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銑刀選擇的通用原則

銑刀選擇的通用原則

1．銑刀的選擇流程 一般考慮以下幾個方面進行選擇（見圖1）：

(1)零件形狀（考慮加工型面）：加工型面一般可為平面、深型、腔槽、螺紋等，不同加工型面使用的刀具不同，例如圓角銑刀可銑削凸曲面，但不能銑削凹曲面。

(2)材料：考慮其切削加工性、切屑成形、硬度、含有的合金元素等方面。刀具生產廠家一般將材料分為鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬、高溫合金、鈦合金、硬質材料。

(3)加工條件：加工條件包括機床夾具工件系統穩定性刀柄裝夾情況等。

(4)機床一夾具一工件系統穩定性：這需要了解機床的可用功率、主軸類型和規格、機床已使用的年限等，并且要結合刀柄長懸伸量及其軸向／徑向跳動情況。

(5)加工類別及子類別：這包含方肩銑削、平面銑削、仿形銑削等需要結合刀具的特點應

用進行選刀。

2．銑刀幾何角度的選擇

(1)前角的選擇。銑刀的前角應根據刀具和工件的材料確定。銑削時常有沖擊，故應保證切削刃有較高的強度。一般情況下銑刀前角小于車刀切削前角；高速鋼比硬質合金刀具要大；另外，在銑削塑性材料時，由于切削變形較大，應取較大的前角；銑削脆性材料時，前角應小些；在加工強度大、硬度高的材料時，還可采用負前角。前角的具體數值如表1所示。

(2)刃傾角的選擇立銑刀和圓柱銑刀的外圓螺旋角β就是刃傾角λs。這使刀齒可以逐漸的切入和切出工件，提高銑削的平穩性。增大β，可以使實際前角增大，切削刃鋒利，同時也使切屑易于排出。對于銑削寬度較窄的銑刀，增大螺旋角β的意義不大，故一般取β=0或較小的值。螺旋角盧的具體數值如表2所示。

(3)主偏角與副偏角的選擇。面銑刀主偏角的作用及其對銑削過程的影響，與車刀主偏角在車削中的作用和影響相同。常用的主偏角有45°、60°、75°、90°，工藝系統的剛性好，取小值；反之，取大值，主偏角選擇如表3所示。副偏角一般為5°—10°。圓柱銑刀只有主切削刃，沒有副切削刃，因此沒有副偏角，主偏角為90°。

整體硬質合金立銑刀及其應用

　　如果一個用戶有一把可轉位刀片式銑刀和一把整體硬質合金立銑刀（以下簡稱“整硬銑刀”）可供選擇，他通常會問一個基本的問題：哪種刀具性能更好？它們在哪些加工領域更具優勢？這與其說是一個孰優孰劣的問題，不如說是一個各擅勝場的問題。我們必須了解特定類型的刀具有哪些不同的性能特點，以及為了獲得良好的加工效果，應該如何合理使用它們。

　　刀片式銑刀在許多方面都與整硬銑刀大相徑庭。整硬銑刀采用了與刀片銑刀不同的基體材料和涂層類型，從而使這兩類銑刀表現出明顯的性能差異。如果在某種特定加工中，其中一類刀具的某些性能變得更為重要，那么或許此類刀具就更適合這種加工。

　　一般來說，與傳統的刀片銑刀相比，整硬銑刀的加工精度要高得多。不過，這一事實只適用于刀具在切削加工中的表現。這兩種刀具可能具有相同的尺寸精度等級，但由于整體硬質合金材料的剛性遠遠高于安裝刀片的鋼制刀柄，加工時在切削力作用下不易發生撓曲變形，因此能獲得更高的加工精度。

　　需要牢記的另一個重要事實是刀具的接觸弧長，一種特定刀具與被加工零件接觸的圓周長度，它與切削時產生的熱量以及被刀具、工件和切屑吸收的熱量直接相關。整硬銑刀與鋼制刀柄銑刀處理切削熱的特點截然不同，這也會反映在切削策略的選擇上。

　　為了更地進行對比，還必須考慮刀具的直徑尺寸。在直徑小于10mm的小直徑銑刀范疇，很少能見到刀片式銑刀的蹤影，顯然，整硬銑刀是當然之選。而在與之相對應的大直徑銑刀領域，由于經濟性的原因，整硬銑刀卻并非明智的選擇。直徑尺寸10－25mm左右的中等規格銑刀則是多種銑刀類型交迭共存的區域（見圖1）。在此范圍內，被加工形狀的復雜性、可達性以及加工精度要求成為選擇刀具的初始依據。

圖1 整硬銑刀和刀片銑刀的加工領域

整硬銑刀的基體材料

　　整硬銑刀的加工性能在很大程度上取決于所用硬質合金基體材料的類型。基體材料之所以至關重要，是因為它必須支撐刀具的切削刃，必須承受很大的切削力，而且必須防止任何形式的刀具破損。

　　為了確保銑刀具有足夠的韌性，并能提供良好的動態抗力，整硬銑刀通常采用微細晶粒硬質合金作為基體材料（見圖2）。這種基體具有更高的硬度和更好的刃口鋒利性，同時還能保持良好的韌性。但是，與常規粒度的硬質合金基體相比，微細晶粒硬質合金的導熱性（將熱量從切削區帶走的能力）相對較差。這就意味著，刀具切削時產生的熱量往往會駐留在刀具表面。因此，整硬銑刀的切削刃必須能夠承受這種切削熱，并控制接觸弧長，這是選擇整硬銑刀時始終需要考慮的一個重要條件。

圖2 硬質合金晶粒尺寸的影響和功能性

整硬銑刀的涂層和切削刃制備

　　為了提高刀具耐磨性，并將產生熱量的切削區與刀具基體隔離開（切削熱在基體中的積聚可能會縮段刀具壽命），整硬銑刀通常都要采用涂層。此外，由于整硬銑刀的切削刃比較鋒利，因此，刀具基體與涂層之間具有恰當的附著力也至關重要（見圖3）。尤其對于直徑較小的整硬銑刀來說，切削刃鋒利度是刀具加工性能的一項關鍵要素。

圖3 涂層對刃口鋒利度的影響

　　理想的整硬銑刀切削刃應具有盡可能高的硬度，以及可將崩刃風險降至蕞低的適當鋒利度。通過合理的切削刃制備，可以部分實現這一目標。一般來說，根據要求達到的加工質量和刀具壽命水平，不同的整硬銑刀可以采用不同的切削刃制備型式、刃口形狀和鋒利度。

　　切削刃是刀具的前刀面和后刀面相交形成的交線，通過刃磨前刀面和后刀面，可以獲得鋒利的切削刃。如果直接在鋒利的切削刃上沉積PVD涂層，涂層內部會產生很高的應力。由于這種高內應力的影響，涂層在切削時容易和剝落，從而縮小刀具壽命。涂層的質量和有效性取決于其在切削過程中承受和/或減小磨損率的能力。為了使涂層能更牢固地附著于切削刃上，并防止切削刃發生破損，有必要對切削刃進行強化（鈍化）處理（見圖4）。換句話說，為了確保加工穩定性和實現涂層功能，必須犧牲一部分刃口鋒利度，而這反過來又會增加刀具壽命。

圖4 鋒利的切削刃（上）和經過鈍化的切削刃（下）

　　甚至可以說，切削刃制備對整硬銑刀的重要性超過了基體類型和涂層技術。從邏輯上講，這對整硬銑刀的重磨有很大的影響。刀具重磨后，如果不對其刃口重新進行鈍化處理，使其恢復到初始狀態，就無法充分發揮修復刀具的全部潛力。因此，考慮到整硬銑刀不菲的初始成本，由原來的刀具制造商及其具有資質的服務中心來從事刀具重磨業務至關重要。

整硬銑刀的加工策略

　　根據整硬銑刀的尺寸大小和幾何形狀，可將其劃分為幾個大類，并按不同的加工范圍再細分為許多專門的小類。在不同的刀具應用領域，刀槽幾何形狀、刀尖角、前角和后角、螺旋角等設計特點都發揮著重要作用，并將各類整硬銑刀明確地區分開來。這種分類對于整硬銑刀和加工策略的選擇具有指導作用。

　　那么，選擇哪種加工策略好呢？這要取決于總的加工目標：你的主要目的是蕞大限度地提高生產率和零件產量，還是盡可能降低刀具成本和簡化刀具種類？此外，這也取決于被加工零件及與之相關的各種要素：刀具是用于切槽，還是用于側銑，或者兩種加工兼而有之？

　　需要考慮的后（但并非不重要）一個問題是約束條件，例如：機床的潛在加工能力有多大？工件的夾持剛性如何？這些要素可能會成為限制因素，使你無法采用一些更先進的加工策略，或無法使用一些更的專用整硬銑刀。

　　整硬銑刀的正確選擇取決于多種因素，重要的是采用正確的加工策略。實際上，在大多數情況下，許多制約因素都無法改變：加工機床、CAM系統以及被加工零件的材料、尺寸、公差、形狀等都是給定的常量。不過，在現有加工系統框架內，仍然可以通過制定正確的加工策略和采用多種方法來影響加工結果，還可以根據加工總目標，通過改變進給率、切削速度和切削深度，對切削條件進行優化調整。

　　根據選定的主攻方向和技術策略，就可以合理選擇整硬銑刀。顯而易見，有兩種可能的選刀方式：①按加工性能選刀，即根據加工類型（如側銑、銑槽或三維成形銑削），選擇用途單一的專用型銑刀，以獲得很好性能；②按使用范圍選刀，即選擇種類較少，但適用范圍更廣的通用型銑刀。無論采用何種選刀方式，用戶都需要在現有整硬銑刀品種規格中進一步縮小選擇范圍。

專用銑刀與通用銑刀

　　目前有5種不同類型的整硬銑刀可用于各種金屬材料的常規加工（見圖5）。其中，地一類刀具為一代整硬銑刀，其歷史可追溯到小型立銑刀主要采用高速鋼制造的年代，現在已落后過時。在20世紀70年代后期，小型立銑刀的基本材質開始由高速鋼轉換為硬質合金，但其典型的幾何特征仍然沿用高速鋼立銑刀的設計，這些設計比較適合當時的加工任務。如今，此類刀具無論是售價還是性能，都處于整硬銑刀市場的低端。

對于金屬切削加工零件資料來說,除了可以滿意制品的功能,并可以通過后續加工，滿意對其裝飾性、耐蝕性、導電性等性能要求外，還希望它可以有杰出的切削加工特性。　　工件資料的切削加工性是指在必定切削條件下，工件資料被切削的難易程度。為了對各種資料的切削加工性進行比較，用相對加工性Kr來表明。　　它是以切削抗拉強度σb=0.735Gpa 的45鋼，耐用度T=60min時的切削速度υ060為基準，與切削其它資料時的υ60的比值，即Kr=υ60/υ060 。　　當Kr>1 時，該資料比45鋼容易切削，切削性能好；當Kr<1 時，該資料比45鋼難切削，切削性能差。常駐機構用資料的切削加工性，根據相對加工性Kr的巨細分為8 級，如下表所列。 零件毛坯的挑選和加工余量

1.零件毛坯的挑選　　毛坯品種的挑選決定于零件的資料、形狀、出產性質以及出產中獲得的可能性。毛坯可以選用下列幾種：軋制資料（截面為圓形、六角形或正方形等的棒料、板料以及帶料等）和成型毛坯（鑄件、鍛件以及沖壓件等）。

2.毛坯的加工余量　　機械加工中毛坯尺寸與竣工零件尺寸之差，稱為毛坯的加工余量。加工余量的巨細取決于加工過程中各個工步應切除的金屬層的總和，以及毛坯尺寸與規則的公稱尺寸之間的誤差數值。

3.工序間的加工余量　　1) 應選用蕞小的加工余量，以求縮短加工時間，下降零件的制造費用；

2) 應保證各工序有充分的加工余量，能在后的工序中保證圖紙所要求的精度及外表粗糙度；

3) 應考慮到零件熱處理時引起的變形；

4) 應考慮加工零件時所選用的設備及加工辦法，以及零件在加工過程中可能發生的變形；

5) 應考慮到被加工零件的巨細，零件愈大則所要求的加工余量也應愈大。

4.挑選工序間工序公役的準則　　1) 公役不應超出經濟的加工精度范圍；

2) 挑選公役時應考慮到加工余量的巨細，公役的邊界決定加工余量的極限尺寸；

3) 挑選公役時應根據零件的后精度；

4) 挑選公役時應考慮出產批量的巨細，對單件小批量出產的零件答應挑選大的數值。螺紋設計加工

1.一般螺紋的加工辦法　　一般外螺紋的加工辦法主要有：板牙加工、螺紋銑刀銑削加工、螺紋搓絲板和滾絲輪滾扎加工。一般內螺紋的加工辦法主要有：絲錐加工、螺紋銑刀銑削加工。

2.一般螺紋加工常用數據一般螺紋的標記

螺紋公役帶代號的標示在螺紋代號之后，中心用“-”分隔。如果螺紋的中徑公役帶代號不同，則別離注出。　　前者表明中徑公役帶，后者表明頂徑公役帶。如果中徑公役帶與頂徑公役帶代號相同，則只標示一個代號。例如：M10-5g6g，M10×1-6H。　　內、外螺紋裝配在一起，其公役帶代號用斜線分隔，左面表明內螺紋公役帶代號，右邊表明外螺紋公役帶代號。例如：M20×2-6H/6g；M20×2左-6H/5g6g。　　一般情況下，不標示螺紋旋合長度，其螺紋公役帶按中等旋合長度確定。必要時，在螺紋公役帶代號之后加注旋合長度代號S或L，中心用“-”分隔。例如：M10-5g6g-S，M10-7H-L。【金屬加工微信，內容不錯，值得重視！】　　【螺紋公役帶三組旋合長度別離表明為：S（短）、N（中）、L（長）】。特殊需要時，可注明旋合長度的數值，中心用“-”分隔。例如：M20×2-5g6g-40。　　一般螺紋公役帶的選用及精度等級英制螺紋的尺寸系列