國產(chǎn)硬質(zhì)合金螺旋立銑刀在加工中心上的運

   CNC加工中心用的立銑刀，品種規(guī)范繁復(fù)，從結(jié)構(gòu)來分有整體式合金立銑刀、可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金立銑刀(包含模塊式)及焊接式硬質(zhì)合金螺旋立銑刀3類。

   這3類不同的立銑刀，在CNC加工中心已運用較長時刻，各有千秋，特別是類和第2類運用面很廣，而第3類螺旋立銑刀運用面窄，運用不多。下面臨螺旋立銑刀進行分析。

國產(chǎn)螺旋立銑刀，自上世紀80年代已問世，其時因為刀片需擠壓呈螺旋狀，工藝雜亂難度大，遲遲未擴大出產(chǎn)，后逐步開展，在2008年國家已制定部標，目前國內(nèi)已有數(shù)十家刀具專業(yè)廠出產(chǎn)螺旋立銑刀，品種規(guī)范徹底。以往螺旋立銑刀，用在普通銑床上較多，運用在CNC加工中心上較少，這類刀具盡管切削性能好，但強度低，不易受沖擊，耐磨性差，不太適合運用在CNC加工中心上。慣例螺旋立銑刀若在硬質(zhì)合金原料、刀片截面尺度、刀具幾許參數(shù)及刀體的強度等方面規(guī)劃不妥會形成上述缺陷，可這種結(jié)構(gòu)立銑刀，有它獨特的利益，不只制作工藝較簡略、成本低，首要的是切削性能好，切削刃鋒利，刃口用鈍后還能屢次修磨，刀具運用成本低，可彌補可轉(zhuǎn)位刀具在運用中的不足，若能進步刀具的強度，增加刀具的耐磨性，這類刀具是很理想的刀具。

1.螺旋立銑刀的改善

1998年株洲鉆石對螺旋立銑刀嘗試了改善，硬質(zhì)合金刀片原料從本來的單一YG8商標改為亞微細顆粒YL10.2及YS25合金商標。YL10.2合金硬度≥91.8HRC，抗彎強度到達4 000N/㎡，首要適于切削各種鑄鐵、有色金屬及非金屬資料。YS25商標是在WC-CO-TiC基礎(chǔ)上加入8％Tac元素，對應(yīng)ISO的P25～P30運用范圍，首要用于銑削各種鋼材，尤其是合金鋼之類資料作用杰出。與常用硬質(zhì)合金刀片資料比較，這兩種合金資料無論是物理機械性能仍是運用性能都有很大改善和進步，具有很強的耐磨性、抗沖擊韌性、抗癢化性、抗粘結(jié)和抗分散才能；同時增加了螺旋硬質(zhì)合金刀片的截面尺度，刀體進行了淬火處理，刀具刀尖處由本來倒角形改為小圓弧形。改善后立銑刀經(jīng)姑蘇沙迪克三光，在五面體龍門加工中心上多年運用，受到了好評。φ50mm新式螺旋立銑刀徹底可代替從日本進口的“住友”同規(guī)范銑刀，其價格是進口刀的1/4，它的可切削耐用度、加工零件精度及外表粗糙度不差勁于日本聞名品牌刀具。

2.導(dǎo)軌螺旋立銑刀

在進步螺旋立銑刀強度與耐用度的基礎(chǔ)上，只需改動刀具幾許參數(shù)就能處理技術(shù)難度較高的精加工，下面介紹新研制的精銑導(dǎo)軌用“導(dǎo)軌螺旋立銑刀”（見圖1）。此刀具是筆者與田潤科高工共同研制的，刀具是由株洲華新硬質(zhì)合金工具廠制造。

眾所周知，精細機床如電火花慢走絲、電火花成型機及CNC加工中心等，機床首要大件床身、立柱及拖板上均裝有精度十分高的直線導(dǎo)軌定位，固定直線導(dǎo)軌是兩個彼此垂直的兩組精加工基準面，俗稱側(cè)導(dǎo)軌與平導(dǎo)軌面（見圖2），一般兩組導(dǎo)軌面長1.1～1.5m，直線度為0.005mm，彼此平行度0.005mm，平面度為0.008mm，外表粗糙度值Ra=0.8～1.6μm。加工難度與精度十分高，為保證其精度很多相關(guān)公司除選用的作業(yè)母機（如大隈、馬扎克等龍門銑）外，還在刀具裝備上選用進口硬質(zhì)合金立銑刀或進口可轉(zhuǎn)位立銑刀來切削，這樣不只刀具價格昂貴，加工導(dǎo)軌質(zhì)量有時動搖大，往往還要人工鏟刮來修正或上龍門導(dǎo)軌磨床返修；也有企業(yè)嘗試用國產(chǎn)硬質(zhì)合金規(guī)范螺旋立銑刀加工導(dǎo)軌面，但精度做不到，還常需程序插補來處理，進步作業(yè)面精度，有些大中型機床公司直接用CNC龍門導(dǎo)軌磨床進行精磨，這樣加工成本更高。因此，精銑的導(dǎo)軌面就成了不少企業(yè)的瓶頸。

硬質(zhì)合金導(dǎo)軌精銑刀是在規(guī)范螺旋立銑刀的基礎(chǔ)上作了較大改善，雖外形相同，但切削的作用顯著不一樣，首要改善有如下幾方面：

（1）慣例規(guī)范螺旋立銑刀，不管國內(nèi)外產(chǎn)品，刀具均選用密齒結(jié)構(gòu)，如φ50mm慣例規(guī)范銑刀z=6，精銑導(dǎo)軌銑刀z=8～10，這樣同時加工的齒數(shù)增加，切削安穩(wěn)。

（2）刀具幾許參數(shù)改動，螺旋角不相同，1刃為25°，相鄰1刃為30°；減小端面付偏面（俗稱刀隙角）并改善端面修刀刃。側(cè)切削刃留利劍為0.07mm，外表粗糙度需達鏡面要求。

（3）切削頭部切削刃長度縮短，取刀具直徑的1/2，刀體淬火硬度58～60HRC。導(dǎo)軌螺旋立銑刀多年來一直在姑蘇三光科技有限公司、姑蘇萬立精機、江蘇蘇鈴精機、姑蘇大器機械公司及常州新瑞等公司運用，均取得了很好作用，詳見姑蘇三光集團提供的切削對比表（見附表）。導(dǎo)軌螺旋立銑刀已申請專利，2014年已被國家知識產(chǎn)業(yè)局授權(quán)。

切削實驗定論：8刃新硬質(zhì)合金立銑刀與以前同規(guī)范硬質(zhì)合金銑刀比較，不只刀具耐用度進步了2倍，并且出產(chǎn)功率分別進步11%和38%。

   導(dǎo)軌螺旋立銑刀，因為切削刃鋒利，切削安穩(wěn)，耐用度又高，所以也適合加工一些剛性差、精度高的加工工藝困難的零件。如江蘇蘇鈴精工機械承接德國某聞名公司一加工使命，其中三坐標丈量儀器中的Y軸、Z軸及立柱都是薄壁結(jié)構(gòu)鑄件（見圖3），德方駐滬辦事處曾在江浙一帶找過很多有實力機械廠加工，但均因薄壁易振，導(dǎo)致銑削精度達不到圖樣要求。江蘇蘇鈴精工選用了導(dǎo)軌螺旋立銑刀，很輕松加工了該公司上述難加工件，檢測精度合格，工件直接發(fā)往德國安裝。

螺旋立銑刀還能銑削復(fù)合資料，如有些儀器儀表廠的印刷線路板，此線路板的底板是玻璃層壓板，上面覆蓋著很薄的有色金屬線路，銑印刷線路板的斜插口時，若用一般銑刀，會因切削力大形成金屬線路與底板撕裂，并且刀具鈍化很快，用導(dǎo)軌螺旋立銑刀可以很順暢處理這個難題，作業(yè)質(zhì)量安穩(wěn)，刀具壽命長。

3.定論

改善后的螺旋立銑刀在CNC加工中心上，在精銑、半精銑上都發(fā)揮了獨特利益，既可改動刀具結(jié)構(gòu)與參數(shù)，也能進行粗銑。

國產(chǎn)硬質(zhì)螺旋立銑刀是一種性價比較高的刀具，在CNC加工中心上具有很好的切削性能與運用價值。

鍵槽銑刀向心角對加工質(zhì)量的影響

航天壁板產(chǎn)品是選用數(shù)控銑削的方法，在鋁板上加工各種規(guī)格關(guān)閉平底下陷而成。因為下陷多為關(guān)閉結(jié)構(gòu)，且尺度較小，加工中選用端面切削刃過刀具中心的兩刃鍵槽銑刀，以方便沿刀具軸向進給直接下刀進行加工。可是鍵槽銑刀端面切削刃一般具有向心角，在銑削關(guān)閉下陷時會形成加工底面殘留，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

本文經(jīng)過切削實驗和理論剖析，研究鍵槽銑刀向心角對加工底面的影響、鍵槽銑刀向心角受關(guān)閉下陷尺度的影響，終究制定了鍵槽銑刀加工關(guān)閉下陷的選刀準則，有效處理了航天壁板關(guān)閉下陷加工底面殘留問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

1.鍵槽銑刀根本結(jié)構(gòu)

鍵槽銑刀是一種銑削刀具，主要用于加工鍵槽和關(guān)閉下陷。為了克服徑向切削力的影響，鍵槽銑刀規(guī)劃為兩個相互對稱刀刃。銑削時兩個刀刃上的切削力矩構(gòu)成力偶，徑向力相互抵消。鍵槽銑刀柱面和端面上都有切削刃，端面切削刃過刀具中心，因而能沿刀具軸向進給銑削，具有插鉆功能，可以直接加工關(guān)閉下陷。而立銑刀一般具有3個以上刀刃，端面中心一般帶中心孔，因而不能沿刀具軸向進行銑削，不能直接加工關(guān)閉下陷，主要用于半關(guān)閉或開放式的加工。鍵槽銑刀實際上屬于一種特殊的立銑刀。

鍵槽銑刀做徑向進給銑削時，柱面切削刃為主切削刃，端面切削刃為副切削刃；做軸向進給銑削時，端面切削刃為主切削刃，柱面切削刃為副切削刃。為了下降軸向進給時切削抗力、減小徑向進給時切削刃與已加工外表的沖突，鍵槽銑刀一般規(guī)劃有1.5°～3°的端面切削刃向心角。圖1所示為SANDVIKCoromant鍵槽銑刀的向心角。鍵槽銑刀的向心角在進行半關(guān)閉或開放式加工時不會對加工底面形成影響，可是在進行關(guān)閉加工時因為沿刀具軸向進給銑削會對加工底面形成影響。

2.向心角對加工底面影響剖析

（1）向心角對加工底面影響。經(jīng)過選用φ20mm向心角鍵槽銑刀和φ20mm平底鍵槽銑刀別離銑削關(guān)閉平底下陷，經(jīng)過實驗比照來驗證端面切削刃向心角對加工底面的影響。所用鍵槽銑刀如圖2所示。在帕萊克對刀儀上對向心角鍵槽銑刀的端面切削刃向心角進行丈量，端面切削刃均勻向心角為5°。

選用φ20mm向心角鍵槽銑刀和φ20mm平底鍵槽銑刀別離銑削邊長L1=25mm、L2=25mm、深h=3mm的關(guān)閉平底下陷，實驗成果如圖3所示。圖3左邊為向心角鍵槽銑刀銑削后的成果，可見加工底面中心方位存在顯著的錐塔狀殘留。圖3右側(cè)為平底鍵槽銑刀銑削后的成果，可見加工底面光整無殘留。

經(jīng)過實驗成果可見向心角鍵槽銑刀銑削關(guān)閉下陷時會在加工底面構(gòu)成顯著的切削殘留，且無法經(jīng)過優(yōu)化走刀軌道來消除殘留；而平底鍵槽銑刀銑削關(guān)閉下陷時加工底面光整無殘留。

（2）下陷尺度對加工底面影響。選用圖2中的5°向心角的φ20mm鍵槽銑刀別離銑削不同尺度的平底關(guān)閉下陷，經(jīng)過剖析實驗成果來取得底面殘留與下陷尺度的關(guān)系。

選用5°向心角的φ20mm鍵槽銑刀別離銑削兩個平底關(guān)閉下陷：邊長L1=30mm、L2=30mm、深h=3mm；邊長L1=30mm、L2=25mm、深h=3mm。實驗成果如圖4所示。圖4左邊為L1=30mm、L2=30mm關(guān)閉下陷的銑削成果，可見加工底面中心方位存在顯著的錐塔狀殘留。圖4右側(cè)為L1=30mm、L2=25mm關(guān)閉下陷的銑削成果，可見加工底面中心方位相同存在顯著的錐塔狀殘留。綜上可見在L1=30mm（L1≥L2）的情況下，選用5°向心角的Φ20mm鍵槽銑刀銑削后底面存在殘留現(xiàn)象，且無法經(jīng)過優(yōu)化走刀軌道來消除殘留。

選用5°向心角的Φ20鍵槽銑刀別離銑削兩個平底關(guān)閉下陷：邊長L1=40mm、L2=40mm、深h=3mm；邊長L1=40mm、L2=25mm、深h=3mm。實驗成果如圖5所示。圖5左邊為L1=40mm、L2=40mm關(guān)閉下陷的銑削成果，可見加工底面光整無殘留。圖5右側(cè)為L1=40mm、L2=25mm關(guān)閉下陷的銑削成果，可見加工底面相同光整無殘留。綜上可見在L1=40mm（L1≥L2）的情況下，選用5°向心角的Φ20mm鍵槽銑刀銑削后底面不存在殘留現(xiàn)象。

3.實驗總結(jié)

鍵槽銑刀端面切削刃向心角使銑刀端面呈向心凹型，刀具中心是凹型的蕞低點。在銑削關(guān)閉下陷時，銑刀需先進行軸向進給，再進行徑向進給。因為銑刀端面呈凹型，軸向進給時會在銑刀中心方位的加工底面構(gòu)成殘留。徑向進給時，跟著銑刀的移動，端面切削刃及刀尖會逐步切削銑刀中心方位的底面殘留?？墒钱旉P(guān)閉下陷尺度較小時，銑刀徑向進給受下陷尺度限制，在有限的走刀軌道中，銑刀端面凹型區(qū)域會存在必定堆疊，而且切削刃刀尖無法切削到堆疊區(qū)域，終究在加工底面構(gòu)成殘留，如圖6所示。

當L1≥2D時（其中L1為關(guān)閉下陷長邊，L2為關(guān)閉下陷短邊，L1≥L2，D為鍵槽銑刀直徑），刀具徑向進給時，經(jīng)過優(yōu)化走刀軌道，可以使端面切削刃及刀尖充沛切削刀具中心方位的底面殘留，從而消除加工底面殘留。因而，當L1≥2D時，較大的鍵槽銑刀端面切削刃向心角不會對加工底面形成影響。當L1＜2D時，較大的鍵槽銑刀端面切削刃向心角會對加工底面形成影響，銑刀端面凹型區(qū)域會存在必定無法消除的堆疊，在加工底面構(gòu)成殘留，且切削殘留無法經(jīng)過完善走刀軌道來消除。所以在L1＜2D時，應(yīng)考慮更換小直徑的鍵槽銑刀或較小向心角的鍵槽銑刀，也可選用具有足夠長度修光刃的鍵槽銑刀來加工關(guān)閉下陷，以避免加工底面發(fā)生殘留。

4.結(jié)語

經(jīng)過對鍵槽銑刀端面切削刃的向心角進行理論剖析，得出形成加工底面殘留的原因。在剖析下陷尺度對加工底面殘留影響的基礎(chǔ)上，選用比照切削實驗驗證了理論剖析成果。終究得出定論：當L1≥2D時，鍵槽銑刀端面切削刃向心角不會對加工底面形成影響，可經(jīng)過完善走刀軌道的方法處理加工底面殘留問題。在此定論基礎(chǔ)上總結(jié)出L1＜2D時選用鍵槽銑刀銑削關(guān)閉下陷的選刀準則。經(jīng)過將研究成果應(yīng)用到航天壁板產(chǎn)品的加工中，有效提高了選刀功率，同時處理了壁板關(guān)閉下陷加工底面殘留問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和加工功率，可廣泛用于各類關(guān)閉平底下陷的銑削加工。

用于銑削加工的銑刀

用于銑削加工的銑刀

     用于銑削加工的、具有一個或多個刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的余量。銑刀首要用于在銑床上加工平面、臺階、溝槽、成形表面和切斷工件等。

   銑刀按用途區(qū)別有多種常用的型式（圖1）。①圓柱形銑刀：用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上，按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數(shù)分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少，刀齒強度高，容屑空間大，適用于粗加工；細齒銑刀適用于精加工。②面銑刀：用于立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面,端面和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細齒之分。其結(jié)構(gòu)有整體式、鑲齒式和可轉(zhuǎn)位式 3種。③立銑刀：用于加工溝槽和臺階面等，刀齒在圓周和端面上，工作時不能沿軸向進給。當立銑刀上有通過中心的端齒時,可軸向進給。④三面刃銑刀:用于加工各種溝槽和臺階面,其兩邊面和圓周上均有刀齒。⑤角度銑刀:用于銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。⑥鋸片銑刀：用于加工深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的沖突,刀齒兩邊有15′～1°的副偏角。此外,還有鍵槽銑刀、燕尾槽銑刀、T形槽銑刀和各種成形銑刀等。

    銑刀的結(jié)構(gòu)分為4種。①整體式:刀體和刀齒制成一體。②整體焊齒式：刀齒用硬質(zhì)合金或其他耐磨刀具資料制成,并釬焊在刀體上。③鑲齒式:刀齒用機械夾固的辦法緊固在刀體上。這種可換的刀齒可所以整體刀具資料的刀頭,也可所以焊接刀具資料的刀頭。刀頭裝在刀體上刃磨的銑刀稱為體內(nèi)刃磨式；刀頭在夾具上獨自刃磨的稱為體外刃磨式。④可轉(zhuǎn)位式(見可轉(zhuǎn)位刀具)：這種結(jié)構(gòu)已廣泛用于面銑刀、立銑刀和三面刃銑刀等。

    銑刀按齒背的加工辦法分為兩類。①尖齒銑刀：在后邊上磨出一條窄的刃帶以形成后角，由于切削角度合理，其壽數(shù)較高。尖齒銑刀的齒背有直線、曲線和折線3種方式（圖2）。直線齒背常用于細齒的精加工銑刀。曲線和折線齒背的刀齒強度較好，能承受較重的切削負荷，常用于粗齒銑刀。②鏟齒銑刀：其后邊用鏟削（或鏟磨）辦法加工成阿基米德螺旋線的齒背，銑刀用鈍后只須重磨前面，能保持原有齒形不變，用于制作齒輪銑刀等各種成形銑刀。

立銑刀螺旋角的挑選門路

咱們一直在努力

立銑刀的根本刃口形狀（螺旋槽形狀）有直形和螺旋形兩種。螺旋角可分為30o、45o、50°等，種類豐富多樣。由于螺旋刃立銑刀相關(guān)于直刃具有切削輕快、平穩(wěn)、和運用范圍廣等長處，因而在銑削加

工中得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在來介紹一下怎么區(qū)別運用。

刃天行即將推出超硬系列立銑刀——由注銘刀具生產(chǎn)商OSG制作！

1螺旋角的作用

立銑刀的螺旋角越大，工件與切削刃的接觸長度就越長。這樣能夠下降單位長度切削刃所接受的負載，因而可延伸刀具壽數(shù)。但一起，切削阻力會變大，因而必須考慮選用夾持剛性高的刀柄。

小螺旋角型立銑刀：

切削刃長（藍線部分長度）? 短

大螺旋角型立銑刀：

切削刃長（紅線部分長度）? 長

2螺旋角特性的歸納

硬質(zhì)合金立銑刀大致長這樣

特別的螺旋角

有一般刃、錐形刃、粗加工刃

? 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。

? 螺旋角與前角

螺旋角的增大使立 銑刀實際前角增大，刃口愈加尖利。

? 螺旋角與被加工面精度

一般被加工面的筆直度和平面 度公差值隨螺旋角的增大而增加，但螺旋角大于40°今后反而隨螺旋角的增大而呈減小趨勢。

? 螺旋角與刀具壽數(shù)

圓周刃刃帶的磨損速度與螺旋角巨細根本成正比；另一方面，當螺旋角很 小時，細微的刀具磨損也將顯著下降刀具的切削性能，引起振動，使刀具無法持續(xù)運用。當螺旋角 過大時，刀具剛性變差，壽數(shù)減低。

? 螺旋角與被切削資料

加工硬度低的軟質(zhì)資料時，用大螺旋角，以增大前角，進步刃口的尖利性；加工硬度高的硬質(zhì)資料時，用小螺旋角，以減小前角， 進步刃口的剛性。

3螺旋角的挑選

關(guān)于不銹鋼類導(dǎo)熱率較低且對刃尖受熱影響較大的難切削資料，選用大螺旋角型立銑刀進行切削，有助于延伸刀具壽數(shù)。

此外，精加工面的特性因螺旋角而發(fā)作改動。例如，需進行滑潤精加工時，有時也可運用大螺旋角型立銑刀?？墒?，運用大螺旋角型立銑刀時，切削阻力會增大、右螺旋角刀具向外脫出的力也會變大，因而必須采取相應(yīng)措施，如運用夾持剛性高的刀柄。盡管可保證刀具的剛性，但在薄板加工等工件剛性較低的情況下，有時也會運用小螺旋角型立銑刀。

4螺旋角50°的大螺旋立銑刀

側(cè)面精加工用立銑刀

選用多刃規(guī)劃，刀具剛性好，能蕞大極限減少側(cè)面切削時的讓刀量。

刃尖經(jīng)過尖角保護處理，能蕞大極限地抑制刀尖崩刃。

5.60°螺旋角型立銑刀：

適合SUS304不銹鋼等難切削資料高速切削

關(guān)于導(dǎo)熱率低，切削時刃尖溫度較易上升的難切削資料，共同的刀刃形狀可抑制切削熱對刃尖的影響。

6實現(xiàn)高速加工的粗加工型立銑刀

選用45°螺旋角與共同的槽形狀，一起實現(xiàn)高速加工與高耐磨性。

選用細齒紋斷屑槽，加工后的表面粗糙度良好。

選用潤滑性優(yōu)異、耐熱性好(耐熱溫度1100℃)的涂層。

終螺旋角是螺旋刃立銑刀的主要參數(shù)之一，螺旋角巨細的改動對刀具的切 削加工性能有很大影響.跟著數(shù)控加工技能和柔性制作技能的開展，在刀具制作工藝上改動螺旋角的巨細已成為可能和十分簡便。如果進一步深入研究螺旋角巨細對螺旋刃立銑刀切削性能的各種影

響，在制作和選用螺旋刃立銑刀時，結(jié)合機床和工裝卡具的性能，依據(jù)被加工資料的性能及加工精 度、加工效率以及刀具資料和刀具壽數(shù)等因素歸納考慮，優(yōu)化螺旋角的巨細，無疑會對促進、

高精銑削加工起重要作用。