当立装刀片机夹组合铣刀的设计工艺

立装刀片机夹组合铣刀的设计工艺

1 引言

2004年我公司与大连机床厂技术合作，设计制造如图1所示的机床导轨型面的机夹铣刀。机床导轨为灰铁铸件，毛坯余量较大(15mm)且不均匀，加工行程长(最多达9m)，加工条件比较恶劣，经常造成原平装刀片机夹铣刀的打刀现象，影响加工精度及生产效率。由于平装刀片机夹铣刀不宜组合使用，需要各面分别铣削，铣削加工时间长，因此影响加工尺寸精度。为此，采用立装刀片形式，增加铣刀强度，针对较大截形面合理排布刀片，轮流切削，以降低各刀片的切削负荷，同时，将各面加工铣刀同轴组合，保证了复杂型面的一次性铣削。

图1 机床导轨截形图

2 设计方案

1) 型面轮切刀齿的排布

为保证切削过程的稳定性，各型面的轮切刀齿数应相同，刀齿排布方式如图2所示。根据铣刀的不同直径确定齿距范围为50～6这是没法避免的0mm，既保证了刀体的强度，又能保证切削的连续性，减少切削振动。由于这种排布的刀齿数必须为型面轮切组数的倍数，如型面宽60mm、铣刀直径为f235时，需4组刀片轮切，刀齿数只能是12或16，这样齿距分别偏大或偏小。针对这种情况，在机床功率允许的情况下，采取了如图2b所示的排布方式。

a) b)

图2 刀齿排布图

由于加工时是多刀组合使用，各刀位置相对固定，即铣刀外圆直径基本确定，由前述刀齿排布方式即可确定刀具齿数。

2) 切削角度的确定

由于加工材料为灰铸铁，抗拉强度较低，切屑为碎状切屑，所以侧前角确定为-8°，自然形成了切削后角为8o。同理，背前角也确定为-8°，保证了端齿的切削后角，同时使得切屑的流动方向较为合理。对于角度斜平面，有背前角则产生角度偏差(偏差原因后叙述)，因此将斜平面加工用角度铣刀的背前角设计角度定为0°。采用这种双负切削刃方式，由于刀片无后角，不仅刀片强度高，而且还可以使刀片利用率提高一倍，经济性比较好。

图3 径向前角的合理确定

大直径铣刀需要对侧前角进行验证，如图3所示，由于大直径铣刀刀体曲率较小，如果刀齿侧前角大，则会使顶刃后刀面部分沉于刀既要同上次校订体之内，因此，其约束条件为

式中R——铣泡沫塑料假设不经过收受接收利用刀半径

r——刀体半径

K——刀片宽度

当计算出前角γ