工要求，a_p的選擇有三種情形。

1）當工件表面粗糙度值Ra=12.5μm時，一般一次粗銑就可達到要求。但是，當工藝系統(tǒng)剛性很差，機床動力不足，或者余量很大時，可考慮分兩次銑削。此時第一刀的銑削深度應盡可能大些，以使刀尖避開工件表面的鍛造、鑄造硬皮。通常銑削無硬皮的鋼料時，a_p=3～5mm；銑削鑄鋼或鑄鐵時，a_p=5～7mm。

2）當工件表面粗糙度值Ra=6.3～3.2μm時，可分為粗銑和精銑兩步銑削。粗銑后留0.5～1.0mm余量，由精銑切除。

3）當工件表面粗糙度值Ra=1.6～0.8μm時，可分為粗銑、半精銑及精銑三步銑削。半精銑a_p=1.5～2.0mm，精銑a_p=0.5mm。

（2）每齒進給量f_z的選擇 當a_p選定后，應盡可能選取較大的f_z。粗銑時，限制f_z的是銑削力及銑刀容屑空間，當工藝系統(tǒng)的剛性好、銑刀齒數(shù)少時，f_z可取大值；半精銑及精銑時，限制f_z的是工件表面粗糙度，表面粗糙度值要求越小，選取f_z應越小。有關(guān)各種常用銑刀的每齒進給量，可分別參照表4-6～表4-8的推薦值。

表4-6 硬質(zhì)合金面銑刀、盤銑刀加工平面和臺階時的進給量

注：1.用盤銑刀銑溝槽時，表中所列進給量應減小50%。

2.用面銑刀銑平面時，采用對稱銑削時取小值；采用不對稱銑削時取大值。主偏角κ_r≥75°時取小值，κ_r＜75°時取大值。

3.加工材料的強度或硬度大時，進給量取小值，反之取大值。

表4-7 硬質(zhì)合金立銑刀加工平面和臺階時的進給量

注：1.機床功率較大、裝夾系統(tǒng)剛性較好時，進給量取大值；機床功率中等時進給量取小值。

2.用立銑刀銑溝槽時，表中所列進給量應適當減小。

表4-8 高速鋼面銑刀、圓柱銑刀和盤銑刀的進給量

注：1.銑削深度和銑削寬度較小時，進給量取大值，反之取小值。

2.銑削耐熱鋼時，進給量與銑普通鋼材時的相同，但不應大于0.3mm/齒。

3.表中所列進給量適用于粗銑。

（3）銑削速度v_c的選擇 當銑削深度a_p及每齒進給f_z選定后，應在保證銑刀的正常壽命及在機床動力和剛性允許的條件下，盡可能選取較大的銑削速度v_c。選擇v_c時，首先應考慮的因素是刀具材料及工件材料的性質(zhì)，刀具材料的耐熱性好，v_c可適當取得高些；而工件材料的強度、硬度越高，則v_c應適當減小。在加工不銹鋼之類的難加工材料時，其強度及硬度雖然可能比一般鋼材還要低，但是它們的冷硬度、粘刀傾向大，導熱性差，銑刀磨損嚴重，因此v_c值應比銑一般鋼材時低些。有關(guān)各種常用材料銑削速度范圍，可參照表4-9。

表4-9 各種常用材料銑削速度推薦范圍

（續(xù)）

注：1.粗銑時，若切削負荷大，v_c應取小值；精銑時，為了減小表面粗糙度值，v_c應取大值。

2.若采用機夾式或可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金銑刀，v_c可取較大值。

3.經(jīng)實際銑削后，如發(fā)現(xiàn)銑刀壽命太低，則應適當減小v_c。

4.銑刀結(jié)構(gòu)及幾何角度改進后，v_c可以超過表中所列數(shù)值。