梳齿铣刀崩刃原因分析与对策

程新德张铭继刘新峰

摘要：针对实际生产加工过程中出现的梳齿铣刀崩刃问题进行深入原因分析，提出改善梳齿铣刀崩刃的措施，介绍了一种实用新型梳齿铣刀的开发，在机械切削加工领域具有一定的推广价值。

关键词：梳齿铣刀；崩刃；原因分析；对策

在铣削过程中，铣刀和工件之间相互作用着力，并同时消耗功率。铣削力之间影响切削热的产生，并进一步影响刀具的磨损、刀具寿命和已加工面的质量。铣刀几何参数（刀具角度、前后面型式、切削刃与刃口形状等）和铣削用量（吃刀量、进给量、切削速度）的合理选择直接影响铣削力和铣削功率，因此，采用合理的刀具结构和切削参数就显得尤为重要。

一、梳齿铣刀崩刃原因分析

1.铁屑不能及时排除加工如图1所示的工件时，使用专用的梳齿铣刀。铣刀是多齿刀具，又是进行断续切削，当铣刀铣削工件时，产生粉末状的不连续切屑，由于切削摩擦产生磁性使得铁屑粘结在一起，堆积在梳齿铣刀齿槽间及容屑槽内不容易排出，如图2所示。

图1加工零件

图2铁屑堆积在齿槽内

图3排屑槽结渣

图4铣刀崩刃

2.铣刀排屑槽结渣、铣刀崩刃在铣削过程中，由于梳齿铣刀齿密，齿截面积较小，容屑槽小的特点出现了不正常的切屑，在挤压、高温条件下结渣，粘结在齿槽内，如图3所示，造成不正常的切削，出现铣刀崩刃、工件乱齿的现象（如图4）。

3.铣刀产生振动在卧式铣床X62W上加工工件时，铣刀和工件的位置关系如图5所示，铣刀装夹在刀杆中间部位，离主轴较远，在主轴高速旋转时，由于重力产生的向心力，使刀具产生摆动，铣刀径向跳动量大；另外，多切削刃刀具断续切入工件加工表面，切削力不断变化，引起振动，造成刀刃崩裂。

图5梳齿铣刀和工件的位置关系

1-工作台2-平口虎钳3-工件4-刀杆5-梳齿铣刀

6-立柱7-刀具切削刃8-工件成形后形状

图6梳齿铣刀结构

图7左旋错齿梳齿铣刀结构示意图

二、对策措施

1.及时清理铁屑

在铣削过程中，切削产生的铁屑不能及时的排出将导致刀具的磨损，直接影响刀具的寿命，且由于梳齿铣刀特殊的刀具结构：齿比较致密，齿深较浅，铁屑不能及时清除将直接影响产品质量，因此，铣削过程中要及时清理容屑槽及齿槽间的铁屑。另外，使用切屑液减小刀具、切屑、加工表面之间的摩擦；带走大量的切削热，使切削温度降低；同时流动的切削液可冲走刀具和工件上的细小切屑及脱落的磨粒，起到清洗作用。

2.正确装夹刀具

在卧式铣床上装夹铣刀时，在不影响加工的情况下，尽量使铣刀靠近主轴；铣刀装夹好后，应用百分表检查铣刀的径向跳动量和端面跳动量。

3.优化刀具结构

刀具切削时，切下大量切屑，能否顺利容纳和排出切屑是刀具能否正常工作的关键。如果切屑堵塞在刀槽内刀具继续工作，势必挤压刀齿，划伤已加工表面，因此，设计刀具时保证足够大的排屑和容屑空间。

传统的梳齿铣刀如图6所示：由8排切削刃组成，任意相邻两齿之间距离为S=1，齿高h=0.87，容屑槽为左旋螺旋槽。切削刃截面形状为等边三角形，截面积S=0.43mm2铣削时

切削刃与工件挤压切削成型，刀尖强度不足，易造成崩刃，另外，存在排屑困难的缺点。

经过分析，考虑设计出一种实用的梳齿铣刀，如图7，由8排切削刃组成，任意相邻两排错齿，任意相邻两齿之间距离为S=2，齿h=1.7，容屑槽为左旋螺旋槽,也可设计为直槽。较传统梳齿铣刀切削刃截面积增大3.95倍，刀尖强度大大增强，容屑槽空间增大一倍，铁屑容易排出，能很好地解决现有梳齿铣刀导致噪音大、工件加工质量不稳定以及刀具耐用度低等问题。

结束语

铣削加工中疏齿铣刀崩刃的控制是一个非常重要的问题，铣刀一旦崩刃，将造成工件和刀具的报废，影响生产进度，因此，采用切实可行的措施控制梳齿铣刀崩刃，是提高产品质量，提高刀具寿命，降低成本的有效途径。

参考文献

[1]陈宏钧.机械加工工艺设计员手册.北京：机械工业出版社，2009.1

[2]陆建中孙家宁.金属切削原理与刀具.机械工业出版社，2005.1

[3]杨叔子.机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社，2003