错齿三面刃铣刀柱齿槽宽度的计算

图1

左右旋交错齿三面刃铣刀简称错齿三面刃铣刀(铣刀示意图见图1)。该铣刀切削性能良好，广泛应用于沟槽、平面、斜面、台阶面的铣削加工和切断加工。但由于该刀具左右旋向的两种齿在圆周面上交错排列，其制造工艺繁琐且加工难度较大，铣右旋齿时极易铣掉左旋齿，反之亦然；同时，由于加工该刀具时采用穿芯轴批量加工，出现废品时损失较大；以前由于没有采用科学的计算方法，只有少数经验丰富的老师傅或专门人员才能胜任该刀具的铣削加工，因此加工费用较高。针对这个问题，本文提出用科学计算方法取代过去的凭经验加工，并推导出相应的计算公式以及使用该公式的方法和技巧。

错齿三面刃铣刀在制造中的主要难点是柱齿的铣加工。由于柱面上左、右旋齿交错排列，加工时必须全部铣完右旋齿后才能铣左旋齿，因此铣右旋齿时必须预留出左旋齿的位置。如果预留的位置不足，铣左旋齿时就铣不出完整的齿形，导致废品产生；如果预留位置过大，则齿槽宽度过窄，容屑系数不够，极易打刀或降低使用寿命。实际上，这个位置的大小由齿槽宽度控制，而通常在设计图纸上并未给出齿槽宽度，因此铣右旋齿时所预留的左旋齿位置事先较难控制，待铣完一种旋向后铣另一种旋向时才会发现位置不对，但此时已引起成批废品(见图2)。

图2
图3

由此可见，解决这个问题的关键是采用适当的计算方法事先计算出铣削齿槽宽度，由此来控制铣右旋齿时预留给左旋齿的合理位置，以避免废品的产生。

将铣刀沿圆周展开(如图3 所示)可得出以下公式： L₁=A+L+A+L+2Btga=2A+2L+2Btga
L=L₁/2-A-Btga式中，L₁=2pD/Z
则 L=pD/Z-A-Btga(1)式中：D——铣刀直径

Z——铣刀齿数

B——铣刀宽度

A——铣刀刃带宽度

a——铣刀柱齿螺旋角

L——铣刀柱齿齿槽宽度

L₁——铣刀右旋(左旋)齿相邻两齿间的弧长

在实际加工中，按照图纸设计所给尺寸，算出有关数据并取L稍小于pD/Z-A-Btga，使铣出的齿槽宽等于L，即能保证左右旋齿的正常铣削加工，且容屑槽为最大。

计算实例：取D=150，Z=26，B=20，a=10°，A=1.2，将各值代入式(1)
则 L=pD/Z-A-Btana=p150/26-1.2-20tan10°=13.4

根据上述公式，铣右旋齿槽时，只要保证齿槽宽度在13.4以内即可不用划线直接加工，且不会破坏左旋齿的齿形。

文中推导出的公式适用于左右交错齿刀具，如错齿片铣刀、错齿二面刃铣刀、错齿三面刃铣刀和错齿梯形铣刀等。加工实践证明，该方法简便易行，准确可靠，实用性强，采用这种方法加工上述铣刀可降低加工难度，提高产品合格率。