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發布時間：2020-07-28 05:20
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硬質合金銑刀知識大全
硬質合金銑刀是指用硬質合金為材料制成的銑刀。了解硬質合金銑刀先要知道什么是硬質合金，硬質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）為粘結劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金制品。
硬質合金銑刀分類
硬質合金銑刀主要分：整體硬質合金銑刀|硬質合金直柄槽銑刀|硬質合金鋸片銑刀|硬質合金螺旋鉆銑刀|硬質合金機用鉸刀銑刀|硬質合金立銑刀|硬質合金球頭銑刀
硬質合金銑刀用途：
硬質合金銑刀一般主要用于數控加工中心，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。按齒數分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數少，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。其結構有整體式、鑲齒式和可轉位式3種。
3.硬質合金立銑刀：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.硬質合金三面刃銑刀:用于加工各種溝槽和臺階面,其兩側面和圓周上均有刀齒。
5.硬質合金角度銑刀: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。
硬質合金銑刀銑削方式
硬質合金銑刀相對于工件的進給方向和銑刀的旋轉方向主要有以下兩種銑削方式：
一種是順銑，銑刀的旋轉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。當刀具正對切削中心放置時，極易產生毛刺。切削刃進入切削和退出切削時徑向切削力的方向將不斷變化，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，硬質合金銑刀稍微偏離中心，切削力方向將不再波動，銑刀將會獲得一種預載荷。
硬質合金銑刀維護
當硬質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位刀片，從而獲得平穩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．遵循刀具保養及維修規則，并監控刀具磨損。
做好硬質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，同時應根據合金牌號及工件材料的不同作適當調整。
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。用硬質合金立銑刀高速銑削、可轉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地從金屬中切離，切屑粘結接觸面積較小，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，切屑沖擊前刀面產生剝落和崩刃現象，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！
銑削曲面時必須注意的8個問題
銑削曲面時必須注意的8個問題
1.刀具的選擇
數控機床在加工模具時所采用的刀具多數與通用刀具相同。經常也使用機夾不重磨可轉位硬質合金刀片的銑刀。由于模具中有許多是由曲面構成的型腔，所以經常需要采用球頭刀以及環形刀（即立銑刀刀尖呈圓弧倒角狀）。
2.裝配銑床夾具需要注意的事項
按照銑削時的進給方式通常將銑床夾具分為直線進給式、圓周進給式、及靠模銑夾具。那么給銑床裝配這些夾具時需要注意什么問題呢？
一、為了提高銑床夾具在機床上安裝的穩定性和動態下的抗振性能，各種裝置的結構應緊湊，夾具的要盡可能低，夾具體與機床工作臺的接觸面積要大。
第二、利用銑床銑削加工生產率高（切削時間短），設計夾具時要考慮如何快速地安裝工件以縮短輔助時間，一般在夾具卜．還設置有確定位置及方向的元件，以便于迅速地調整好夾具、機床的相對位置。
第三、裝配銑床夾具時還要考慮切屑流出及清理方便。銑削加工時產生大量切屑，應有足夠的排屑空間，大型夾具應考慮排屑口、出屑槽；對不易清除切屑的部位和空間應加防護罩。加工時采用切削液時，夾具體設計要考慮切削液的流向和回收。對于重型銑床夾具，為便于搬運，還應在夾具體上設置吊環等。
3.銑削曲面時應注意的問題
(1) 粗銑 粗銑時應根據被加工曲面給出的余量，用立銑刀按等高面一層一層地銑削，這種粗銑。粗銑后的曲面類似于山坡上的梯田。臺階的高度視粗銑精度而定。
(2) 半精銑 半精銑的目的是銑掉“梯田”的臺階，使被加工表面更接近于理論曲面，采用球頭銑刀一般為精加工工序留出0.5㎜左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。
(3) 精加工 終加工出理論曲面。用球頭銑刀精加工曲面時，一般用行切法。對于開敞性比較好的零件而言，行切的折返點應選在曲表的外面，即在編程時，應把曲面向外延伸一些。對開敞性不好的零件表面，由于折返時，切削速度的變化，很容易在已加工表面上及阻擋面上，留下由停頓和振動產生的刀痕。所以在加工和編程時，一是要在折返時降低進給速度，二是在編程時，被加工曲面折返點應稍離開阻擋面。對曲面與阻擋面相貫線應單作一個清根程序另外加工，這樣就會使被加工曲面與阻擋面光滑連接，而不致產生很大的刀痕。
(4) 球頭銑刀在銑削曲面時，其刀尖處的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面銑削比較平緩的曲面時，球刀刀尖切出的表面質量比較差，所以應適當地提高主軸轉速，另外還應避免用刀尖切削。
(5) 避免垂直下刀。平底圓柱銑刀有兩種，一種是端面有尖孔，其端刃不過中心。另一種是端面無尖孔，端刃相連且過中心。在銑削曲面時，有尖孔的端銑刀對不能像鉆頭似的向下垂直進刀，除非預先鉆有工藝孔。否則會把銑刀頂斷。如果用無尖孔的端刀時可以垂直向下進刀，但由于刀刃角度太小，軸向力很大，所以也應盡量避免。好的辦法是向斜下方進刀，進到一定深度后再用側刃橫向切削。在銑削凹槽面時，可以預鉆出工藝孔以便下刀。用球頭銑刀垂直進刀的效果雖然比平底的端銑刀要好，但也因軸向力過大、影響切削效果的緣故，好不使用這種下刀方式。
(6) 銑削曲面零件中，如果發現零件材料熱處理不好、有裂紋、組織不均勻等現象時，應及時停止加工，以免浪費工時。
(7) 在銑削模具型腔比較復雜的曲面時，一般需要較長的周期，因此，在每次開機銑削前應對機床、夾具、刀具進行適當的檢查，以免在中途發生故障，影響加工精度，甚至造成廢品。
(8) 在模具型腔銑削時，應根據加工表面的粗糙度適當掌握修銼余量。對于銑削比較困難的部位，如果加工表面粗糙度較差，應適當多留些修銼余量；而對于平面、直角溝槽等容易加工的部位，應盡量降低加工表面粗糙度值，減少修銼工作量，避免因大面積修銼而影響型腔曲面的精度。
不同涂層刀具切削淬硬H13鋼加工性能研討
不同涂層刀具切削淬硬H13鋼加工性能研討
H13鋼能夠作為熱作模具鋼，能夠用于制作載荷較大的鍛模、熱擠壓模、合金資料的壓鑄模、有色金屬壓鑄模和要求較精密的塑料模等。從切削角度看，H13鋼導熱系數較小，工件散熱性較差，在切削中會發生熱量，引起刀具切削時溫度快速升高，較高的作業溫度會導致刀具作業時強度顯著下降，進而縮段刀具使用壽數。
硬態切削是把淬火鋼零件車削進程作為后工序進行加工處理，且在切削加工中不添加使用任何切削液，涂層資料被涂覆在刀具基體上并與基體緊密結合在一起，有用進步刀具耐磨性和切削性能，并保持刀具基體自身的耐性，改進刀—屑之間的沖突，有用延伸刀具壽數。
PVD(物理氣相沉積)和CVD(化學氣相沉積)兩種辦法是常用的涂層刀具制作工藝。TiAlN、TiN、Al2O3等涂層刀具常用來切削淬硬模具鋼，它們雖然較PCBN和陶瓷硬度較低、熱安穩性較差，但硬質合金的強度和斷裂耐性很高，適用于淬硬H13鋼的切削加工。Sasahara等使用涂層刀具進行了硬切削45鋼的外表完整性的研討，分析了切削參數對加工外表磨損、剩余應力的影響。侯志剛等對TP1000涂層刀片車削淬硬45鋼和淬硬T10A鋼進行了切削實驗，得出TP1000車削淬硬45鋼時首要磨損機理為磨料磨損以及氧化磨損，而破損機理首要是涂層的掉落。
為研討不同涂層刀具切削H13鋼的切削性能，進行三種涂層刀具車削加工淬硬H13鋼的實驗，經過對三種刀具涂層資料切削力、切削溫度、刀具磨損以及刀具壽數的對比研討分析，提醒不同種涂層資料刀具車削淬硬H13鋼的特性，為實踐生產中涂層刀具切削加工H13鋼供給理論基礎和實驗依據。
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實驗方案
切削實驗所用涂層刀具分別是多層Ti化合物涂層、TiAlN涂層以及MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層。三種刀具的型號均為SNMG120408，其幾何參數相同。實驗用機床為一般車床CA6140(蕞大轉速1400r/min，功率7.5kW)。試件資料為淬硬H13鋼(硬度47-52HRC，首要成分見表1)，室溫下的力學性能如表2所示。
表1 淬硬H13鋼的首要化學成分(%)
表2 室溫下H13鋼的物理力學性能
圖1為切削示意圖，選用Kistler9129AA三向動態測力儀丈量切削力，剛度高、采樣頻率高、受溫度影響較小。選用FLIR紅外熱像儀丈量切削溫度，設備感溫性能好，能進行非觸摸丈量，攜帶使用方便。用FLIR熱像儀丈量并記錄每次實驗的切削溫度，并對實驗數據進行分析。實驗后選用超景深顯微鏡進行調查分析磨損的三種涂層刀具。
圖1 切削實驗示意圖
分別選用5種不同的切削速度進行干切削實驗。切削參數為：切削速度v=30.8m/min、61.2m/min、96.4m/min、124.1m/min、154.2m/min，切削深度ap=0.2mm，進給量f=0.102mm/r。選用Kistler 9129AA三向動態測力儀和FLIR紅外熱像儀丈量切削中安穩切削時的切削力以及切削溫度。
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實驗結果分析
(1)切削力分析
分別用MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層、TiAlN涂層以及多層Ti化合物涂層資料刀具對淬硬H13鋼進行干切削，三向切削力的改變如圖2所示。
(a)主切削力的改變
(b)徑向力的改變
(c)軸向力的改變
1.MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層 2.TiAlN涂層 3.Ti化合物涂層
圖2 涂層資料對切削力的影響
在整個切削進程中，三個方向上的切削力都呈上升趨勢，主切削力隨切削速度的改變趨勢先減小后增大。這是因為低速干切削時，刀具刀尖部分會發生積屑瘤，導致涂層刀具實際作業前角增大，切削變形減小然后切削力減小；當進步切削速度時，積屑瘤逐步消滅消失，切削力開端逐步增大。軸向力的改變趨勢是先增大后減小，原因是當切削速度較低時，工件外表粗糙度較高，殘留的金屬對刀具后刀面發生擠壓，抵消了一部分的受力，使軸向力開端的時候較小。切削速度逐步增大后，工件外表質量會慢慢變好，外表逐步光滑，殘留的金屬減小了刀具后刀面的擠壓力，軸向力逐步增大。
三種涂層刀具的徑向力隨速度增大上升趨勢很顯著，多層Ti化合物涂層刀具增大為杰出。不同涂層刀具切削時遭到的切削力不同，多層Ti化合物涂層刀具遭到三個方向的切削力比其它兩種涂層的刀具都大，而TiAlN涂層刀具遭到的切削力相對較小。這是因為TiAlN涂層刀具外表的涂層資料的減磨和光滑效果優于其它兩種涂層刀具。MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層刀具與TiAlN涂層刀具主切削力和徑向力這兩個方向的力相差不大，但MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層刀具大于TiAlN涂層刀具的軸向力。
(2)切削溫度分析
切削實驗中，選用FLIR紅外熱像儀丈量切削溫度(見圖3)，獲取安穩切削時的切削溫度場，但丈量效果會遭到粉塵、切屑等因素的影響。設置紅外熱像儀的紅外發射率為0.85。
圖3 熱像儀圖畫
切削速度v對三種涂層刀具切削溫度的影響規則如圖4所示。因為切削速度的進步，切削溫度逐步上升。切削速度增大了，刀—屑間觸摸面的沖突就會添加，很多的沖突熱會隨之發生，熱量在短時間內難以分散出去使切削溫度升高。切削速度變大，溫度隨之升高，但不同涂層刀具的切削溫度也有所區別，相同切削速度時多層Ti化合物涂層刀具的切削溫度蕞高，MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層刀具次之，并且隨著切削速度增大切削溫度上升的趨勢安穩，用TiAlN涂層刀具切削工件時切削溫度蕞低。
TiAlN涂層刀具外表的涂層資料的減磨和光滑效果優于其它兩種涂層刀具。TiAlN涂層資料顯著降低了刀具與切屑觸摸面間的沖突，使刀—屑間觸摸面和后刀面與工件間的沖突系數較小，沖突熱發生相對較少，使刀具切削溫度較低。
圖4 涂層資料對切削溫度的影響
