钨钢铣刀的使用技巧

问题
高硬度钢的铣削加工?
高硬度钢的立铣刀切削,刀具寿命会变短.造成刀具更换频繁地进行、尺寸补正多 次修正,解决办法请赐教.
适应于高硬度材加工的刀具与刀柄的选定
先端强度高的形状、刃数多刚性高形状的刀具会有效. 涂层硬质合金刀具选定耐高温、耐热性等优异涂层比较重要.MISUMI TS涂层硬度 高、耐氧化温度高的优点而具有卓越刀具的耐磨性.同时,刀柄采用夹持力高的热 膨胀刀柄有效.至今热膨胀刀柄因具备高的跳动精度、精加工为中心利用的情况多. 强夹持力、不易振颤也广泛用于粗加工、易发生崩刃的高硬度钢加工也可实现稳 定加工.
问题
耐热合金切削加工时的要点?
Ｎi合金、Co合金、钛合金
耐热合金的特性
材料硬 度
耐热合金的特性
热传导率低、高温强度高、易加工硬化、与工具材料亲和力大 的材料.尤其是Ｎi合金等超耐热合金、钛合金等的难削材具有 硬、粘的特性.热传导率低、切削热传导于切屑困难而集中于切 削点、切削刀刃的热影响大.
不易切 削粒子
热传导 率
刀具选定的要点
正前角刀具适合.使用负前角刀具切削耐热合金易造成刀具损伤, 刀具寿命因不安定而变短等情况.前角大不仅可以减低切削抵抗, 而且可以抑制切削热的发生,有利于提高刀具寿命.
延展性
加工硬化性
■材料硬度:数值越大硬度越高 ■延展性:数值越大延展性越好 ■热传导率:数值越大传导率越低 ■加工硬化性:数值越大越易加工硬化 ■不易切削粒子：数值越大越易引起刀具磨损
刀具刚性
小
F1 F2 Ad1 Ad2 F3 F4
Ad3 Ad4
刀具刚性
大
三.减少切削负荷 通过改变刀具的刃部形状减少切削 负荷
切削载荷 大 切削载荷 小
铣削和车削的比较 ●切削速度和磨损的关系
磨损 mm
0.2
0.3
车削 铣削 最佳切 削区间
200 600
0.1
V mm/min
●排屑比较 车削由于是工件转动,因此切削多数都是连续切削,所以排屑比较困 难,容易缠屑 铣削是刀具转动,因此刃和刃是断续切削,铁屑都是段状,所以排屑较 车削优异
剛性 能率 工具寿命 切屑処理
二刃以上 大 ○ △
二刃 小 △ ○
涂层对刀具性能的影响与作用？
●涂层的作用与影响
切削加工,刀刃与工件的接触处易产生800-1200度的高温,高温产生的切削热① 传到刀刃,发生刀具磨损②传到工件,工件变形③切屑带走切削热.相对于①②, ③是我们期待的.在排出切屑的同时,切屑与刀具的前刀面产生的摩擦而使温度 上升,在前刀面产生月牙洼磨损(表现在深度),另一方面,后刀面与工件的摩擦热 急剧上升,造成后刀面磨损. 而涂层既保持了刀具机体的强度与韧性,又保持了表面更高的硬度和耐磨性,同 时,保持高的红硬性. 切削 变形 区 前刀 面磨 损
铣刀断面比较
30°螺旋角 2刃 30°螺旋角 4刃 45°螺旋角 3刃
3刃立铣刀下记理由使它的形状能抑制振颤与刚性同时兼有、侧面加工和槽加工同时可对应 第一:不同于偶数刃,切削刃没有处在对角线上,具有振颤不易发生的特点 第二:衡量刚性的指标有刃径的芯厚与维持刚性的形状等. 30°平刀芯厚占65%;45°平刀芯厚占70%; 15°的芯厚以上的随形状可实现刚性
影响切削的因素
材料
材质
精度
铣刀
材质
种类
刀柄
夹持方式
保持精度
CNC机床
主轴特性
驱动特性
加工形状
尺寸精度
主轴连接方式
问题
侧面加工、槽加工、底面加工使用同一刀具(不分别使用)
按加工种类刀具备齐,刀具管理会变得繁杂,有没有可能用1支刀具就可进行多种工程的加工?
螺旋角、刃数不同刀具的特征
一般来说市场上广泛流通的螺旋角30°的2刃,4刃刀具也可侧面、槽和底面加工.不过2刃的立铣刀进行侧面加工. 若进给不提高,不能成为有效的加工.同时4刃的立铣刀进行槽加工,排屑槽太窄,容易发生切屑堆积,无法排出. 3刃立铣刀兼具2刃4刃中间的特长,侧面、槽加工两方面都可对应
切削路径对刀具的影响
●为了提高效率可用往复走刀
环绕铣削
往复铣削
特别在粗加工程序中往复型铣削比环绕型铣削可提高加工时间1倍左右
切削路径对刀具的影响
●加工效果不好可尝试改变刀路
等高层铣
侧视图
渐进侧铣
俯视图
有时槽加工使用等高层铣加工效果不好,刀尖易崩(切深小),刀具产生振动.这时可尝试
采用侧面渐进的方法,加大切削深度,使用刀具的侧刃铣削,选择多刃型增加刀具的刚性.
●螺旋角的选定
不锈钢的热传导率低,对刀尖的影响大的难削材的切削、使用大 螺旋角的立铣刀对刀具的寿命是有利的。高硬度的被削材,随着 硬度的增加,切削抵抗将加大,大螺旋角的立铣刀对刀具寿命有 利. 另一方面,选择大螺旋角的刀具易造成切削抵抗的增大.右螺旋 的刀具,作用在刀具上的切削抵抗向下,使得刀具容易脱落,所以, 采用刚性高的刀柄的对策有必要. 即便确保了刀具的刚性、对于薄板加工等工件刚性低的情况,有 时采用小螺旋角的立铣刀.
TS涂层平头立铣刀 钛合金加工用· 45°螺旋角 4刃· TSC-FMT-HEM4S
刃部形状图
波纹刃 平刃 波纹刃 平刃
平刃
波纹刃
※根据波纹刃,平刃的刃径设定要大,以不 受波纹刃的影响,加工出被削材
被削材特征
刀具特长的对策
1
热传导系数低,切削造成的热集中于刀具 刃口 相比于钢材具有高弹性,因而易发生切削 抵抗带来的振动与擦伤 薄切削、刀刃的热传导、过切等负面影响 易发生
不是进给而是切削量调整
如果刀具非正常磨损、崩刃而造成的急剧磨损的情况有必要进行刀具的选定、
切削条件的修正.为了提高刀刃强度,用负前角形状会有效,同时选择硬度 高的细小的超超微粒硬质合金材料.另外高硬度的CBN也将会增加.而切削 条件的修正不是进给速度大幅下调,而是首先下调切削量.为了保持刀具 的耐磨性,实现良好的加工面,切削速度方面选择高速要比低速有利(重 要).切削量下调以便在高速领域可实现稳定的加工.
刃Fra Baidu bibliotek先
工 件 刀尖切 削温度 800℃1200
后刀 面磨 损
冷却方式的选择
●冷却液加到工件上
高速铣削时在刀具的先端周围往往会形成 一个真空,所以冷却液如果加在刀具上还没 有冲到就会被甩出去,起不到冷却的效果.
真空 距离
冷却液冲在刀具的前后两侧冷却效 果较好.
X
●MQL(微量冷却润滑)
O
把微量的冷却液加在高压气体中喷到刀具上起到冷却的效果.对于环境的污染 也降到最低程度
硬质合金立铣刀的螺旋角不同对加工性能影响？
●螺旋角的效果
立铣刀的螺旋角越大,工件与刀刃的接触线越长,施加到单位长 度的刀刃上的负荷就会越小,从而有利于刀具的寿命。但另一方 面,螺旋角增大,切削抵抗的轴方向分力也增大,使得刀具容易从 刀柄中脱落.所以,用大螺旋角的刀具加工时,要求强力刚性好的 刀柄。0°的螺旋角叫直刃,它的接触线最短.
球头刀 圆鼻刀的优劣区分 ●圆鼻刀
●球头刀
优:
1.效率高,底刃和侧刃都可以用
优: 1.编程简单,电脑计算方便
步距相 比球头 的大
2.平面加工提高光洁度可选用圆鼻刀
R角越大,刃 口与工件接 触面越多, 光洁度和寿 命越好
2.加工范围大
凹球面 也能加 工到
劣: 1.加工局部有限制
凹面无 法加工 出
劣: 1.效率低
多段加工
加工面不留段差的方法
切削面加工痕迹,立铣刀外周刃端在切削中过切而造成的切 削痕,通过外周刃端设置R形状的方式而防止过切.
R形状
问题
曲面加工的高精度?
模具的曲面形状加工时为了缩短手工修模所需要的时间、切削加工时尽可能达到高 精度,什么方法有效?
高速铣削的有效性
球头铣刀加工曲面形状而获得良好加工面,必须选择小的进给/刃与步距.为了使用 如此的切削条件,实际进给速度低下,刀具路径增多,使得加工时间变长.为了抑制 加工时间的延长,提高加工面光洁度,有必要提高转速.转速的提高可以改善刀具的 切削特性、抑制毛刺的发生、获得高质量的加工面. 如此微小的切削量同高速回转为条件的高速铣削加工、低切削抵抗而安定加工成 为可能、工具磨损的耐久性提高为特长.对于刀具路径多的精加工可长时间维持高 精度加工.
切削路径对刀具的影响 ●高速加工首选等高切削
等高切削
仿形切削
为了得到最长的刀具寿命，在铣削过程中应使切削刃尽可能长时间地保持连续切削, 最好是顺铣.在这方面采用等高线铣削是最好方法,它能让刀具始终沿着一个方向切削, 受力变化是最小的. 而仿形铣削路径常常是逆铣和顺铣的混合（之字形），这意味切削中会频繁地吃刀和 退刀,切削刃和切削过程便更容易受到工作负载和方向改变的不利影响，工作负载和方 向的变会引起切削力和刀具弯曲的变化,使刀具产生崩刃或异常磨损.
步距小
小径长颈型铣刀的加工事项 ●抑制加工时的振颤 方法: 一.降低施加与刀具的负载 1.减少切深量 刚切削时切深可以少一点,随着加 工深度变大,切深可以随着增加 2.降低进给 刚切入工件时每刃进给稍微降低,待 全部切入,刀具稳定后恢复正常进给 二.提高刀具的刚性 尽可能选用刃长和伸出长度较短的 立铣刀,或锥颈型的铣刀
高速加工立铣刀的选择
(1)立铣刀的选定要点 为了高速铣削铣刀刃应选用负前角和刀尖保护型等刃部经过刚性处理的. 但是负前角的加工软材料和正前角的比较就要差的多.所以加工铝合金,铜电极等 硬度不高的材料就要使用正前角大的,切削刃锋利的铣刀. (2)夹持工具的选定要点 铣刀安装时悬伸长度和装夹精度是非常重要的.
采用具有高温硬度特性与耐氧化性高的TSC涂层
2
外周刃(径)大,不同的切削刃形状,切削时的冲 击减轻,切削时发生的振颤和发热抑制.同时粗, 精加工实现同时切削 刀刃热传导影响考虑到采用大螺旋角(45°)易 排出切屑的刀刃形状
3
问题
侧面加工的加工面精度改善?
立铣刀进行侧面切削加工时,加工面变粗糙、无法加工出直角等,达到所定的加工面精度困难.选 用何种刀具、采用什么方法加工才能解决这方面的问题?
无法得到所要加工精度的原因
即便高刚性的硬质合金立铣刀,刃长以及颈长尺寸过度的情况,刀刃(长)部分的退 让、振颤容易发生,造成加工精度、工具寿命低下.刀刃(长)部分的退让在加工被 削材的过程中,刀具先端发生扰曲(弯曲)现象,加工面变成弓形 其他的原因,刀具的保持刚性以及跳动精度低的情况也有可能是切削条件不合理造 成的.
3 0 直 ° 刃 切 削 深 度
4 5 6 ° 0 °
硬质合金立铣刀的刃数对加工性能的影响？
●刃数的选择
刃数由立铣刀的切削方式来选择.比如,切削宽同刀径同一的槽 切削,需要大容量的排屑槽,通常,采用2刃的刀具.而切削宽小的 侧面切削,则选择刀具刚性优先的多刃立铣刀.
刃数增加,刚性与加工效率(刀具寿命)可以提高,但同时,切屑的 排出将变弱. 不过,切削条件的合适选择可以克服排屑的弱点, 多刃化是未来发展的方向.
加工方法的要点
粗加工来说在加工精度没有确认的范围内高进给是有效的.切削量加大,给与刀具的损坏加大而使刀具寿 命缩短.少切削量可实现加工均一的摆线(旋转)刀具路径是有效的. 另外,切削时产生的振动给予刀具负面影响的一个因素.为了抑制他,可采用夹持刚性高的热膨胀式刀柄.
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钛合金加工时平刀与波纹刀的组合可抑制振颤
一段加工
使用高刚性刀具
使用高刚性刀具切削刃部的退让可以抑制.短刃长、大直径、多刃数是保持高刚性 的刀具
多段加工的有效性
短刃刀具具有高刚性,侧面加工时柄部易发生干涉.为了避免干涉,(避空)比刀具刃 径小、设定颈长的细长刀具使用是非常有必要的. 若有这类刀具,Z方向的多段加工成为可能.同时切削速度、进给速度可以实现高速, 实现加工时间缩短.