硬質(zhì)合金銑刀知識大全

硬質(zhì)合金銑刀是指用硬質(zhì)合金為材料制成的銑刀。了解硬質(zhì)合金銑刀先要知道什么是硬質(zhì)合金，硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物（WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。

硬質(zhì)合金銑刀分類

　　硬質(zhì)合金銑刀主要分：整體硬質(zhì)合金銑刀|硬質(zhì)合金直柄槽銑刀|硬質(zhì)合金鋸片銑刀|硬質(zhì)合金螺旋鉆銑刀|硬質(zhì)合金機用鉸刀銑刀|硬質(zhì)合金立銑刀|硬質(zhì)合金球頭銑刀

硬質(zhì)合金銑刀用途：

　　硬質(zhì)合金銑刀一般主要用于數(shù)控加工中心，cnc雕刻機。也可以裝到普通銑床上加工一些比較硬不復雜的熱處理材料。

1.硬質(zhì)合金圓柱形銑刀：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.硬質(zhì)合金面銑刀：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.硬質(zhì)合金立銑刀：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.硬質(zhì)合金三面刃銑刀:用于加工各種溝槽和臺階面,其兩側(cè)面和圓周上均有刀齒。

5.硬質(zhì)合金角度銑刀:用于銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。

6.硬質(zhì)合金鋸片銑刀：用于加工深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的摩擦,刀齒兩側(cè)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。

硬質(zhì)合金銑刀銑削方式

　硬質(zhì)合金銑刀相對于工件的進給方向和銑刀的旋轉(zhuǎn)方向主要有以下兩種銑削方式：

一種是順銑，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削的進給方向是相同的，在開始切削時銑刀就咬住工件并切下后的切屑。

第二種是逆銑，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削的進給方向是相反的，銑刀在開始切削之前必須在工件上滑移一段，以切削厚度為零開始，到切削結(jié)束時切削厚度達到大。

　　順銑時，切削力將工件壓向工作臺，逆銑時切削力使工件離開工作臺。由于順銑的切削效果好，通常選順銑，只有當機床存在螺紋間隙問題或者有順銑解決不了的問題時，才考慮逆銑。

　　硬質(zhì)合金銑刀刀片每一次進入切削時，切削刃都要承受沖擊載荷，載荷大小取決于切屑的橫截面、工件材料和切削類型。在理想狀況下，銑刀直徑應比工件寬度大，銑刀軸心線應始終和工件中心線稍微離開一些距離。當?shù)毒哒龑η邢髦行姆胖脮r，極易產(chǎn)生毛刺。切削刃進入切削和退出切削時徑向切削力的方向?qū)⒉粩嘧兓?，機床主軸就可能振動并損壞，刀片可能碎裂并且加工表面將十分粗糙，硬質(zhì)合金銑刀稍微偏離中心，切削力方向?qū)⒉辉俨▌?，銑刀將會獲得一種預載荷。

硬質(zhì)合金銑刀維護

　　當硬質(zhì)合金銑刀軸心線和工件邊緣線重合或接近工件的邊緣線時，情況將很嚴重，操作人員應做好相關的設備維護工作：

1．檢查機床的功率和剛度，以保證所需要的銑刀直徑能夠在機床上使用。

2．主軸上刀具的懸伸量盡可能達到短，減小銑刀軸線與工件位置對沖擊載荷的影響。

3．采用適合于該工序的正確的銑刀齒距，以確保在切削時沒有太多的刀片同時和工件嚙合而引起振動，另一方面，在銑削狹窄工件或銑削型腔時要確保有足夠的刀片和工件嚙合。

4．確保采用每刀片的進給量，以便在切屑足夠厚時能獲得正確的切削效果，從而減小刀具磨損。采用正前角槽形的可轉(zhuǎn)位刀片，從而獲得平穩(wěn)的切削效果以及低的功率。

5．選用適合于工件寬度的銑刀直徑。

6．選用正確的主偏角。

7．正確放置銑刀。

8．僅在必要時使用切削液。

9．遵循刀具保養(yǎng)及維修規(guī)則，并監(jiān)控刀具磨損。

　　做好硬質(zhì)合金銑刀的維護工作能夠延刀具使用壽命，提高工作效率。

硬質(zhì)合金銑刀選擇

　　銑削加工不銹鋼除端銑刀和部分立銑刀及硬質(zhì)合金作銑刀材料外，其余各類銑刀均采用高速鋼，特別是鎢—鉬系和高釩高速鋼具有良好的效果，其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1～2倍。適宜制作不銹鋼銑刀的硬質(zhì)合金牌號有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。

　　采用噴霧冷卻法效果為顯著，可提高銑刀耐用度一倍以上；如用一般10%乳化液冷卻，應保證切削液流量達到充分冷卻。硬質(zhì)合金銑刀銑削不銹鋼時，取Vc=70～150m/min，Vf=37.5～150mm/min，同時應根據(jù)合金牌號及工件材料的不同作適當調(diào)整。

　　不銹鋼的粘附性及熔著性強，切屑容易粘附在銑刀刀刃上，使切削條件惡化；逆銑時，刀刃先在已經(jīng)硬化的表面上滑行，增加了加工硬化的趨勢；銑削時沖擊、振動較大，使銑刀刀刃易崩刃和磨損。

　　銑削加工不銹鋼時，切削刃既要鋒利又要能承受沖擊，容屑槽要大?？刹捎么舐菪倾姷?圓柱銑刀、立銑刀)，螺旋角b從20°增加到45°(gn=5°)，刀具耐用度可提高2倍以上，因為此時銑刀的工作前角g0e由11°增加到27°以上，銑削輕快。但b值不宜再大，特別是立銑刀以b≤35°為宜，以免削弱刀齒。

　　采用波形刃立銑刀加工不銹鋼管材或薄壁件，切削輕快，振動小，切屑易碎，工件不變形。用硬質(zhì)合金立銑刀高速銑削、可轉(zhuǎn)位端銑刀銑削不銹鋼都能取得良好的效果。

　　用銀白屑端銑刀銑削1Cr18Ni9Ti，其幾何參數(shù)為gf=5°、gp=15°、af=15°、ap=5°、kr=55°、k′r=35°、g01=-30°、bg=0.4mm、re=6mm，當Vc=50～90m/min、Vf=630～750mm/min、a′p=2～6mm并且每齒進給量達0.4～0.8mm時，銑削力減小10%～15%，銑削功率下降44%，效率也大大提高。其原理是在主切削刃上磨出負倒棱，銑削時人為地產(chǎn)生積屑瘤，使其代替切削刃進行切削，積屑瘤的前角gb可達20~～302，由于主偏角的作用，積屑瘤受到一個前刀面上產(chǎn)生的平行于切削刃的推力作用而成為副屑流出，從而帶走了切削熱，降低了切削溫度。

　　銑削不銹鋼時，應盡可能采用順銑法加工。不對稱順銑法能保證切削刃平穩(wěn)地從金屬中切離，切屑粘結(jié)接觸面積較小，在高速離心力的作用下易被甩掉，以免刀齒重新切入工件時，切屑沖擊前刀面產(chǎn)生剝落和崩刃現(xiàn)象，提高刀具的耐用度。

　　不銹鋼材料應用廣泛，在車加工、銑加工、鉆加工、攻絲當中都能碰到。但是因為不銹鋼具有跟別的一般材料不一樣的特性，所以加工不銹鋼成為技術人員的一個不小的難題！

細長軸多角位鍵槽加工夾具設計

細長軸多角位鍵槽加工夾具設計

在產(chǎn)品加工過程中，經(jīng)常會遇到一些細長軸類零件，根據(jù)設計要求加工多個鍵槽，這些鍵槽尺寸、幾何公差要求較嚴，各鍵槽間、鍵槽與定位基準孔間有著較嚴的角位要求，用普通的劃線方法難以保證。同時細長軸類零件剛性差，裝夾后零件易變形，裝夾困難， 在分度頭上無法裝夾，由于分度頭也存在一定的定位及傳動間隙，對于一些精度較高的零件，難以保證加工要求。通常此類零件加工需要在一些專用數(shù)控機床上加工，在批量不大的情況下，專門購買設備加工會使加工成本提高，經(jīng)濟效益降低。為此，通過設計應用專用夾具，可在普通銑床上實現(xiàn)此類零件的加工，降低制造成本，提高經(jīng)濟效益。

零件技術難點分析

以某柴油機凸輪軸為例，該零件總長為2 452mm，直徑為125m5， 長徑比達到19.6，屬細長軸類零件。零件要求在外圓上加工6個鍵槽，鍵槽寬度尺寸為32p9，鍵槽間存在一定夾角，各鍵槽間角度偏差要求不大于±15′，并與裝配基準孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′，相對于凸輪軸外圓的對稱度不大于0.03mm。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

圖1　某柴油機凸輪軸結(jié)構(gòu)簡圖

由以上結(jié)構(gòu)分析可知該零件鍵槽加工過程中存在以下技術難點：①鍵槽間的角度偏差±15′及與裝配基準孔φ 10H7的角度偏差不大于±15′要求較高，利用一般的對線、分度頭等加工方法難以保證。②鍵槽相對于凸輪軸外圓的對稱度不大于0.03mm，由于零件屬細長軸，剛性裝夾過程存在裝夾變形，難以保證。

通過進行結(jié)構(gòu)分析和加工工藝方案研究，結(jié)合加工設備的具體結(jié)構(gòu)，設計了角位分度夾具、零件定位夾具和對刀塊等夾具，保證了零件的技術要求。

夾具設計

角位分度夾具。為了保證零件鍵槽間及與裝配基準孔φ 10H7的角度偏差，設計的角位分度夾具，結(jié)構(gòu)如圖2所示。該工裝通過菱形定位銷，以零件的一端定位凸臺及裝配基準孔φ 10H7為基準定位，根據(jù)零件的角度，設計了銑鍵槽的六方分度盤，分度盤各六方面間角度為60°±2′，在加工零件鍵槽過程中，通過螺栓、墊圈和螺母將零件與六方分度盤緊固在一起，機床主軸始終保持水平不動，通過旋轉(zhuǎn)找正六方分度盤上的六個平面在水平方向跳度不大于0.03mm，保證零件的旋轉(zhuǎn)定位，從而保證各鍵槽間的角度公差要求。

圖2　角位分度夾具

1.六方分度盤 2.螺栓 3.墊圈 4.螺母 5.菱形定位銷

定位夾具（見圖3）。由于該零件為細長軸，剛性較差，零件由于自重易發(fā)生自然彎曲，影響鍵槽加工精度。為此設計了V形塊來解決該問題。在零件加工過程中根據(jù)零件長度選擇合理的V形塊的數(shù)量，加工時通過找正樣棒，先將V形塊中心找正在一條直線上，使各V形塊中心偏差不大于0.015mm，找正后壓緊V形塊。然后再將零件裝夾到V形塊上，通過壓板壓緊零件，實現(xiàn)零件的裝夾。

圖3　定位夾具

1.壓板 2.樣棒 3.V形塊

銑鍵槽對刀塊（見圖4）。在零件加工過程中，為了提高加工效率，降低加工難度，設計了銑鍵槽對刀塊，保證鍵槽的對稱度要求。加工過程中將兩個鉸接在一起的V形塊裝夾在零件外圓上，找平對刀面后，將鍵槽銑刀裝入主軸，通過塞尺校驗，保證鍵槽銑刀中心與對刀槽中心重合偏差不大于0.01mm，從而保證加工出的鍵槽對稱度偏差滿足設計要求。

圖4　銑鍵槽對刀塊

加工方法

在加工過程中，首先找正定位夾具的各V形塊中心，偏差不大于0.015mm。壓緊V形塊后，裝夾零件，檢查零件側(cè)母線，確保零件未發(fā)生彎曲變形。利用銑鍵槽對刀塊調(diào)整機床主軸使之與φ 125m5外圓軸線同心。然后將分度夾具裝夾在零件法蘭盤端，并用零件的φ 65h6及φ 10H7銷孔定位， 找平六方分度盤上的平面，要求100mm內(nèi)跳動差不大于0.05mm，壓緊零件后銑鍵槽（見圖1，6個鍵槽自左至右依次排序①～⑥）①、②，松開零件，工件旋轉(zhuǎn)60°，找平六方分度盤，壓緊零件，對正機床主軸與零件主軸后，銑鍵槽④，隨后按以上步驟依次加工鍵槽③⑤⑥。按以上加工步驟加工完零件后，經(jīng)過檢驗零件完全滿足設計要求。

結(jié)語

通過設計、應用專用的工裝夾具，可在普通鍵槽銑床上實現(xiàn)大型細長軸零件多角位鍵槽的精密加工，在保證零件加工精度的前提下，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高加工效率。應用前景較好，可推廣。

菱齒立銑刀銑削碳纖維復合資料的切削功能研討

碳纖維復合資料（CFRP）是以碳纖維為增強體的樹脂基復合資料，具有比強度和比模量高，抗皮勞功能優(yōu)異，減振功能好，安全功能高，可明顯下降結(jié)構(gòu)件的分量等優(yōu)異功能，現(xiàn)在廣泛應用于航空航天、轎車、能源及體育器材等領域。碳纖維復合資料零件與其他資料零件裝配聯(lián)接時，銑削加工是取得準確幾何形狀的首要形式之一。因為碳纖維復合資料各向異性的特色，層間強度低而碳纖維硬度高，在銑削過程中易發(fā)作分層、翻邊及毛刺等缺點，嚴峻影響了刀具使用壽數(shù)和工件外表質(zhì)量。

近年來國內(nèi)外學者對碳纖維復合資料加工理論展開了廣泛研討。Iliescu等剖析了纖維方向?qū)喭獗頁p傷深度及切削力的影響，研討標明，隨著纖維方向的增加，工件亞外表的損傷深度隨之增加，刀具的前角對切削力的巨細及亞外表的損傷深度影響較?。籇evi Kalla等使用圓柱雙刃銑刀銑削多向鋪層復合資料并建立了銑削力的猜測模型；鮑永杰等以單層碳纖維復合資料為研討目標，選用單點飛切探究了撕裂缺點的構(gòu)成過程，剖析了刀具類型、鉆削力及切削速度等因素對鉆孔缺點的影響規(guī)律。現(xiàn)在針對碳纖維復合資料加工的研討，大部分會集在鉆孔方面，國內(nèi)尚無成熟的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的碳纖維復合資料專用銑削刀具。

本文提出了菱齒型立銑刀的規(guī)劃方案，并選用一般右旋金剛石涂層立銑刀、新式菱齒金剛石涂層立銑刀以及菱齒未涂層立銑刀，對碳纖維復合資料進行側(cè)銑實驗。在相同切削條件下，經(jīng)過對銑削過程中工件加工外表質(zhì)量、刀具壽數(shù)以及刀具磨損描摹的比照研討，探討了金剛石涂層的菱齒立銑刀銑削碳纖維復合資料的切削加工功能。

1.菱齒型立銑刀規(guī)劃原理

在碳纖維復合資料的銑削加工中，一般硬質(zhì)合金立銑刀作為一種傳統(tǒng)經(jīng)濟的刀具依然存在于生產(chǎn)領域。一般右旋立銑刀銑削碳纖維復合資料加工如圖1所示。銑削過程中，因為刀具右旋螺旋角的存在，復合資料的上、下外表均遭到斜向上的切削力效果，此刻資料下外表的纖維層剛性較好，簡單徹底被堵截；而資料上外表的纖維層因為缺乏上方的支撐資料，不簡單徹底被堵截，因而在工件的上外表易呈現(xiàn)毛刺、撕裂，乃至是分層現(xiàn)象，影響工件外表質(zhì)量。

新式菱齒立銑刀的刃型如圖2所示，菱齒型立銑刀經(jīng)過右旋向和左旋向的開槽磨削，構(gòu)成了數(shù)量較多的切削刃。在每個菱形的刀齒上，都具有右旋切削刃和左旋切削刃。銑削時，碳纖維復合資料既遭到右旋切削刃向上切削分力的效果，也遭到了左旋切削刃向下切削分力的效果，因而纖維層資料受力均衡，切削過程平穩(wěn)。因為菱齒型立銑刀在任一截面均有右旋刃和左旋刃一起參加切削加工（見圖3），在較塊切削速度的效果下，工件外表層纖維資料一起遭到了向上和向下切削力的效果，類似于剪刀原理，纖維資料輕易被剪斷，能夠有用地防止工件上、下外表撕裂、毛刺等加工缺點的發(fā)作，提高復合資料的加工質(zhì)量。

2.實驗條件

   實驗刀具選用金剛石涂層一般右旋立銑刀、金剛石涂層菱齒立銑刀以及未涂層的菱齒立銑刀，如圖4所示，刀具幾何參數(shù)如表1所示。實驗工件資料為T300型碳纖維復合資料，工件資料功能如表2所示。

   切削實驗在福裕立式加工中心QP2033-L上進行，刀柄BT40-KMC32-105，加工條件如表3所示。實驗后，選用Keyence顯微鏡（類型：VHX-100）調(diào)查工件外表質(zhì)量以及刀具切削刃的磨損情況。

 3.實驗結(jié)果與剖析

（1）工件外表質(zhì)量比照剖析。在相同的切削加工條件下，一般金剛石涂層右旋立銑刀側(cè)銑碳纖維復合資料3m后工件的外表質(zhì)量如圖5所示。從圖中能夠看出，工件上外表呈現(xiàn)了明顯的毛刺和撕裂現(xiàn)象，而下外表加工質(zhì)量良好。

圖6所示為金剛石涂層菱齒立銑刀側(cè)銑碳纖維復合資料3m后工件的外表質(zhì)量照片。從圖中能夠看出，碳纖維復合資料工件的上、下外表均未呈現(xiàn)毛刺、撕裂等加工缺點，加工外表質(zhì)量明顯優(yōu)于一般立銑刀。圖7所示為未涂層菱齒立銑刀側(cè)銑碳纖維復合資料3m后工件的外表質(zhì)量圖片。由圖可見，工件的上、下外表呈現(xiàn)了細微的毛刺現(xiàn)象，加工外表質(zhì)量優(yōu)于一般立銑刀，但比金剛石涂層菱齒立銑刀差。這首要是因為工件資料中的碳纖維硬度較高、未涂層刀具磨損較塊的原因。

（2）刀具壽數(shù)比照剖析。圖8所示為3款銑刀側(cè)銑碳纖維復合資料的刀具磨損曲線。若不考慮碳纖維復合資料外表質(zhì)量，僅以刀具后刀面磨損量VB=0.1mm作為刀具磨鈍規(guī)范，在到達磨鈍規(guī)范時，菱齒金剛石涂層立銑刀的切削間隔為63m，一般立銑刀的切削間隔為18m，而菱齒未涂層立銑刀的切削間隔僅為7m。金剛石涂層一般右旋立銑刀的刀具磨損比相同涂層的菱齒立銑刀要塊得多，這首要是因為菱齒立銑刀的切削刃數(shù)量在規(guī)劃上明顯多于一般立銑刀，在任一橫截面上，一起參加切削加工的切削刃約8個（見圖3），為一般右旋立銑刀的2倍。在相同轉(zhuǎn)速和進給速度下，菱齒立銑刀每齒承當?shù)那邢髁Ρ纫话懔姷缎?，因而同為金剛石涂層的菱齒立銑刀刃口磨損比一般立銑刀緩慢。比照金剛石涂層菱齒立銑刀和未涂層的菱齒立銑刀，能夠發(fā)現(xiàn)金剛石涂層的菱齒立銑刀的刀具壽數(shù)約是未涂層菱齒立銑刀的9倍。

（3）切削刃磨損比照剖析。因為碳纖維復合資料的切屑呈粉末狀，刀具的磨損首要發(fā)作在切削刃和后刀面鄰近。刀具后刀面磨損值VB=0.1mm的刀具磨損如圖9所示。從圖9a中能夠看出，一般右旋立銑刀前端切削刃的后刀面磨損顯現(xiàn)為均勻磨損，在靠近工件上外表的方位呈現(xiàn)異常鴻溝磨損，開始剖析因為碳纖維上外表殘留毛刺對刀具不斷沖擊構(gòu)成鴻溝劇烈磨損，露出發(fā)亮的硬質(zhì)合金基體資料，刀具磨損嚴峻。比較之下，圖9b所示菱齒金剛石涂層立銑刀則顯現(xiàn)出良好的耐磨性，加工63m后刀具后刀面磨損量才到達0.1mm，其右旋刃外表金剛石涂層已被磨損掉，而左旋刃外表金剛石涂層僅發(fā)作細微磨損。圖9c所示的未涂層菱齒立銑刀在切削7m后，右旋刃和左旋刃都呈現(xiàn)了嚴峻磨損。這首要是因為碳纖維復合資料首要成分是碳，其硬度非常高，在切削加工時，碳原子與刀具外表發(fā)作劇烈沖突，當硬質(zhì)合金刀具外表沒有涂層保護時，刀具后刀面非常簡單發(fā)作磨損。而金剛石涂層的硬度非常高，能夠到達8 000HV，在切削加工碳纖維復合資料時，金剛石涂層能夠有用保護刀具刃口，從而減緩刀具后刀面的磨損。

4. 結(jié)語

（1）因為菱齒型立銑刀在每個刀齒上均有右旋刃和左旋刃，在任一橫截面上均一起有右旋刃和左旋刃參加切削，構(gòu)成的剪切合力易于將碳纖維絲束剪斷，可有用抑制碳纖維復合資料外表毛刺、撕裂等現(xiàn)象的發(fā)作，提高工件加工外表質(zhì)量。

（2）相同金剛石涂層的菱齒立銑刀和一般右旋立銑刀比較，因為菱齒立銑刀一起參加切削的刃數(shù)約為一般右旋立銑刀的2倍，故菱齒立銑刀每齒承當切削力較小，刀具后刀面磨損緩慢；未涂層的菱齒立銑刀在銑削碳纖維復合資料時，因為刀具外表沒有金剛石涂層的保護，刀具后刀面磨損速度非常塊。

（3）綜上所述，新式金剛石涂層菱齒立銑刀適合于碳纖維復合資料的銑削加工。