铼因唠刀系列《铣削刀具》
发布时间：
2023-12-08
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铣削刀具是用于金属加工中的一种切削工具，主要用于铣床、加工中心等机床上进行铣削操作。铣削是一种通过旋转刀具，将工件上的材料切削或去除的加工过程，通常用于制造零件、模具和其他复杂形状的工件。
铣削刀具是用于金属加工中的一种切削工具，主要用于铣床、加工中心等机床上进行铣削操作。铣削是一种通过旋转刀具，将工件上的材料切削或去除的加工过程，通常用于制造零件、模具和其他复杂形状的工件。
铣削刀具通常包括以下几种类型：
1.面铣刀：面铣刀主要用于加工平面，其特点是：生产效率高；刚性好，能采用较大的进给量；同时有多个刀齿参与切削，工作平稳性好；采刚镶齿结构，刀齿的刃磨、更换方便，刀具寿命长。面铣刀分成两大类，一类是以钎焊方式将硬质合金刀片固定在刀齿上，然后把刀齿安装在铣刀刀体上，这称为镶齿式面铣刀；第二类就是将硬质合金刀片直接安装在铣刀刀体上，然后用螺钉等固定，这称为可转位机夹式铣刀。面铣刀有轴向前角和径向前角两个前角，根据被加工对象的材料和切削条件来选择两个前角的方向，即正+，负-，或零。
2.方肩铣刀：采用传统设计的方肩面铣刀通常能够铣削出“真正”的90°浅台肩。许多方肩铣刀都是通用铣刀，可方便地用于孔加工。铣削垂直面面或靠近垂直面铣削时，它们都是面铣刀理想的替代选择。
3.槽铣刀：槽铣刀是一种用于在工件表面上开槽或切削槽道的铣削刀具。它的设计使其特别适合切削直线或曲线槽道，用于制造各种形状的槽，如T型槽、方槽、V型槽等。槽铣刀通常在铣床、加工中心等机床上使用。
4.仿形铣刀：是指可能全部带有圆切削刃或部分带有圆切削刃的铣刀，主要有圆刀片的铣刀和球头铣刀。仿形铣刀使用圆形刀片，这个变化使仿形铣刀具备多种优点，其中大部分益处可以说是小背吃刀量、 大进给圆刀片的铣刀。
在选择铣削刀具时，需要考虑工件的几何形状、材料、加工要求以及所需的表面质量。这有助于确保选择合适的刀具以获得最佳的加工效果。
那么，如何才能挑选到最适合的铣削刀具呢？
1.刀锯齿锯的选择
铣削刀具的齿距是刀刃上某点和下一刀刃上相同点之间的距离，根据齿距的不同，铣削刀具可分为疏齿（-L）、密齿（-M）和超密齿（-H）三种类型。
1)疏齿(-L)类型的铣削刀具：适用于在稳定性和功率有限的情况下，通过减少刀片数目和采用不等齿距的设计，以获得最高生产率。这种刀具特别适用于大悬伸刀具和小型机床，例如莫氏锥度40的情况。在这些条件下，采用疏齿设计能够有效地平衡切削性能，确保在有限的稳定性和功率条件下取得最佳的加工效果。
2)密齿(-M)类型的铣削刀具：是一种通用型的设计，适用于一般用途的铣削和多种混合生产。这种刀具设计在稳定性和功率之间取得了一种平衡，可适应不同的加工需求，是常见的铣削刀具类型。
3)超密齿(-H)类型的铣削刀具：适用于在稳定的条件下，通过采用最多的刀片数目来获得最高生产率。这种设计特别适用于处理短屑材料和耐热材料，能够在高要求的加工环境中表现出色。
在选择铣削刀具齿距时，根据具体加工条件和材料特性，合理选择疏齿、密齿或超密齿类型，将有助于提高生产效率、保障刀具寿命，并确保加工出符合要求的工件。
2.刀具直径的选择
铣刀直径的选用视产品及生产批量的不同差异较大，刀具直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸。
1)平面铣刀：选择平面铣刀直径时主要需考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内，也可将机床主轴直径作为选取的依据。平面铣刀直径可按D＝1.5d（d为主轴直径）选取。在批量生产时，也可按工件切削宽度的1.6倍选择刀具直径。
2)立铣刀：立铣刀直径的选择主要应考虑工件加工尺寸的要求，并保证刀具所需功率在机床额定功率范围以内。如系小直径立铣刀，则应主要考虑机床的最高转数能否达到刀具的最低切削速度（60m/min）。
3)槽铣刀：槽铣刀的直径和宽度应根据加工工件尺寸选择，并保证其切削功率在机床允许的功率范围之内。
按照惯例，根据工件尺寸，主要是根据工件宽度选择铣刀直径，当然，在选择过程中，机床功率是首要的考虑因素。为了得到令人满意的结果，其它因素也很重要，如刀具的位置及刀齿和工件接触的形式等。
3.刀具主偏角的选择
主偏角是切削刃与切削平面之间的夹角。主偏角对径向切削力和切削深度有很大影响。径向切削力的大小直接影响刀具的切削功率和抗振动性能。铣刀主偏角越小，径向切削力越小，抗振动性能越好，但切削深度也减小。
铣削方肩平面时，选择90°超前角。该工具通用性好，适用于单件、小批量加工。由于这类刀具的径向切削力与切削力相等，进给阻力大且易振动，因此要求机床具有较大的功率和足够的刚性。
在加工带方肩的平面时，也可选用88°主偏角的铣刀。较之90°主偏角铣刀，其切削性能有一定改善。90°方肩铣刀进行平面铣削的情况也十分常见。铣削的工件形状不规则，或铸件表面会导致切深量发生变化，方肩铣刀可能是最佳选择。但在其他情况下，选用标准的45°面铣刀可能会获益更多。
当铣刀的切入角小于90°时，由于切屑变薄，轴向切屑厚度会小于铣刀的进给率，则铣刀切入角将对其适用的每齿进给量产生很大的影响。
面铣加工中，切入角为45°的面铣刀会使切屑变得更薄。随着切入角的减小，切屑厚度会小于每齿进给量，而这反过来可以使进给率提高 到原来的1.4倍。45°主偏角铣刀的径向切削力大幅度减小，约等于轴向切削力，切削载荷分布在较长的切削刃上，具有很好的抗振性，适用于镗铣床主轴悬 伸较长的加工场合。用该类刀具加工平面时，刀片破损率低，耐用度高；在加工铸铁件时，工件边缘不易产生崩刃。
4.选择合适的铣削方式
改进铣削工艺的另一种方法是优化面铣刀的铣削策略。当编制平面铣削程序时，用户必须首先考虑刀具切入工件的方式。通常，铣刀只是直接切入工件。这种切削方法通常伴随着较大的冲击噪声，因为当刀片拔出时，铣刀产生的切屑最厚。由于刀片对工件材料形成较大的冲击，往往会引起振动并产生拉应力，从而缩短刀具的寿命。
图1面铣刀直接切入工件会引起振动和产生拉应力
较好的进给方式是采用滚切法，即在不降低进给速度和切削速度的情况下，铣刀滚入工件。这意味着铣刀必须顺时针旋转，以确保以铣削方式加工。这种方式形成的切屑由厚到薄，可以减少刀具上的振动和拉应力，并将更多的切削热传递给切屑。通过改变方式，铣刀每次都能切进工件，刀具寿命可延长1-2倍。为了实现这种进给方法，刀具路径的编程半径应该是铣刀直径的1/2，并增加刀具到工件的偏移距离。
图2 滚切法可以减小振动和作用于刀具的拉应力
虽然滚动切削方法主要用于改进刀具切入工件的方式，但同样的加工原理也可以应用于铣削的其他阶段。对于大面积平面铣削，常用的方法是让刀具一个接一个地穿过工件的整个长度，然后在相反的方向上完成下一个切削。为了保持恒定的径向进刀量和消除振动，使用螺旋下刀和滚动铣削工件角的组合通常会取得更好的效果。
滚铣削工件边角可以消除噪声，延长刀具寿命。一般情况下，工件的角半径应为铣刀直径的75%-100%，这样可以缩短铣刀的弧长，减少振动，并允许使用较高的进给速度。
为了延长刀具寿命，在面铣加工中，应尽量避免刀具从工件上的孔或中断部位通过。当面铣刀从工件上一个孔的中间通过时，刀具在孔的一侧是顺铣，而在孔的另一侧是逆铣，这样会对刀片造成很大冲击。通过在对刀具路径编程时绕过孔和凹腔，就可以避免发生这种情况。
5.顺铣和逆铣的选择
相对于工件的进给方向和铣床铣刀的旋转方向有两种方式：
1)顺铣：铣刀的旋转方向和切削的进给方向是相同的，在开始切削时铣刀就咬住工件并切下最后的切屑。
2)逆铣：铣刀的旋转方向和切削的进给方向是相反的，铣刀在开始切削之前必须在工件上滑移一段，以切削厚度为零开始，到切削结束时切削厚度达到最大。
由于顺铣的切削效果最好，通常一般选顺铣，只有当机床存在螺纹间隙问题或者有顺铣解决不了的问题时，才考虑逆铣。因为逆铣时，刀片切入前产生强烈摩擦，造成加工表面硬化，使下一个刀齿难以切入。
当顺铣时应使铣削宽度大约等于2/3铣刀直径，这可保证刀刃一开始就能立即切入工件，几乎没有摩擦。如果小于1/2铣刀直径，则刀片又开始“摩擦”工件，因为切入时切削厚度变小，每齿进给量也将因径向切削宽度的变窄而减小。“摩擦”的结果使刀具寿命缩短，对于硬质合金刀具，增加每齿进给量和减小切削深度是比较有利的。
图3 顺铣与逆铣对比表
对于每一件刀具来说，最重要的还是要能够符合您所使用的设备要求及实际的工作要求，因此，希望我们在此所介绍的几项内容能够帮助到您选择更为合适的刀具。
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