铣刀的几何参数对铣削时金属的变形、铣削力、切削温度和铣刀的磨损,都有显著影响,并由此影响加工质量、铣刀使用寿命和生产效率。为了充分发挥铣刀的切削性能,除了正确选择铣刀的材料外,还应根据具体铣削条件,合理地选择铣刀的几何参数。
1、铣刀直径和齿数的选择原则
(1)铣刀直径的选择原则:铣刀直径大,散热条件好,铣刀杆刚性好,所允许的铣削速度和切削量大。但铣刀直径大时,铣刀的切入长度增加、工作时间长,铣削时铣削力矩大,刀具材料消耗也大。
(2)铣刀齿数的选择原则:铣刀有粗齿和细齿之分。粗齿铣刀的刀齿强度高,容屑空间大,但同时参与切削的齿数少,工作平稳性差,振动较大,适宜粗铣;细齿铣刀,同时参与切削的齿数多,每齿进给量小,铣削平稳,适宜精铣。
2、前角的选择原则
合理增大前角,可减少切削层的塑性变形,切屑变形小,刀尖圆弧半径容易减小,刀刃锋利,切割作用强。因此有利于减小铣削力、切削热和功率,提高加工精度和减小已加工表面的表面粗糙度值。但前角太大会破坏刀刃部分的强度和散热条件,使铣刀耐用度下降。
(1)高速工具钢刀具抗弯强度和抗冲击韧性较好,可取较大的前角;硬质合金刀具抗弯强度和抗冲击韧性较差,应取较小的前角。
(2)粗加工时,为了保证有较好的强度和散热条件,前角应选小一些;精加工时,为了保证加工表面质量,使刀刃锋利,应选取较大的前角。
(3)工件材料的强度、硬度高,前角应选得小些。加工塑性材料时,选取较大的前角;加工脆性材料,选取较小的前角。
3、后角的选择原则
增大后角可减少刀具后面与工件过渡表面之间的摩擦,并使刃口锋利。但后角过大将破坏刀刃部分的强度和散热条件,降低刀具耐用度,甚至造成崩刃。后角的选择原则如下:
(1)高速工具钢抗弯强度高,抗冲击韧性好,其后角可比硬质合金刀具的后角大。
(2)粗铣时,刀具承受的切削抗力较大,为保证刃口的强度,后角应取小一些;精铣时,为减小摩擦和使刃口锋利,提高已加工表面质量,应取较大的后角。
(3)铣削塑性大和弹性变形大的材料时,应取较大的后角,以减小后面的摩擦;铣削强度、硬度高的材料,宜取较小的后角,以保证刃口的强度。当刀具已采用负前角,刃口强度已得到加强时,为提高刀具锐利性,也可采用较大的后角。
4、主偏角的选择原则
减小主偏角,使刀尖强度增高,参与切削的刀刃长度也增加,从而使切削层厚度减小,增加刀具耐用度,加工表面的残留面积高度减小,刀纹较平,表面粗糙度值减小,在相同切削层厚度条件下,则可适当增大进给量。但主偏角小使切削层宽度增加,铣削力增加,尤其是作用在铣刀和工件上的轴向力增大,易产生振动。
5、副偏角的选择原则
副偏角的作用主要是减小副切削刃、副后面与工件已加工表面之间的摩擦。适当减小副偏角,可有效地减小加工残留面积的高度,改善加工表面质量。此外,减小副偏角能增加刀尖强度。