讲解数控铣刀基础知识教学资料分享

发布日期：2018-09-25 作者：admin 点击：

铣刀

　　数控铣刀与加工中心使用的刀具种类很多，主要分铣削刀具和孔加工刀具两大类，所用刀具正朝着标准化、通用化和模块化的方向发展，为满足高效和特殊的铣削要求，又发展了各种特殊用途的专用刀具。

　　数控铣刀与工具系统介绍：

　　1、铣刀结构

　　铣刀的结构分为三部分：切削部分，导入部分和柄部。铣刀的柄部为7:24圆锥柄，这种圆锥柄不会自锁，换刀方便，具有较高的定位精度和较大的刚性。

　　2、工具系统

　　工具系统是指连接数控机床与刀具的系列装夹工具，有刀柄、连杆、连接套和夹头等组成。数控机床工具系统能实现刀具的快速、自动装夹。随着数控工具系统的应用与日俱增，我国已经建立了标准化、系列化、模块式的数控工具系统。数控机床的工具系统分为整体式和模块式两种形式。

　　1)整体式工具系统TSG按连接杆的形式分为锥柄和直柄两种类型。锥柄连接杆的代码为JT；直柄连接杆的代码为JZ。该系统结构简单、使用方便、装夹灵活、更换迅速。由于工具的品种、规格繁多，给生产、使用和管理带来不便。

　　2)模块式工具系统TMG　模块式工具系统TMG有下列三种结构形式：圆柱连接系列TMG21，轴心用螺钉拉紧刀具；短圆锥定位系列TMG10，轴心用螺钉拉紧刀具；长圆锥定位系列TMG14，用螺钉锁紧刀具。模块式工具系统以配置最少的工具来满足不同零件的加工需要，因此该系统增加了工具系统的柔性，是工具系统发展的高级阶段。

　　3、切削刀具简介

　　1)孔加工刀具

　　①中心钻用于孔加工定位。

　　②麻花钻主要用于钻削孔。

　　③阶梯钻是一种高效的复合刀具，用于钻削阶梯孔。

　　④铰刀主要用于孔的精加工。

　　⑤镗刀主要用于扩孔和孔的精加工。

　　2)铣削加工刀具

　　①平面铣刀：这种铣刀主要有圆柱铣刀和端面铣刀两种形式。

　　②沟槽铣刀：最常用的沟槽铣刀有立铣刀、三面刃盘铣刀、键槽铣刀和角度铣刀。

　　③模具铣刀：模具铣刀切削部分有球形、凸形、凹形和T形等各种形状。

　　④组合成形铣刀：用多把铣刀组合使用，同时加工一个或多个零件，不但可以提高生产率，还可以保证零件的加工质量。

　　数控铣刀结构选择

　　数控铣刀一般由刀片、定位元件、夹紧元件和刀体组成。由于刀片在刀体上有多种定位与夹紧方式，刀片定位元件的结构又有不同类型，因此铣刀的结构形式有多种，分类方法也较多。选用时，主要可根据刀片排列方式。刀片排列方式可分为平装结构和立装结构两大类。

　　1)平装结构(刀片径向排列)

　　平装结构铣刀平装结构铣刀的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片(刀片价格较低，可重磨)。由于需要夹紧元件，刀片的一部分被覆盖，容屑空间较小，且在切削力方向上的硬质合金截面较小，故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。

　　2)立装结构(刀片切向排列)

　　立装结构铣刀立装结构铣刀的刀片只用一个螺钉固定在刀槽上，结构简单，转位方便。虽然刀具零件较少，但刀体的加工难度较大，一般需用五坐标加工中心进行加工。由于刀片采用切削力夹紧，夹紧力随切削力的增大而增大，因此可省去夹紧元件，增大了容屑空间。由于刀片切向安装，在切削力方向的硬质合金截面较大，因而可进行大切深、大走刀量切削，这种铣刀适用于重型和中量型的铣削加工。

　　数控铣刀角度的选择

　　铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。为满足不同的加工需要，有多种角度组合型式。各种角度中最主要的是主偏角和前角(制造厂的产品样本中对刀具的主偏角和前角一般都有明确说明)。

　　主偏角为切削刃与切削平面的夹角，如图11所示。铣刀的主偏角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等几种。

　　主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗振性能。铣刀的主偏角越小，其径向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也随之减小。

　　2)前角γ

　　铣刀的前角可分解为径向前角γf 和轴向前角γp，径向前角γf主要影响切削功率；轴向前角γp则影响切屑的形成和轴向力的方向，当γp为正值时切屑即飞离加工面。5、铣刀的齿数(齿距) 选择

　　铣刀齿数多，可提高生产效率，但受容屑空间、刀齿强度、机床功率及刚性等的限制，不同直径的铣刀的齿数均有相应规定。为满足不同用户的需要，同一直径的铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种类型。

　　粗齿铣刀　适用于普通机床的大余量粗加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工；当机床功率较小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。

　　中齿铣刀　系通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性。

　　密齿铣刀　主要用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。在专业化生产(如流水线加工)中，为充分利用设备功率和满足生产节奏要求，也常选用密齿铣刀(此时多为专用非标铣刀)。

　　为防止工艺系统出现共振，使切削平稳，还有一种不等分齿距铣刀。如FUCHWAN公司的铣刀均采用了不等分齿距技术。在大余量粗加工中建议优先选用不等分齿距的铣刀。

　　铣刀直径的选择

　　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。

　　铣刀的最大切削深度

　　不同系列的可转位面铣刀有不同的最大切削深度。最大切削深度越大的刀具所用刀片的尺寸越大，价格也越高，因此从节约费用、降低成本的角度考虑，选择刀具时一般应按加工的最大余量和刀具的最大切削深度选择合适的规格。当然，还需要考虑机床的额定功率和刚性应能满足刀具使用最大切削深度时的需要。

　　刀片牌号的选择

　　合理选择刀片硬质合金牌号的主要依据是被加工材料的性能和硬质合金的性能。一般选用铣刀时，可按刀具制造厂提供加工的材料及加工条件，来配备相应牌号的硬质合金刀片。

　　由于各厂生产的同类用途硬质合金的成份及性能各不相同，硬质合金牌号的表示方法也不同，为方便用户，国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：P类、M类和K类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示，每类中数字越大，其耐磨性越低、韧性越高。

　　P类合金(包括金属陶瓷)用于加工产生长切屑的金属材料，如钢、铸钢、可锻铸铁、不锈钢、耐热钢等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。

　　M类合金用于加工产生长切屑和短切屑的黑色金属或有色金属，如钢、铸钢、奥氏体不锈钢、耐热钢、可锻铸铁、合金铸铁等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。

　　K类合金用于加工产生短切屑的黑色金属、有色金属及非金属材料，如铸铁、铝合金、铜合金、塑料、硬胶木等。其中，组号越大，则可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。　　各厂生产的硬质合金虽然有各自编制的牌号，但都有对应国际标准的分类号，选用十分方便。