切削刃廓形根据工件廓形设计的
铣刀,称为成形铣刀。它和
成形车刀一样,可以保证被加工工件的尺寸精度、形状一致和较高的生产率。成形铣刀在生产中应用比较广泛,尤其在涡轮机叶片加工中的应用更为普遍。成形铣刀按照它的齿背形式,可分为尖齿成形铣刀和铲齿成形铣刀两种。
成形铣刀即具有成形切削刃的
铣刀,其刃形按工件廓形设计。使用成形铣刀能较容易地实现对复杂表面的加工(如加工各种刀具的直容屑槽和螺旋容屑槽等),并能得到较高的加工精度和表面质量,而且生产率极高。成形铣刀可用来加工成形直沟和螺旋沟。标准成形铣刀有
凸半圆铣刀和
凹半圆铣刀,而大部分成形铣刀属专用刀具,需根据工件形状自行设计。
如下图所示,成形铣刀也分为尖齿成形铣刀和铲齿成形铣刀两大类。尖齿成形铣刀用钝后重磨后刀面,其使用寿命和工件加工表面质量都比较高,但因后刀面是成形表面,制造和重磨这种铣刀都需要专门的靠模夹具,使用不便。铲齿成形铣刀用钝后重磨前刀面,由于前刀面是平面,刃磨很方便,所以铲齿成形铣刀应用最广泛。
铲齿成形铣刀常做成γ=0°,并重磨前刀面。为了保证重新刃磨前刀面后铣刀廓形不变,刀齿各轴向剖面中的廓形均应相同。同时为了保持后角。廓形还应逐渐向铣刀轴线靠近,这就要求铣刀的后刀面应是切削刃廓形绕铣刀轴线回转并向铣刀轴线移动而形成的表面。
如下图所示,铲刀是一把进给前角等于零的平体
成形车刀,其前刀面置于与铲床中心等高的水平面内。铣刀绕铲齿车床主轴作等速转动的同时,铲刀在具有
阿基米德螺线的凸轮控制下向铣刀轴线等速推进。从而可知,铲刀切削刃上的任一点相对铣刀的运动轨迹为阿基米德螺线,即
铲刀铲出的成形铣刀的齿背曲线为阿基米德螺线。因铲刀沿铣刀半径方向铲齿,故称为径向铲齿。
当铣刀转过δ0角时,
凸轮则转过δθ角,铲刀铲出一个刀齿的齿背。接着,当铣刀再转过δ1角时,凸轮则转过Φ1角,铲刀快速复位即作回程运动。总之,当铣刀转过一个齿间角时,铲刀则完成一个往复行程。这样的过程每重复一次,则铲削完铣刀的一个刀齿,并且铲刀恢复原位。