数控刀具铣削指导手册

一.如何才能获得高效率？

当进行金属切削时，一些经验法则能够给出降低刀具成本以及提高速度和进给对产出的影响。从制造业的统计来看，降低刀具采购价格30%，大约可以降低制造费用1% ﹔延长刀具寿命50%, 同样可以降低制造费用1% ﹔而提高加工效率20% ,则可以降低制造费用约15%。

二.传统刀具与现代数控刀具的比较：

三.刀具材料的选择

1.刀具材料的硬度大小顺序：

金刚石刀具》立方氮化硼刀具》陶瓷刀具》硬质合金》高速钢

2.刀具材料的抗弯强度大小顺序：

高速钢》硬质合金》陶瓷刀具》金刚石和立方氮化硼刀具

3.刀具材料的断裂韧度大小顺序：

高速钢》硬质合金》陶瓷、金刚石和立方氮化硼刀具

4.刀具材料的耐热温度：

金刚石刀具为：700-800℃ PCBN刀具为：1300-1500℃

陶瓷刀具为：1100-1200℃ Tic(N)基硬质合金为：900-1100℃WC基超细晶粒硬质合金为：800-900℃ HSS为：600-700℃

5.工件材料颜色字母辨别（ISO）：

P→蓝色→钢M→黄色→不锈钢 K→红色→铸铁

N→绿色→铝合金S→桔色→耐热合金 H→灰色→淬火钢

6.刀具材料的特性决定了应用的领域和使用的条件：

四.数控刀具材料合理选择：

1.金刚石刀具的热稳定性比较差，切削温度达到800℃时，就会失去其硬度。金刚石刀具

不适合与加工钢铁类材料，因为，金刚石与铁有很强的化学亲和力，在高温下铁原子容易与碳原子相互作用使其转化为石墨结构，刀具极容易损坏。金刚石刀具主要适合于加工非金属材料、有色金属及其合金。

2.PCBN刀具适合加工的工件材料有：硬度在45HRC以上的淬硬钢和耐磨铸铁、35HRC以

上的耐热合金以及30HRC以下而其他刀片很难加工的珠光体灰口铸铁。

3.陶瓷刀具主要用于硬质合金刀具不能加工的普通钢和铸铁的高速切削加工以及难加工

材料的加工，以提高效率的应用。陶瓷刀具工作时通常是干切削。

4.硬质合金可以用于加工各种铸铁、有色金属和非金属材料，也适用于加工各种钢材和耐

热合金。

5. 高速钢（HSS）刀具在强度、韧性及工艺性等方面具有优良的综合性能，在制造孔加工

刀具、铣刀、螺纹刀具、拉刀、切齿刀具等一些刃形复杂刀具上仍占据主要地位。按制造工艺不同，高速钢可分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢（PM HSS）。按用途不同，高速钢可分为通用型高速钢和高性能高速钢。通用型高速钢如：W18Cr4V 、W6Mo5Cr4V2.

高性能高速钢又分为：高碳高速钢（95W18Cr4v）、高钒高速钢（W12Cr4V4Mo）、钴高速钢（W2Mo9Cr4VCo8 M42）、铝高速钢（W6Mo5Cr4V2AL 501）

各种刀具所适合加工的工件材料

注:◎-优，○-良，●-尚可，×-不合适。

五.铣削术语和单位：

1.Dc＝切削直径ｍｍ

2.Ｉｍ＝被加工长度ｍｍ

3.De＝有效切削直径ｍｍ

4.ａｐ＝切削深度ｍｍ

5.ａｅ＝加工接触长度ｍｍ

6.Ｖｃ＝切削速度ｍ／ｍｉｎ

7.Ｑ＝金属去除率ｃｍ3／ｍｉｎ

8.Ｔｃ＝接触周期ｍｉｎ

9.Ｚｎ＝铣刀的总齿数ｐｉｅｃｅ

10.ｆｚ＝每齿进给量ｍｍ

11.ｆｎ＝每转进给量ｍｍ

12.Ｖｆ＝工作台进给量（进给速度）ｍｍ／ｍｉｎ

13.ｈｅｘ＝最大切屑厚度ｍｍ

14.ｈｍ＝平均切屑厚度ｍｍ

15.Z c＝有效的齿数ｐｉｅｃｅ

16.ｎ＝主轴转速ｒｅｖ／ｍｉｎ

17.K r=主偏角度

六.通用公式：

1.切削速度：Ｖｃ＝Ｄｃ*ｎ*3.14/１０００

（ｍ／ｍｉｎ）

2.主轴转速：ｎ＝Ｖｃ*１０００/Ｄｃ*

3.14

（ｒｅｖ／ｍｉｎ）

3.工作台进给量（进给速度）：Ｖｆ＝ｆｚ*ｎ*Ｚｎ

（ｍｍ／ｍｉｎ）

4.每齿进给量：ｆｚ＝Ｖｆ/ｎ*Ｚｎ

（ｍｍ）

5.每转进给量：ｆｎ＝Ｖｆ/ｎ

（ｍｍ／ｒｅｖ）

6.金属去除率：Ｑ＝ａｐ*ａｅ*Ｖｆ/１０００

（ｃｍ3）

7.加工时间：Ｔｃ＝Ｉｍ/Ｖｆ

（ｍｉｎ）

七.选择刀具的一般准则（以SANDVIK刀具为例）：

1.主偏角：90°主偏角适合：45°主偏角适合：

圆刀片刀具：

2.刀具直径：

3.刀具位置：切削长度会受到铣刀位置的影响，刀具寿命常

常与切削刃必须承担的切削长度有关。定位于工件中央的铣刀其切削长度短，如果使铣刀在任一方向偏离中心线，切削的弧就长。要记住，切削力是如何作用的，必须达到一个折中。在刀具定位于工件的中央的情况下，当刀片切削刃进入或退出切削时，径向切削力的方向就随之改变。机床主轴的间隙也使振动加剧，导致刀片振动。

通过使刀具偏离中央，就会得到恒定的和有利的切削力方向。悬伸越长，克服所有可能的振动也就越重要。

4.铣削方向：主要建议是：尽可能多使用顺铣。当切削刃刚进行切削时，在顺铣中，切屑厚度可达到其最大值。而在逆铣中，为最小值。一般来说，在逆铣中刀具寿命比在顺铣中短，这是因为在逆铣中产生的热量比在顺铣中明显地高。在逆铣中当切屑厚度从零增加到最大时，由于切削刃受到的摩擦比顺铣中强，因此会产生更多的热量。逆铣中径向力也明显高，这对主轴轴承有不利影响。

在顺铣中，切削刃主要受到的是压缩应力，这与逆铣中产生的拉力相比，对硬质合金刀片或整体硬质合金刀具的影响有利得多。当然也有例外。当使用整体硬质合金立铣刀进行侧铣（精加工）时，特别是在淬硬材料中，逆铣是首选。这更容易获得更小公差的壁直线度和更好的90度角。使用老式手动铣床进行铣削，老式铣床的丝杠有较大的间隙，逆铣产生消除间隙的切削力，使铣削动作更平稳。