铲齿成形铣刀“成形”问题的探讨

1 引言 铣刀种类繁多、功能各异。成形铣刀主要用于加工形状较复杂的沟槽工件，对其性能的基本要求之一是铣刀用钝重磨后仍能保持原设计廓形不变，以保证工件沟槽的铣削精度。如何实现铣刀重磨后原设计廓形保持不变(或变化较小)就是本文讨论的铣刀“成形”问题。 2 铲齿成形铣刀加工原理 根据刀齿背面(即后刀面)的构成方式，成形铣刀可分为尖齿成形铣刀和铲齿成形铣刀两类。前者用钝后需要重磨后刀面，工艺难度较大，目前已很少应用；后者用钝后只需重磨前刀面，工艺较简单，虽然刀具耐用度和加工表面质量不如前者，但仍得到广泛应用。根据铲齿加工方法的不同，铲齿成形铣刀又可分为铲车成形铣刀和铲磨成形铣刀两种。 铲车成形铣刀 铲车成形铣刀的齿背加工是以铲车加工(原理见图1)为最终工序。图1中，D为铲刀，用于铲车加工铣刀刀齿的一侧齿形，铲背量为K。当铲刀前角为0°且铲车过程中铲刀前刀面始终通过铣刀轴线时，刀刃上各点的运动轨迹均是导程为ZK(为铣刀齿数)的阿基米德螺线，这些螺线族构成了铣刀的齿背曲面。可见，用任何通过铣刀轴线的面(如A-A剖面)去截齿背曲面，均可得到与铲刀刀刃相同的截形。换句话说，铣刀重磨后，只要前角为0°(即前刀面通过铣刀轴线)，均可得到与铲刀相同的刀刃。刃形不变，铣刀的廓形就不变，铣出的工件槽形自然也不变。由此可见，通过铲车加工的成形铣刀在一定条件下可完全满足成形铣刀的功能要求。但由于铲车加工的铣刀后刀面质量不高，不仅直接影响铣削质量，而且铣刀耐用度较低，因此在实际加工中已很少应用。 图1 成形铣刀铲车加工原理 [td] 图2 成形铣刀铲磨加工原理