數(shù)控銑床刀具的選擇方法

刀具

　　數(shù)控銑床上所采用的刀具要根據(jù)被加工零件的材料、幾何形狀、表面質(zhì)量要求、熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量等，選擇剛性好、耐用度高的刀具�！　。�1）銑刀類型選擇 　　

根據(jù)被加工零件的幾何形狀,選擇刀具的類型有： 　　1） 加工曲面類零件時(shí)，為了[1]保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點(diǎn)相切，而避免刀刃與工件輪廓發(fā)生干涉，一般采用球頭刀，粗加工用兩刃銑刀，半精加工和精加工用四刃銑刀　　

2） 銑大的平面時(shí)：為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀　　

3） 銑小平面或臺(tái)階面時(shí)一般采用通用銑刀　

4） 銑鍵槽時(shí)，為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀

5）孔加工時(shí)，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工類刀具　　

（2）銑刀結(jié)構(gòu)選擇 　　銑刀一般由刀片、定位元件、夾緊元件和刀體組成。由于刀片在刀體上有多種定位與夾緊方式，刀片定位元件的結(jié)構(gòu)又有不同類型，因此銑刀的結(jié)構(gòu)形式有多種，分類方法也較多。選用時(shí)，主要可根據(jù)刀片排列方式。刀片排列方式可分為平裝結(jié)構(gòu)和立裝結(jié)構(gòu)兩大類。 　　

1)平裝結(jié)構(gòu)(刀片徑向排列) 　　　

平裝結(jié)構(gòu)銑刀的刀體結(jié)構(gòu)工藝性好，容易加工，并可采用無(wú)孔刀片(刀片價(jià)格較低，可重磨)。由于需要夾緊元件，刀片的一部分被覆蓋，容屑空間較小，且在切削力方向上的硬質(zhì)合金截面較小，故平裝結(jié)構(gòu)的銑刀一般用于輕型和中量型的銑削加工。 　　

2)立裝結(jié)構(gòu)(刀片切向排列) 　　　

立裝結(jié)構(gòu)銑刀的刀片只用一個(gè)螺釘固定在刀槽上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)位方便。雖然刀具零件較少，但刀體的加工難度較大，一般需用五坐標(biāo)加工中心進(jìn)行加工。由于刀片采用切削力夾緊，夾緊力隨切削力的增大而增大，因此可省去夾緊元件，增大了容屑空間。由于刀片切向安裝，在切削力方向的硬質(zhì)合金截面較大，因而可進(jìn)行大切深、大走刀量切削，這種銑刀適用于重型和中量型的銑削加工。 　　

(3)銑刀角度的選擇 　　銑刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃傾角等。為滿足不同的加工需要，有多種角度組合型式。各種角度中最主要的是主偏角和前角(制造廠的產(chǎn)品樣本中對(duì)刀具的主偏角和前角一般都有明確說(shuō)明)。 　　1)主偏角Kr 　　主偏角為切削刃與切削平面的夾角。銑刀的主偏角有90°、88°、75°、70°、60°、45°等幾種。 　　　

主偏角對(duì)徑向切削力和切削深度影響很大。徑向切削力的大小直接影響切削功率和刀具的抗振性能。銑刀的主偏角越小，其徑向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也隨之減小。 　　

90°主偏角　在銑削帶凸肩的平面時(shí)選用，一般不用于純平面加工。該類刀具通用性好(即可加工臺(tái)階面，又可加工平面)，在單件、小批量加工中選用。由于該類刀具的徑向切削力等于切削力，進(jìn)給抗力大，易振動(dòng)，因而要求機(jī)床具有較大功率和足夠的剛性。在加工帶凸肩的平面時(shí)，也可選用88°主偏角的銑刀，較之90°主偏角銑刀，其切削性能有一定改善。 　　

60°～75°主偏角　適用于平面銑削的粗加工。由于徑向切削力明顯減小(特別是60°時(shí))，其抗振性有較大改善，切削平穩(wěn)、輕快，在平面加工中應(yīng)優(yōu)先選用。75°主偏角銑刀為通用型刀具，適用范圍較廣；60°主偏角銑刀主要用于鏜銑床、加工中心上的粗銑和半精銑加工。 　　

45°主偏角　此類銑刀的徑向切削力大幅度減小，約等于軸向切削力，切削載荷分布在較長(zhǎng)的切削刃上，具有很好的抗振性，適用于鏜銑床主軸懸伸較長(zhǎng)的加工場(chǎng)合。用該類刀具加工平面時(shí)，刀片破損率低，耐用度高；在加工鑄鐵件時(shí)，工件邊緣不易產(chǎn)生崩刃。 　　

2)前角γ 　　銑刀的前角可分解為徑向前角γf和軸向前角γp，徑向前角γf主要影響切削功率；軸向前角γp則影響切屑的形成和軸向力的方向，當(dāng)γp為正值時(shí)切屑即飛離加工面。徑向前角γf和軸向前角γp正負(fù)的判別見圖12。 　常用的前角組合形式如下： 　　

雙負(fù)前角　雙負(fù)前角的銑刀通常均采用方形(或長(zhǎng)方形)無(wú)后角的刀片，刀具切削刃多(一般為8個(gè))，且強(qiáng)度高、抗沖擊性好，適用于鑄鋼、鑄鐵的粗加工。由于切屑收縮比大，需要較大的切削力，因此要求機(jī)床具有較大功率和較高剛性。由于軸向前角為負(fù)值，切屑不能自動(dòng)流出，當(dāng)切削韌性材料時(shí)易出現(xiàn)積屑瘤和刀具振動(dòng)。 　　

凡能采用雙負(fù)前角刀具加工時(shí)建議優(yōu)先選用雙負(fù)前角銑刀，以便充分利用和節(jié)省刀片。當(dāng)采用雙正前角銑刀產(chǎn)生崩刃(即沖擊載荷大)時(shí)，在機(jī)床允許的條件下亦應(yīng)優(yōu)先選用雙負(fù)前角銑刀。 　　

雙正前角　雙正前角銑刀采用帶有后角的刀片，這種銑刀楔角小，具有鋒利的切削刃。由于切屑收縮比小，所耗切削功率較小，切屑成螺旋狀排出，不易形成積屑瘤。這種銑刀最宜用于軟材料和不銹鋼、耐熱鋼等材料的切削加工。對(duì)于剛性差(如主軸懸伸較長(zhǎng)的鏜銑床)、功率小的機(jī)床和加工焊接結(jié)構(gòu)件時(shí)，也應(yīng)優(yōu)先選用雙正前角銑刀。 　　

正負(fù)前角(軸向正前角、徑向負(fù)前角)　這種銑刀綜合了雙正前角和雙負(fù)前角銑刀的優(yōu)點(diǎn)，軸向正前角有利于切屑的形成和排出；徑向負(fù)前角可提高刀刃強(qiáng)度，改善抗沖擊性能。此種銑刀切削平穩(wěn)，排屑順利，金屬切除率高，適用于大余量銑削加工。瓦爾特公司的切向布齒重切削銑刀F2265就是采用軸向正前角、徑向負(fù)前角結(jié)構(gòu)的銑刀。 　　

(4)銑刀的齒數(shù)(齒距) 選擇 　　

銑刀齒數(shù)多，可提高生產(chǎn)效率，但受容屑空間、刀齒強(qiáng)度、機(jī)床功率及剛性等的限制，不同直徑的銑刀的齒數(shù)均有相應(yīng)規(guī)定。為滿足不同用戶的需要，同一直徑的銑刀一般有粗齒、中齒、密齒三種類型。 　　

粗齒銑刀　適用于普通機(jī)床的大余量粗加工和軟材料或切削寬度較大的銑削加工；當(dāng)機(jī)床功率較小時(shí)，為使切削穩(wěn)定，也常選用粗齒銑刀。 　　 中齒銑刀　系通用系列，使用范圍廣泛，具有較高的金屬切除率和切削穩(wěn)定性。 　　密齒銑刀　主要用于鑄鐵、鋁合金和有色金屬的大進(jìn)給速度切削加工。在專業(yè)化生產(chǎn)(如流水線加工)中，為充分利用設(shè)備功率和滿足生產(chǎn)節(jié)奏要求，也常選用密齒銑刀(此時(shí)多為專用非標(biāo)銑刀)。 　　

為防止工藝系統(tǒng)出現(xiàn)共振，使切削平穩(wěn)，還有一種不等分齒距銑刀。如WALTER公司的NOVEX系列銑刀均采用了不等分齒距技術(shù)。在鑄鋼、鑄鐵件的大余量粗加工中建議優(yōu)先選用不等分齒距的銑刀。

銑刀直徑的選擇

　　銑刀直徑的選用視產(chǎn)品及生產(chǎn)批量的不同差異較大，刀具直徑的選用主要取決于設(shè)備的規(guī)格和工件的加工尺寸。 　　

1)平面銑刀 　　選擇平面銑刀直徑時(shí)主要需考慮刀具所需功率應(yīng)在機(jī)床功率范圍之內(nèi)，也可將機(jī)床主軸直徑作為選取的依據(jù)。平面銑刀直徑可按D＝1.5d（d為主軸直徑)選取。在批量生產(chǎn)時(shí)，也可按工件切削寬度的1.6倍選擇刀具直徑。 　　

2)立銑刀 　　立銑刀直徑的選擇主要應(yīng)考慮工件加工尺寸的要求，并保證刀具所需功率在機(jī)床額定功率范圍以內(nèi)。如系小直徑立銑刀，則應(yīng)主要考慮機(jī)床的最高轉(zhuǎn)數(shù)能否達(dá)到刀具的最低切削速度(60m/min)。 　　

3)槽銑刀 　　槽銑刀的直徑和寬度應(yīng)根據(jù)加工工件尺寸選擇，并保證其切削功率在機(jī)床允許的功率范圍之內(nèi)。