一、螺旋刃立銑刀的基本特性與問題的提出立銑刀的基本刃口形狀（螺旋槽形狀）有直形和螺旋形兩種。由于螺旋刃立銑刀相對于直刃具有切削輕快、平穩(wěn)、效率高和使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因此在銑削加 工中得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)加工設(shè)備和加工對象的不同要求，螺旋刃立銑刀有左刃、右刃和左螺旋 、右螺旋之分的４種不同組合；

1、其中左刃左螺旋和右刃右螺旋在加工中的軸向切削阻力有把 立銑刀從刀夾中拔出的趨勢，需采用拉緊螺栓克服軸向切削阻力．而左刃右螺旋和右刃左螺旋的軸 向切削阻力剛好把立銑刀壓向夾頭方，故多采用錐柄加扁尾，以適應(yīng)大功率切削．因?yàn)橛胰杏衣菪?立銑刀可讓切屑沿排屑槽向柄部排出，易保證切削的平穩(wěn)進(jìn)行，符合機(jī)床主軸旋向標(biāo)準(zhǔn)，在高性能 夾頭的支持下裝卸方便，所以，其使用范圍最廣，使用量最大．實(shí)際應(yīng)用中的螺旋刃立銑刀，其螺 旋角通常在30°～45°。在刀具原理、設(shè)計(jì)和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，根據(jù)工件材料、刀具材料及切削 加工諸參數(shù)的不同，有關(guān)螺旋刃立銑刀的切削力、扭矩、切削功率及前角、后角等主要刀具角度的 設(shè)計(jì)計(jì)算公式、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與使用經(jīng)驗(yàn)等資料很多，但有關(guān)螺旋角大小與立銑刀加工性能的討論和資 料介紹很少．一般認(rèn)為，螺旋刃立銑刀的螺旋角β就是刃傾角λｓ，但有關(guān)刃傾角的介紹和討論主 要以車削加工為主線展開，而銑削和車削畢竟有許多不同之處，因此不可能完全適用．

2、對銑削而言 ，通常認(rèn)為較大的螺旋角可以增加同時(shí)工作的齒數(shù)，減少銑削過程中的沖擊和增加其平穩(wěn)性并使立銑刀刀刃鋒利、實(shí)際前角增大．除此之外，螺旋角的大小對立銑刀的性能究竟還會產(chǎn)生什 么樣的影響呢？刀具角度之間是相互聯(lián)系和影響的．不妨首先通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)際加工例，取得初步認(rèn) 識和相關(guān)知識，為進(jìn)一步的深入探討做準(zhǔn)備。

二、螺旋角與２刃立銑刀銑槽實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)在立式加工中心 上進(jìn)行．采用直徑12ｍｍ的不同螺旋角的２刃立銑刀，銑寬度×高度為12ｍｍ×12ｍｍ的 槽，并以加工后槽的底面為基準(zhǔn)，測量槽的兩側(cè)面的垂直度誤差（側(cè)面最大變形量ΔＸ），通過比 較誤差值的大小來評價(jià)螺旋角大小對立銑刀銑槽時(shí)加工精度的影響．被切削材料為硬度28HRC 的碳素鋼．實(shí)驗(yàn)中各刀具的切削參數(shù)統(tǒng)一為：進(jìn)給速度50ｍｍ／ｍiｎ，切削速度29ｍ／ｍiｎ，吃刀深度12ｍｍ．切削中冷卻液選用油性．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖１所示．圖１螺旋角與銑槽時(shí)的加 工精度圖２銑側(cè)面時(shí)的螺旋角與加工精度從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：

1、逆銑側(cè)總是出現(xiàn)過切，而與 之相反，順銑側(cè)總是出現(xiàn)漏切，且過切量和漏切量的最大點(diǎn)在立銑刀伸出最遠(yuǎn)處．這一點(diǎn)符合逆銑 、順銑時(shí)的刀具變形規(guī)律和刀具伸出長度的變形規(guī)律．

2、立銑刀的螺旋角小于30°前，不管 是順銑側(cè)還是逆銑側(cè)，垂直度誤差值都隨螺旋角的增大而增大．螺旋角大于40°以后，又隨螺旋 角的增大而變?。虼?，可以認(rèn)為立銑刀有較小的螺旋角或有較大的螺旋角時(shí)，其銑槽加工的形狀 精度高．

3、從加工精度看，在螺旋角為０，即切削刃為直刃時(shí)精度最高．但從立銑刀螺旋角的 基本特性可知，這時(shí)完全呈斷續(xù)切削，切削沖擊力大，對刀具本身的制作精度要求高，加工精度對 刀具本身精度的依賴性很強(qiáng)，刀具的使用壽命短．所以，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體情況辯證地考慮。

三、螺旋角與４刃立銑刀銑側(cè)面實(shí)驗(yàn)在立式加工中心上，用螺旋角分別為30°和55°度的４刃立 銑刀銑側(cè)面，比較兩種立銑刀隨切削寬度（徑向吃刀量）的變化對加工精度的影響．立銑刀直徑為 25ｍｍ，被切削材料為硬度94HRB的45號鋼．切削全部采用順銑方式和干式切削．切削 參數(shù)統(tǒng)一為：進(jìn)給速度100ｍｍ／min，切削速度26ｍm／min，切削深度38ｍｍ．加工 后所測得的垂直度誤差、平面度誤差和表面粗糙度值如圖２所示．可以看出，在切削寬度不是特別 大時(shí)，55°的大螺旋角立銑刀比30°螺旋角立銑刀的加工精度高．這一點(diǎn)與圖１的銑槽實(shí)驗(yàn)結(jié) 果相吻合．分析其原因，可以認(rèn)為這是由于當(dāng)切削寬度較小時(shí)，螺旋角較大的立銑刀實(shí)際前角大， 刃口鋒利，切入性好；切向切削阻力小，減小能量消耗和刀具變形，切削輕快；切削刃與被切削面 的接觸點(diǎn)多，使立銑刀切入和切出時(shí)比較平穩(wěn)，切削阻力的波動小，減弱了加工中對立銑刀的振動 激勵(lì)等因素的綜合效應(yīng)所致．

四、螺旋角特性的歸納

1、螺旋角與切削阻力：切向切削阻力隨螺旋 角的增大而減小，軸向切削阻力隨螺旋角的增大而增大．

2、螺旋角與前角：螺旋角的增大使立 銑刀實(shí)際前角增大，刃口更加鋒利．

3、螺旋角與被加工面精度：一般被加工面的垂直度和平面 度公差值隨螺旋角的增大而增加，但螺旋角大于40°以后反而隨螺旋角的增大而呈減小趨勢．

4、螺旋角與刀具壽命：圓周刃刃帶的磨損速度與螺旋角大小基本成正比；另一方面，當(dāng)螺旋角很 小時(shí)，輕微的刀具磨損也將明顯降低刀具的切削性能，引起振動，使刀具無法繼續(xù)使用．當(dāng)螺旋角 過大時(shí)，刀具剛性變差，壽命減低．

5、螺旋角與被切削材料：加工硬度低的軟質(zhì)材料時(shí)，用大 螺旋角，以增大前角，提高刃口的鋒利性；加工硬度高的硬質(zhì)材料時(shí)，用小螺旋角，以減小前角， 提高刃口的剛性．

最后螺旋角是螺旋刃立銑刀的主要參數(shù)之一，螺旋角大小的改變對刀具的切 削加工性能有很大影響．隨著數(shù)控加工技術(shù)和柔性制造技術(shù)的發(fā)展，在刀具制造工藝上改變螺旋角 的大小已成為可能和非常簡便．如果進(jìn)一步深入研究螺旋角大小對螺旋刃立銑刀切削性能的各種影 響，在制造和選用螺旋刃立銑刀時(shí)，結(jié)合機(jī)床和工裝卡具的性能，根據(jù)被加工材料的性能及加工精 度、加工效率以及刀具材料和刀具壽命等因素綜合考慮，優(yōu)化螺旋角的大小，無疑會對促進(jìn)高效、 高精銑削加工起重要作用。