铣刀的铣削力与切削方式

　　1．作用于铣刀上的铣削力

　　铣削时，由于切削变形与摩擦，铣刀每一参与切削的刀齿上都受到铣削力。为了实际应用，通常假定各刀齿上的铣削力的合力F作用于某个刀齿上，并将它分解为三个相互垂直的分力。

　　(1)主切削力FC 它是作用于铣刀圆周切线方向的分力，也称圆周力，消耗功率最多。

　　(2)径向力Fp 它是作用于铣刀半径方向的分力。它使刀杆弯曲，影响铣削的平稳性。

　　(3)轴向力FO 它是沿铣刀轴线方向的分力。

　　Fp与FO的大小，若圆柱铣刀铣削时，则与螺旋角ω的大小有关；若端铣刀铣削时，则与主偏角κr的大小有关。

　　圆柱铣刀和端铣刀的主切削力FC可按经验公式进行计算。当被加工材料的强度和硬度不同时，需乘以修正系数KFC。

　　2．作用于工件或工作台上的铣削力

　　由于机床和夹具设计的需要，以及实际测量的方便，一般将作用在工件(工作台)上的铣削合力F′(F的反力)按纵、横和垂直进给三个方向进行分解。

　　(1)纵向进给分力Ff 它作用于铣床纵向进给机构上，其方向与纵向进给运动方向平行。

　　(2)横向进给分力Fe 它作用于铣床横向进给机构上，其方向与横向进给运动方向平行。

　　(3)垂直进给分力Fv 它作用于铣床工作台升、降机构上，其方向与工作台垂直进给运动方向平行。对于圆柱铣刀铣削，按不同的铣削方式，会使工件抬起或压向工作台；对于端铣刀铣削，正好与Fo相反。

　　铣削时，各铣削分力与主切削力有着一定的比例关系。若计算出主切削力Fc，就可计算出Ff、Fe和Fv的近似值。

铣削合力F可表示为：

　　3．铣削功率Pc

　　铣削中由于主运动消耗的功率最多，因此同车削一样铣削功率可表示为：式中 PC——铣削功率，kw； FC——主切削力，N；υC——铣削速度，m／min。

　　铣削方式

　　铣削是断续切削，实际切削面积随时都在变化，因此铣削力波动大，冲击与振动大，铣削平稳性差。但采用合理的铣削方式，会减缓冲击与振动，还对提高铣刀耐用度、工件质量和生产率具有重要的作用。

　　1．圆柱铣刀铣削

　　圆柱铣刀在铣削平面时有两种铣削方式。

　　(1)逆铣：当铣刀切削刃与铣削表面相切时，若切点铣削速度移。的方向与工件进给速度研的方向相反，便称为逆铣。

　　逆铣有如下特点：

　　①切削厚度由薄变厚，即从hD=0到hDmax。当切入时，由于刃口钝圆半径大于瞬时切削厚度，刀齿与工件表面进行挤压和摩擦，刀齿较易磨损。尤其当冷硬现象严重时，更加剧刀齿的磨损，并影响已加工表面的质量。

　　②刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fv向上，有挑起工件的趋势，因此要求夹紧可靠。

　　③纵向进给力Ff与纵向进给方向相反，使铣床工作台进给机构中的丝杆与螺母始终保持良好的左侧接触，故工作台进给速度均匀，铣削过程平稳。

　　④逆铣时，刀齿是从切削层内部开始的，当工件表面有硬皮时，对刀齿没有直接的影响。

　　(2)顺铣 当铣刀切削刃与铣削表面相切时，若切点的铣削速度口。的方向与工件进给速度奶的方向相同，便称为顺铣。

顺铣有如下特点：

　　①刀齿的切削厚度由厚变薄，即从hDmax到hD=O，这样容易切下切屑，刀齿磨损较慢，已加工表面质量高。有些实验表明，相对逆铣，刀具耐用度可提高2～3倍。尤其在铣削难加工材料时效果更加明显。

　　②刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fv，压向工作台，有利于夹紧工件。

　　③纵向进给分力Ff与纵向进给方向相同，当丝杠与螺母存在间隙时，会使工作台带动丝杠向左窜动，造成进给不均匀，这样一则影响工件表面粗糙度，二则会因进给量突然增大而损坏刀齿。

　　2．端铣刀铣削

　　端铣刀在铣削平面时有许多优点，因此在目前的平面铣削中有逐渐以端铣刀来代替圆柱铣刀的趋势。根据端铣刀和工件间的相对位置不同，可分为三种不同的铣削方式。

　　(1)对称铣削 刀齿切入、切出工件时，切削厚度hD相同的铣削便为对称铣削。一般端铣时常用这种铣削方式。

　　(2)不对称逆铣 刀齿切入时的切削厚度最小，切出时的切削厚度最大。这种铣削方式切入冲击小，常用铣削碳钢和合金结构钢。

　　(3)不对称顺铣 刀齿切入、切出时的切削厚度正好与不对称逆铣相反。这种铣削方式可减小硬质合金的剥落破损，提高刀具耐用度，可用于铣削耐热合金和不锈钢。

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