第1章《銑工技術(shù)》銑削原理

銑工技術(shù)第一章銑削原理2/2/2023目錄1.1銑刀簡(jiǎn)介1.2銑削過程的基礎(chǔ)知識(shí)1.3銑刀幾何參數(shù)的合理選擇1.4銑削用量的選擇1.5難銑削材料的銑削2/2/2023銑工技術(shù)教學(xué)目的和要求掌握銑刀的種類和參數(shù)理解銑削過程的基本知識(shí)掌握銑刀幾何參數(shù)的合理選擇理解銑削用量的選擇理解難銑削材料的銑削2/2/2023銑工技術(shù)銑刀簡(jiǎn)介銑刀幾何參數(shù)的合理選擇難銑削材料的銑削銑削用量的選擇教學(xué)內(nèi)容摘要2/2/2023銑工技術(shù)銑刀的種類、銑刀幾何參數(shù)的合理選擇、銑削用量的選擇、難銑削材料的選擇教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)講授、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、課件教學(xué)方法和教具10學(xué)時(shí)教學(xué)時(shí)數(shù)2/2/2023銑工技術(shù)在銑削加工中，應(yīng)根據(jù)銑床的情況和加工需要合理地選擇和使用銑刀。1.1.1銑刀的種類

1.按用途分類按照用途的不同，可將銑刀分為銑削平面用銑刀、銑削直角溝槽用銑刀、銑削特種溝槽用銑刀和銑削特形面用銑刀等，具體見表1-1。1.1銑刀簡(jiǎn)介

銑削，就是在銑床上以銑刀旋轉(zhuǎn)做主運(yùn)動(dòng)，工件做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法。刀具材料銑削性能的優(yōu)劣和銑刀角度的合理選擇將直接影響切削加工的生產(chǎn)率和加工表面的質(zhì)量。2/2/2023銑工技術(shù)表1-1按用途分類的銑刀2/2/2023銑工技術(shù)2/2/2023銑工技術(shù)2/2/2023銑工技術(shù)

2.按刀齒構(gòu)造分類按刀齒構(gòu)造的不同，可將銑刀分為尖齒銑刀和鏟齒銑刀，具體見表1-2。表1-2按刀齒構(gòu)造分類的銑刀2/2/2023銑工技術(shù)

為了便于識(shí)別銑刀的材料、尺寸規(guī)格和制造廠家等，銑刀上都刻有標(biāo)記，標(biāo)記的內(nèi)容主要有以下幾種。

1.制造廠家商標(biāo)我國(guó)制造銑刀的廠家很多，如哈爾濱量具刃具廠、上海工具廠和成都量具刃具廠等，各制造廠都將自己的注冊(cè)商標(biāo)標(biāo)注在其產(chǎn)品上。

2.銑刀材料銑刀的材料一般用材料的牌號(hào)表示。如HSS表示銑刀的材料為高速鋼。1.1.2銑刀的標(biāo)記2/2/2023銑工技術(shù)

3.銑刀尺寸規(guī)格

銑刀的尺寸規(guī)格標(biāo)注因銑刀形狀的不同而略有不同。因銑刀上的標(biāo)注尺寸均為基本尺寸，在使用和刃磨后會(huì)產(chǎn)生變化，所以在使用時(shí)應(yīng)加以注意。1）帶孔銑刀帶孔銑刀包括圓柱銑刀，三面刃銑刀和鋸片銑刀等，一般以外圓直徑×寬度×內(nèi)孔直徑來表示尺寸規(guī)格。例如，三面刃銑刀上標(biāo)有80×12×27，表示該銑刀的外圓直徑為80mm，寬度為12mm，內(nèi)孔直徑為27mm。2/2/2023銑工技術(shù)2）指狀銑刀指狀銑刀包括立銑刀和鍵槽銑刀等，尺寸規(guī)格一般只標(biāo)注外圓直徑。如錐柄立銑刀上標(biāo)有Ф18，則表示該立銑刀的外圓直徑是18mm。3）盤形銑刀角度銑刀和半圓銑刀等盤形銑刀，一般以外圓直徑×寬度×內(nèi)孔直徑×角度（或圓弧半徑）表示。例如，角度銑刀的外圓直徑為80mm，寬度為22mm，內(nèi)孔直徑為27mm，角度為60°，則標(biāo)記為80×22×27×60°。同樣道理，在半圓銑刀的末尾標(biāo)有8R，則表示銑刀圓弧半徑為8mm。2/2/2023銑工技術(shù)1.1.3銑刀的主要參數(shù)銑刀是一種多切削刃的刀具，在了解銑刀的組成和幾何角度時(shí)，可把銑刀看做是由多把簡(jiǎn)單的切刀組合而成的，如圖1-1（a）所示。如圖1-1（b）所示為銑刀各部分名稱及相關(guān)的輔助平面。2/2/2023銑工技術(shù)1.待加工表面待加工表面是工件上有待切除的表面。2.已加工表面已加工表面是工件上經(jīng)刀具切削后產(chǎn)生的表面。3.過渡表面工件上由當(dāng)前切削刃形成或者由下一切削刃切除的表面，它在刀具或工件的下一轉(zhuǎn)里被切除，又稱為切削表面。4.前面前面是指刀具切屑流過的表面，又稱前刀面。5.后面后面是指與已加工表面

相對(duì)的表面，又稱后刀面。6.前角γ0前面與基面間的夾角。7.后角α0后面與切削平面間的夾角。2/2/2023銑工技術(shù)1.1.4銑刀的材料及選用1.高速鋼高速鋼是一種含鎢（W）、鉬（Mo）、鉻（Cr）、釩（V）等合金元素較多的高合金工具鋼，通常其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1%左右，W的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%～20%，Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～5%。高速鋼抗彎強(qiáng)度σb≈3500MPa,沖擊韌度аK≈0.30MJ/㎡。高速鋼的強(qiáng)度與韌性好，能承受沖擊，又易于刃磨，加工性好，價(jià)格便宜；但其耐熱性、硬度較低，熱處理后硬度為62～65HRC，耐熱溫度為550～600℃，耐磨性也較低。由于受耐熱溫度的限制，高速鋼刀具不能用于高速銑削。高速鋼是國(guó)內(nèi)最常用的機(jī)械銑削加工刀具材料。我國(guó)常用的高速鋼牌號(hào)有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2和W9Mo3Cr4V等。由于W18Cr4V等含W量較多的高速鋼價(jià)格較貴，其生產(chǎn)和使用已經(jīng)減少。W2Mo9Cr4V2Co8是引進(jìn)的超硬高速鋼，它的高溫硬度和抗氧化能力比上述高速鋼好，可銑削難加工材料，適用于較高的銑削速度。我國(guó)生產(chǎn)的超硬高速鋼牌號(hào)是W6Mo5Cr4V2Al，它的價(jià)格比W2Mo9Cr4V2Co8便宜得多，只是熱處理工藝性要求較高。2/2/2023銑工技術(shù)現(xiàn)在常用物理氣相沉積法在高速鋼刀具的切削表面上沉積2～5μm的TiN薄膜（也稱涂層，呈金黃色），可提高刀具壽命2～5倍。

2.硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是利用粉末冶金的方法將高硬度、高熔點(diǎn)的碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）、碳化鉭（TaC）、碳化鈮（NbC）和鈷（Co）黏結(jié)、壓制、燒結(jié)而成。它的常溫硬度為88～93HRA，耐熱溫度為800～1000℃。與高速鋼相比，其硬度、耐磨性、耐熱性要好得多。因此，硬質(zhì)合金刀具允許的銑削速度比高速鋼刀具大5～10倍。但它的抗彎強(qiáng)度只有高速鋼的1/4～1/2，沖擊韌度僅為高速鋼的幾十分之一，故硬質(zhì)合金塑性和韌性差，怕沖擊和振動(dòng)。另外，它的工藝性比高速鋼差，刃磨時(shí)比高速鋼難磨削得多，而且不易制成整體刀具和成形刀具，一般是制成刀片焊接在刀體上使用，或用機(jī)械方法裝夾、固定在刀體上使用。2/2/2023銑工技術(shù)

我國(guó)目前常用的硬質(zhì)合金有以下三類1）鎢鈷類硬質(zhì)合金鎢鈷類硬質(zhì)合金（代號(hào)YG）由WC和Co組成，主要用于加工鑄鐵、有色金屬等脆性材料和非金屬材料。常用牌號(hào)有YG3、YG6和YG8。牌號(hào)中的數(shù)字表示含Co的百分比，其余為含WC的百分比。硬質(zhì)合金中Co起黏結(jié)作用，含Co量越多的硬質(zhì)合金韌性越好，硬度和耐磨性越差，所以YG8適于粗加工和斷續(xù)銑削，YG6適于半精加工，YG3適于精加工和連續(xù)銑削。2/2/2023銑工技術(shù)2）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金（代號(hào)YT）由WC、TiC和Co組成，由于TiC比WC還要硬、脆、耐磨、耐熱，所以YT類合金比YG類合金硬度和耐熱溫度更高，耐沖擊和振動(dòng)性差。加工鋼材時(shí)，被加工材料塑性變形很大，切屑與刀具摩擦很劇烈，銑削溫度很高，但由于其切屑呈帶狀，銑削過程較平穩(wěn)，所以YT類硬質(zhì)合金適于加工鋼材等塑性材料。鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金常用牌號(hào)有YT30、YT15和YT5。牌號(hào)中的數(shù)字表示含TiC的百分比。TiC含量越多的硬質(zhì)合金韌性越差，硬度和耐磨性越高，所以YT30適于對(duì)鋼材的精加工和連續(xù)銑削，YT15適于半精加工，YT5適于粗加工和斷續(xù)銑削。2/2/2023銑工技術(shù)3)鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金鎢鈦鉭（鈮）類硬質(zhì)合金（代號(hào)YW）是在YT類硬質(zhì)合金中加入少量的TaC或NbC。YW類硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、耐熱溫度、抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性均比YT類高一些，其后兩項(xiàng)指標(biāo)與YG類相仿。因此，YW類硬質(zhì)合金既可以加工鋼，又可以加工鑄鐵和有色金屬，所以又稱為通用硬質(zhì)合金。常用牌號(hào)有YW1和YW2，前者用于半精加工和精加工，后者用于粗加工和半精加工?，F(xiàn)在常用化學(xué)氣相沉積法在硬質(zhì)合金刀具表面上沉積5～10μm的TiC薄膜（呈銀灰色），也有沉積TiC、TiN雙層薄膜或沉積TiC、Al2O3和TiN三層薄膜的，復(fù)合涂層用得更多。硬質(zhì)合金刀具經(jīng)過氣相沉積后，壽命可提高2～10倍。2/2/2023銑工技術(shù)

1.2.1銑削過程中的變形

刀具在金屬切削過程的實(shí)質(zhì)是被切削金屬在刀具切削刃和前刀面的擠壓作用下，產(chǎn)生剪切滑移的變形過程，如圖1-2所示。在刀具切削力的作用下，被切割的金屬層首先產(chǎn)生壓縮彈性變形，當(dāng)剪應(yīng)力超過材料屈服極限后，在與受力方向成45°方向上產(chǎn)生最大剪應(yīng)力，金屬內(nèi)部晶格發(fā)生滑移，即在剪切面上產(chǎn)生塑性變形。刀具繼續(xù)前進(jìn)，切削力增大，由于切削刃的刀楔作用，產(chǎn)生應(yīng)力集中，使切削刃附近金屬剪應(yīng)力超過強(qiáng)度極限而被剝離。切削層產(chǎn)生塑性變形的同時(shí)，在切削刃附近剝離，形成切割作用。變形后剝離的金屬層在刀具前刀面的擠推作用下，沿前刀面流出，即產(chǎn)生切屑。1.2銑削過程的基礎(chǔ)知識(shí)2/2/2023銑工技術(shù)2/2/2023銑工技術(shù)從圖1-2中可以看出，由于刀具和工件的相互作用，切削層及其附近金屬產(chǎn)生Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ這三個(gè)變形區(qū)。1第Ⅰ變形區(qū)是切削刃前方工件上的切削層產(chǎn)生塑性變形的滑移變形區(qū)。它是切屑形成過程中的主要變形區(qū)域，也是三個(gè)變形區(qū)中變形量最大的區(qū)域。2第Ⅱ變形區(qū)是切屑底層與刀具前刀面接觸的區(qū)域。切削層金屬經(jīng)過剪切滑移后，切屑流經(jīng)前刀面時(shí)受前刀面擠壓和摩擦的作用，底層金屬流動(dòng)小于切屑上層金屬流動(dòng)，形成滯留層。3第Ⅲ變形區(qū)是刀具后刀面與工件已加工表面的接觸區(qū)。由于刀具切削刃和刀具后刀面對(duì)加工表面的擠壓和摩擦，使工件已加工表面產(chǎn)生晶粒纖維化和加工硬化，并伴有一定的殘余應(yīng)力。2/2/2023銑工技術(shù)1.2.2積屑瘤當(dāng)?shù)毒邔?duì)某些塑性金屬進(jìn)行切削加工時(shí)，在某一段切削速度范圍內(nèi)，切屑底層中的一部分金屬容易被黏結(jié)或冷焊在前刀面，形成硬度很高的楔塊，從而代替刀面和切削刃進(jìn)行切削，這一個(gè)小楔塊稱為積屑瘤，如圖1-3所示。一般情況下，積屑瘤的硬度可達(dá)工件材料硬度的2～3.5倍。2/2/2023銑工技術(shù)1.積屑瘤的形成在一定的切削速度范圍內(nèi)，切屑底層金屬與前刀面發(fā)生強(qiáng)烈的擠壓和摩擦，破壞了前刀面上的氧化膜和吸附膜，使其與前刀面的接觸面積逐漸增大。同時(shí)，在巨大的壓力和摩擦力作用下，切屑底層出現(xiàn)滯留現(xiàn)象，切削底層金屬的流動(dòng)速度較切屑的上層金屬緩慢得多，并沿前刀面產(chǎn)生較大的變形。在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟茸饔孟?，切屑底層金屬填滿前刀面的微觀凹谷，發(fā)生冷焊現(xiàn)象而形成冷焊層。冷焊層具有較大的強(qiáng)度和硬度，能抵御切削力的作用，形成第一層積屑瘤Q1。由于切屑還在繼續(xù)流動(dòng)，與第一層積屑瘤接觸的切屑底層金屬又重復(fù)上述的變形和冷焊過程，堆積在第一層積屑瘤上面，形成第二層積屑瘤Q2。如此不斷堆積，致使積屑瘤不斷長(zhǎng)大。由于積屑瘤改變了前刀面和切削刃的實(shí)際形狀，使切屑與前刀面的接觸條件和受力情況發(fā)生變化，當(dāng)積屑瘤長(zhǎng)到一定高度時(shí)便不再繼續(xù)增大，從而形成一個(gè)完整的積屑流。2/2/2023銑工技術(shù)2.積屑瘤對(duì)切削加工影響積屑瘤冷焊在刀具切削刃和前刀面的前端，其形成后便可代替切削刃和前刀面進(jìn)行切削，從而保護(hù)了切削刃和前刀面。但是積屑瘤的穩(wěn)定性較差，當(dāng)積屑瘤達(dá)到一定高度時(shí)，常因冷焊接的破裂而脫落（部分或全部），有可能把刀具前刀面靠近刀尖的表面金屬帶走一部分，反而容易加劇刀具的磨損。積屑瘤在切削過程中的產(chǎn)生和脫落，還常常將積屑瘤碎片黏結(jié)在已加工表面上，增大了已加工表面的粗糙度。積屑瘤表面粗糙會(huì)使已加工表面產(chǎn)生誤差復(fù)映隨著積屑瘤的增大，實(shí)際工作前角γoe有所增大，導(dǎo)致切削變形減小，切削力降低。當(dāng)積屑瘤最高時(shí)，實(shí)際工作前角γoe可達(dá)30°左右。2/2/2023銑工技術(shù)

如圖1-4所示，積屑瘤前端伸出切削刃之外，伸長(zhǎng)量為△ac，這種過切厚度改變了加工尺寸。同時(shí)，由于積屑瘤的不斷產(chǎn)生和脫落，導(dǎo)致加工尺寸不穩(wěn)定，影響了加工零件的尺寸精度。存在有利于粗加工而不利于精加工。2/2/2023銑工技術(shù)硬度和塑性當(dāng)工件材料硬度低、塑性大時(shí)，切削過程中金屬變形大，切屑與前刀面間的摩擦系數(shù)和接觸長(zhǎng)度都較大，故容易產(chǎn)生積屑瘤。切削速度切削速度主要是通過切削溫度和摩擦系數(shù)來影響積屑瘤的。進(jìn)給量進(jìn)給量增加時(shí)，切削厚度增大，切削溫度上升。切削厚度越大，刀具與切屑的接觸長(zhǎng)度越長(zhǎng)，積屑瘤的高度越大。前角刀具前角增大時(shí)，切削力減小，切削溫度降低，切削變形減小，刀具與切屑的接觸長(zhǎng)度變短，從而減小積屑瘤的形成基礎(chǔ)。影響積屑瘤形成的主要因素2/2/2023銑工技術(shù)2)防止積屑瘤形成的措施12354適當(dāng)提高工件材料的硬度。降低前刀面的表面粗糙度。降低或提高切削速度。采用潤(rùn)滑性能好的切削液。增大刀具前角。2/2/2023銑工技術(shù)

1.2.3切削熱與切削溫度1.切削熱的來源

在刀具的作用下，被切削的金屬發(fā)生彈、塑性變形和金屬切削層發(fā)生錯(cuò)移和分離，形成切屑而消耗功，產(chǎn)生熱量。此外，切屑與前刀面、工件與后刀面之間的摩擦也要消耗功，從而產(chǎn)生大量的熱量。因此，切削時(shí)共有切削層剪切面、切屑與刀具前刀面的接觸區(qū)、后刀面與工件加工表面的接觸區(qū)三個(gè)發(fā)熱區(qū)域（即三個(gè)變形區(qū)）。其中，切削變形是切削熱的主要來源。2/2/2023銑工技術(shù)2.切削熱的傳出

切削熱傳給工件，將會(huì)造成工件的溫度升高。銑削熱可使切削區(qū)的溫度達(dá)700～800℃,甚至高達(dá)1000℃。一方面，由于熱脹冷縮，會(huì)使工件產(chǎn)生變形，影響工件的尺寸與形狀精度。粗加工時(shí)一般影響不大，但精加工時(shí)卻會(huì)有較大的影響，特別是銑削細(xì)長(zhǎng)件或薄壁件時(shí)影響更為嚴(yán)重。另一方面，銑削熱傳給工件，在較高的溫度下，工件材料的金相組織一定會(huì)發(fā)生變化，使加工表面產(chǎn)生殘余應(yīng)力，燒傷、退火，影響其使用性能。切削熱傳給銑刀，使銑刀溫度升高，產(chǎn)生熱變形，影響加工精度，特別是精密復(fù)雜的銑刀更應(yīng)該控制溫度；另一方面，刀具溫度的升高會(huì)引起銑刀的熱磨損或刀具材料的力學(xué)性能變化。所以，使用高速鋼銑刀，切削溫度應(yīng)控制在500℃以下；使用硬質(zhì)合金刀具，切削溫度應(yīng)控制在800℃左右。2/2/2023銑工技術(shù)3.減少銑削熱的措施當(dāng)工件余量較大，機(jī)床剛度較好時(shí)，可降低切削速度，增大進(jìn)給量和背吃刀量或側(cè)吃刀量。在保證切削刃強(qiáng)度的條件下，適當(dāng)增大前角，減小切削層金屬的塑性變形，以減少切削熱的產(chǎn)生。當(dāng)采用端面銑削，工藝系統(tǒng)剛度較好時(shí)，可適當(dāng)減小主偏角，改善刀具的散熱條件，使切削區(qū)平均溫度下降。采用大流量的切削液沖洗，將切削熱帶走。同時(shí)也減少了刀具和切屑及工件的摩擦，減少了切削熱的產(chǎn)生。提高銑刀的刃磨質(zhì)量，減小前刀面與后刀面的粗糙度值，減小切屑與前刀面及工件與后刀面的摩擦，從而使切削溫度下降。123452/2/2023銑工技術(shù)4.影響切削溫度的因素1)切削用量的影響切削速度越高，單位時(shí)間切除金屬的量越多，消耗于金屬變形與摩擦的功越多，產(chǎn)生的切削熱越多，故切削溫度上升。同時(shí)，切削速度提高，使切屑流動(dòng)速度加快，切削層變形產(chǎn)生的熱來不及傳給工件與刀具，從而使大量的切削熱被切屑帶走，切削溫度降低。進(jìn)給量增加，單位時(shí)間內(nèi)金屬切除量增加，切削熱增加，切削溫度升高。但同時(shí)，變形系數(shù)減小，單位體積切削量的切削功降低；隨著進(jìn)給量增加，切屑所帶走的切削熱也增多；此外，進(jìn)給量增加，刀具與切屑接觸長(zhǎng)度增大，增大了熱量的傳出面積，從而使切削溫度降低。背吃刀量增加，切削變形和摩擦消耗功也增加，切削熱增加。但由于切削刃工作長(zhǎng)度也增加，改善了散熱條件，故背吃刀量對(duì)切削溫度的影響較小。當(dāng)背吃刀量提高一倍時(shí)，切削溫度只升高3%左右。2/2/2023銑工技術(shù)第一章銑削原理2）刀具幾何參數(shù)的影響切削溫度隨前角的增大而降低，這是因?yàn)榍敖窃龃髸r(shí)，切削變形、切屑與前刀面的摩擦都減小，單位切削力下降，產(chǎn)生的切削熱減少。前角的變化對(duì)切削溫度影響較大，一般地，當(dāng)切削強(qiáng)度、硬度較低的塑性材料或?qū)ぜ庸r(shí)，應(yīng)選用較大前角，以減少切削熱的產(chǎn)生；當(dāng)切削強(qiáng)度、硬度較高的材料或?qū)ぜ旨庸r(shí)，應(yīng)選用較小的前角，以保證切削刃強(qiáng)度和較好的散熱條件。主偏角減小時(shí)，使切削寬度增大，切削厚度減小，切削變形減??；同時(shí)，主偏角減小使切削刃工作長(zhǎng)度增加，散熱條件改善，故切削溫度下降。2/2/2023銑工技術(shù)3)工件材料的影響工件材料的強(qiáng)度、硬度和熱導(dǎo)率對(duì)切削溫度的影響很大。工件材料的強(qiáng)度、硬度直接決定了單位切削力，而單位切削力是影響切削溫度的重要因素，所以，工件材料的強(qiáng)度、硬度高時(shí)，產(chǎn)生的切削熱多，切削溫度升高。工件的熱導(dǎo)率則直接影響切削熱的導(dǎo)出，工件材料的熱導(dǎo)率越低，通過工件和切屑傳出的熱量越少，而通過刀具傳出的熱量越多，這樣切削產(chǎn)生的熱量不易傳出，使切削溫度升高，刀具容易產(chǎn)生磨損。故工件材料熱導(dǎo)率越高，切削溫度越低。因?yàn)橛猩饘俚臒釋?dǎo)率高，所以一般可以采用高速鋼刀具切削。2/2/2023銑工技術(shù)4）刀具磨損的影響刀具磨損使切削刃變鈍，切削過程中的推擠力增大，導(dǎo)致切削變形增大，切削熱增加；同時(shí)，后刀面磨損增大，刀具后刀面與工件的摩擦越大，產(chǎn)生的切削熱越多，故切削溫度越高。這時(shí)，如果提高切削速度，刀具磨損對(duì)切削溫度的影響越嚴(yán)重，極易造成刀具損壞。2/2/2023銑工技術(shù)1.2.4刀具磨損

銑刀過快磨損，必然會(huì)影響加工質(zhì)量，增加刀具消耗，使生產(chǎn)率降低，增加加工成本。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，保證加工質(zhì)量，應(yīng)該合理使用刀具，為此就應(yīng)了解刀具磨損的原因，掌握合理使用刀具的方法。1.銑刀磨損的原因

銑刀磨損的原因主要有機(jī)械磨損和熱磨損兩類。1）機(jī)械磨損機(jī)械磨損即機(jī)械摩擦造成的磨損。銑削時(shí)工件材料的硬質(zhì)點(diǎn)在銑刀表面上刻劃出溝紋而造成的磨損稱為機(jī)械磨損，又稱為磨料磨損。工件材料的硬質(zhì)點(diǎn)的硬度越高，硬質(zhì)點(diǎn)的數(shù)量越多，銑刀越容易磨損。高速鋼銑刀容易產(chǎn)生機(jī)械磨損，而硬質(zhì)合金銑刀一般不容易產(chǎn)生機(jī)械磨損，只有在銑削冷硬鑄鐵、夾砂鑄鐵時(shí)才容易發(fā)生機(jī)械磨損。2/2/2023銑工技術(shù)2）熱磨損熱磨損包括以下幾種情況：（1）在銑削溫度很高的狀況下由于高速鋼銑刀硬度下降而造成的磨損。（2）在高溫狀態(tài)下硬質(zhì)合金中的一些元素會(huì)擴(kuò)散到工件材料與切屑中去，使硬質(zhì)合金硬度下降而產(chǎn)生的磨損，稱為擴(kuò)散磨損。（3）在高溫與足夠大的切削力作用下刀具的前、后刀面在與工件、切屑的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中發(fā)生黏結(jié)，而被工件和切屑帶走發(fā)生黏結(jié)磨損。（4）在銑削過程中切削區(qū)的周圍介質(zhì)與銑刀材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧化物，使刀齒硬度下降而造成磨損，稱為化學(xué)磨損。2/2/2023銑工技術(shù)2.銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)

銑刀磨損到一定限度就不應(yīng)再繼續(xù)使用，這個(gè)磨損限度稱為磨鈍標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)中銑刀是否已經(jīng)磨鈍，在粗加工中可以從加工表面是否出現(xiàn)亮帶，切屑顏色、形狀是否發(fā)生變化，以及是否出現(xiàn)振動(dòng)或噪聲等不良現(xiàn)象來判斷；在精加工中可以從加工表面粗糙度的變化來判斷。而在評(píng)定刀具材料的切削性能和研究試驗(yàn)時(shí)，國(guó)際ISO規(guī)定以測(cè)量后刀面上的磨損帶的寬度VB作為銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，如圖1-5所示。2/2/2023銑工技術(shù)1.2.5銑刀耐用度

銑刀刃磨后，從開始切削刀其磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)的總切削時(shí)間，稱為銑刀的耐用度，用T表示，它不包括對(duì)刀、測(cè)量及調(diào)整等非切削時(shí)間。在相同的切削用量與磨鈍標(biāo)準(zhǔn)下，銑刀的耐用度越高，其切削性能就越好。銑刀壽命是指銑刀從第一次投入切削使用直到報(bào)廢所經(jīng)歷的總切削時(shí)間。

銑刀壽命=銑刀耐用度×銑刀刃磨次數(shù)2/2/2023銑工技術(shù)2/2/2023銑工技術(shù)提高銑刀耐用度主要有以下措施：提高銑刀的刃磨質(zhì)量，保證前、后刀面的粗糙度要求采用合理的切削用量選擇合理的銑刀幾何角度采用合理的切削液采取相應(yīng)的工藝措施，改善工件材料的加工性能。123452/2/2023銑工技術(shù)1.2.6加工硬化

金屬材料在再結(jié)晶溫度以下塑性變形時(shí)，由于晶粒發(fā)生滑移，出現(xiàn)位錯(cuò)的纏結(jié)，使晶粒拉長(zhǎng)、破碎和纖維化，從而使金屬的強(qiáng)度和硬度升高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象，稱為加工硬化或冷作硬化。加工硬化的程度通常用加工后與加工前表面層顯微硬度的比值或硬化層深度來表示。

加工硬化給金屬件的進(jìn)一步加工帶來困難。如在冷軋鋼板的過程中會(huì)愈軋愈硬，以致軋不動(dòng)，因而需要在加工過程中安排中間退火，通過加熱消除其加工硬化。又如在切削加工中使工件表層脆而硬，從而加速刀具磨損，增大切削力等。但加工硬化可提高金屬的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，特別是對(duì)于那些不能以熱處理方法提高強(qiáng)度的純金屬和某些合金尤為重要。如冷拉高強(qiáng)度鋼絲和冷卷彈簧等，就是利用加工硬化來提高其強(qiáng)度和彈性極限的。2/2/2023銑工技術(shù)1.3.1銑刀直徑和齒數(shù)的選擇

1.銑刀直徑的選擇

銑刀直徑D在銑削加工中有重要的意義。銑刀直徑越大，散熱效果越好。在安裝銑刀時(shí)，需要選用直徑較大的銑刀柄，以減小切削中的振動(dòng)。但銑刀直徑增大，銑削力矩也相應(yīng)增加，這對(duì)切削是不利的。1.3銑刀幾何參數(shù)的合理選擇2/2/2023銑工技術(shù)2/2/2023銑工技術(shù)2.銑刀齒數(shù)的選擇根據(jù)齒數(shù)z的不同，可將銑刀分為粗齒銑刀和細(xì)齒銑刀。如圖1-6（a）所示為粗齒銑刀，粗齒銑刀在刀體上的刀齒稀，刀齒強(qiáng)度高，齒槽角大，容屑空間大，排屑方便，但由于參加切削的齒數(shù)少，工作平穩(wěn)性較差，適于在粗銑和加工塑性材料時(shí)使用；如圖1-6（b）所示為細(xì)齒銑刀，細(xì)齒銑刀的刀齒密，銑刀上的幾個(gè)刀齒可同時(shí)切削，從而減小振動(dòng)，適用于半精加工和加工脆性材料。2/2/2023銑工技術(shù)1.3.2前角的選擇前角的選擇原則如下：粗銑時(shí)一般取較小前角，精銑時(shí)取較大前角。根據(jù)不同的工件材料，選擇合理的前角數(shù)值不同的銑刀加工相同材料的工件，銑刀的前角也不應(yīng)該相同。高速鋼銑刀可取較大前角，硬質(zhì)合金應(yīng)取較小前角。工藝系統(tǒng)較差和銑床功率較低時(shí)，宜采用較大前角，以減小切削力和銑削功率，并減小銑削振動(dòng)。對(duì)數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)線用銑刀，為保證銑刀工作的穩(wěn)定性（不發(fā)生崩刃及主切削刃破損），應(yīng)選用較小的前角。123452/2/2023銑工技術(shù)1.3.3后角的選擇后角的選擇原則如下：粗加工時(shí)，銑刀承受的銑削力較大，為了保證刃口的強(qiáng)度，可選用較小的后角；精加工時(shí)，切削力較小，為了減小摩擦，提高工件表面質(zhì)量，可選用較大的后角；當(dāng)已采用副前角時(shí)，刃口的強(qiáng)度已得到加強(qiáng)，為提高表面質(zhì)量，也可采用較大的后角。工件材料的硬度、強(qiáng)度較高時(shí)，為了保證切削刃的強(qiáng)度，應(yīng)采用較小的后角；工件材料塑性大或彈性大極易產(chǎn)生加工硬化時(shí)，應(yīng)采用較大的后角。工藝系統(tǒng)剛度差、容易產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，應(yīng)采用較小的后角。高速鋼銑刀的后角應(yīng)比硬質(zhì)合金銑刀的后角大2°～3°。若尺寸精度要求較高，應(yīng)選用后角較小的銑刀。123452/2/2023銑工技術(shù)1.3.4主偏角的選擇當(dāng)工藝系統(tǒng)剛度足夠時(shí)，應(yīng)盡可能選用較小的主偏角，以提高銑刀的壽命；當(dāng)工藝系統(tǒng)剛度不足時(shí)，為避免銑削振動(dòng)過大，應(yīng)選用較大的主偏角。加工高強(qiáng)度、高硬度的材料時(shí)，應(yīng)選用較小的主偏角，以提高刀尖部分的強(qiáng)度和散熱條件；加工一般材料時(shí)，主偏角可選用稍大一些的。為增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，提高刀具壽命，面銑刀常磨出過渡刃，使主偏角變大，如圖1-7所示。主偏角的選擇原則1232/2/2023銑工技術(shù)圖1-7面銑刀的過渡刃2/2/2023銑工技術(shù)1.3.5副偏角的選擇1精銑時(shí)，副偏角應(yīng)取小些，以使表面粗糙度值較小。4為了保證刀尖強(qiáng)度和重磨后銑刀寬度變化較小，鋸片銑刀和鍵槽銑刀等只能取0.5°～2°的副偏角。2銑削高強(qiáng)度、高硬度的材料時(shí)，應(yīng)取較小的副偏角，以提高刀尖的強(qiáng)度。3為避免銑削振動(dòng)，可適當(dāng)加工副偏角。副偏角的選擇原則2/2/2023銑工技術(shù)1.3.6刃傾角和螺旋角的選擇刃傾角和螺旋角的選擇原則如下：1銑削硬度較高的工件時(shí)，對(duì)刀尖強(qiáng)度和散熱條件要求較高，可選取絕對(duì)值較大的負(fù)刃傾角。2粗加工時(shí)，為增強(qiáng)刀尖的抗沖擊能力，宜取負(fù)刃傾角；精加工時(shí)，切屑較薄，可取正刃傾角。3工藝系統(tǒng)剛度不足時(shí)，不宜取負(fù)刃傾角，以免增大縱向銑削力而引起銑削振動(dòng)。4為了使圓柱銑刀和立銑刀銑削平穩(wěn)輕快，切屑容易從銑刀容屑槽中排出，提高銑刀壽命和生產(chǎn)率，減少已加工表面的粗糙度值，可選較大的螺旋角（或正刃傾角）。2/2/2023銑工技術(shù)第一章銑削原理2/2/2023銑工技術(shù)1.4.1銑削用量的選擇原則

選擇銑削用量時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮刀具的銑削性能和銑床的潛力，合理的銑削用量應(yīng)該保證零件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。在銑削過程中，如果能在一定時(shí)間內(nèi)切除較多的金屬，就有較高的生產(chǎn)率。提高銑削速度vC、增大背吃刀量ap和側(cè)吃刀量ac、增大進(jìn)給量f都可以增加金屬切除量。銑削用量提高，則銑削溫度相應(yīng)升高，熱效應(yīng)明顯。由于熱效應(yīng)作用導(dǎo)致刀具磨損加快，刀具壽命降低，因此，vC、ap、ac和f對(duì)刀具壽命的影響也是不同的，即銑削速度對(duì)刀具壽命影響最大，其次是進(jìn)給量，背吃刀量和側(cè)吃刀量影響最小。一般來說，粗加工時(shí)應(yīng)盡可能發(fā)揮刀具、銑床的潛力和保證合理的刀具耐用度，減少銑削工藝時(shí)間，提高生產(chǎn)率；精加工時(shí)，則要先保證加工精度和表面粗糙度的要求，然后兼顧合理的刀具耐用度和生產(chǎn)率。

1.4銑削用量的選擇2/2/2023銑工技術(shù)1.4.2背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇決定于工件的加工余量和所要求的加工精度。(1)工件精度要求不高或表面粗糙度要求為Ra50～12.5μm時(shí)，一般盡量一次走刀去除全部加工余量。當(dāng)加工余量大于8mm或工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，可分兩次或多次走刀銑削。這時(shí)第一刀的吃刀量應(yīng)盡可能大一些，以使刀尖避開工件表面的鑄、鍛硬皮。通常，中型銑床銑削鋼材料時(shí)，吃刀量為3～5mm，銑削鑄鐵時(shí)，吃刀量為5～7mm。對(duì)于圓柱銑刀，背吃刀量ap應(yīng)小于銑刀長(zhǎng)度，側(cè)吃刀量ac的選擇原則與上述原則相同（圓柱體銑刀的側(cè)吃刀量相當(dāng)于端銑刀的背吃刀量）。(2)