铣削加工中铣刀的选用

铣削加工中铣刀的选用
铣刀是铣削加工中除铣床外最重要的工具，正确选择和使用铣刀对提高延长铣刀使用寿命，提高加工质量都非常重要。

而要延长刀具使用寿命，提高加工效率，提高加工质量应该根据工件材料及其所处状态选择不同刀具材料，刀具角度，切削用量，切削方式几方面入手。

铣刀的材料有高速钢和硬质合金两类。

但不管是哪种材料切削加工中必须有合理的角度。

铣刀的角度有前角、后角、刃倾角和过渡刃、剔偏角和修光刃。

前角主要功能是使切削刃锋利，减小切削变形和降低切削力，过大的前角会影响切削刃的强度及散热条件。

成形铣刀为廓形设计方便常取前角为零。

铣削钢件时前角10°~20°，铣削铸铁是前角取5°~15°。

硬质合金面铣刀切削加工是断续切削，刀具承受较大冲击，加工钢件时前角取5°~10°，加工铸铁时5°~-5。

后脚主要作用是减少后刀面和工件的磨擦，后角过大会影响刀刃强度及散热条件。

后角应按切削厚度或每齿进给量选择。

进给量大，负载大，发热多，要求散热好，后角应小；反之应大些。

刃倾角是很重要的角度。

刃倾角大于15°时，等于增大前角对工件形成一种“锯削”作用，使切削刃更加锋利，可实现微量切削。

正值刃倾角越大，刀尖抗冲击能力越好。

刃倾角的存在使切削刃逐渐切入工件，又逐渐切离工件，减小切削力波动，使切削平稳。

立铣刀刃倾角一般30°~45°，铣削不锈钢、耐热合金钢一般取60°~70°。

硬质合金面铣刀刃倾角主要作用是提高抗冲击力，一般取12°~15°，最大不超过20°，否则轴向分力过大，排削状况也会变坏。

主偏角及过渡刃，对面铣刀而言，主偏角愈小，刀尖强度愈高，散热条件好，寿命长，但轴向分力大，易产生切削震动。

主偏角选择原则：工艺系统允许的条件下尽量取小值（45°~75°）。

为改善刀尖强度及散热条件，一般磨过渡刃偏角，其偏角为主偏角一半。

过渡刃长度，面铣刀取1~2mm，立铣刀0.5~1.5mm。

副偏角及修光刃，副偏角的作用是减少负切削刃与已加工表面间的磨摖。

副偏角太大会使工件已加工表面残留面积高度增大，影响表面粗糙度。

高速钢铣刀一般取1°~2°，硬质合金铣刀一般取3°~5°。

精加工面铣刀，副偏角为零度，也称修光刃，其长度大于每转进给量，以切除工件表面残留面积。

以上所述铣刀角度主要是针对自己磨制铣刀提供依据，因为标准铣刀、成形铣刀和可转位铣刀已有专业厂家生产，这些刀具角度只是为正确选用刀具提供一个参考。

这里值得一提的是磨刀时铣刀和砂轮应有间歇，不应长时间在一处磨。

首先在粗砂轮上去大量，然后在细砂轮上精磨，保证各面又较低的粗糙度；刀具对砂轮施力不能太大，不要将干磨发热刀具浸在凉水中降温。

防止高速钢“刀烧刀”，合金刀产生裂纹。

铣削用量的选择从铣刀磨损规律出发，其选用原则：先尽量取较大的吃刀量和宽度，其次选较大每齿进给量，最后选较大的切削速度。

吃刀量的选择工件粗糙度Ra为25μm时，可一次切削达到尺寸，若工艺系统刚性差，或机床动力不足，余量很大，可分两次切削，第一次尽可能大些，使刀尖避开表面锻铸硬皮。

工件粗糙度Ra为6.3μm~3.2μm时，分粗铣和半精铣，半精铣时切削厚度为0.5~1mm。

工件粗糙度值Ra为1.6~0.8μm时，分粗铣、半精铣和精铣。

半精铣切削厚度为1.5~2mm，精铣铣削厚度为0.3mm左右。

每齿进给量（ƒz ） 粗铣时限制ƒz 的是铣削力和容削空间，刚性愈好及齿越少，ƒz 愈大；粗铣时限制ƒz 的是工件表面粗糙度，表面粗糙度值愈低，ƒz 愈小。

选取ƒz 时注意几点：粗铣取大值，精铣取小值；刚性差的工件，或刀具强度低时适当减小ƒz ；不锈钢等硬倾向大的材料ƒz 适当增大；精铣及铣刀安装跳动大时适当减小；带修光刃且修光刃平直，工艺系统刚性好，ƒz 增大到0.3~0.5mm 。

铣削速度选取注意几点：粗铣去小值，
精铣取大值；机加式可转位刀具，取大值；刀具材料热硬性高，取大值；不锈钢等高硬度，高强度材料取小值；铣削过程中，发现刀具寿命降低，适当减小。

ƒz 推荐范围：
典型材料铣削速度推荐范围：
铣削方式 周铣时有顺铣和逆铣，端铣时有对称铣和不对称铣。

铣削方式的改变可提高刀具耐用度。

我曾经做过实验，取用90°可转位逆铣刀铣削单侧台阶，顺铣刀具耐用度提高5~7倍。

不对称逆铣铣削92Cr 钢和高强度低合金钢，刀具耐用度提高一倍。

采用不对称顺铣铣削213Cr 。

1Cr18Ni9Ti 及耐热钢4Cr14Ni14W2Mo ，刀具耐用度提高三倍。

铣刀使用寿命是指从新铣刀投入使用到报废的整个周期。

在刀具切削用量和刀具角度确定情况下，合理确定刀具用钝标准及时修模可以延长刀具使用寿命。

日常生产中总结出一些刀具用钝判定法（刀具已进入急剧磨损期）：①铣削钢材、纯铜等塑性材料时，工件边缘毛刺严重；铣削铸铁等脆性材料时，工件边缘明显碎裂剥落现象。

②铣削时声音刺耳，硬质合金高削时火花严重。

③工件震动剧烈。

④切屑变为不规则碎片。

⑤钢件铣削切屑由白变黄或硬质合金铣刀切屑是紫黑色。

⑥精铣时尺寸精度下降或表面粗糙度值上升。

硬质合金铣刀，特别是可转位硬质合金铣刀的产生使高速切削甚至强力切削或为可能。

可转为铣刀将多边形刀片用机械夹固法直接加固在刀体上，刀片不经焊接，充分发挥其应有切削性能，使用时能提高铣削用量，成倍提高生产效率。

刀片制造参数一致，可转位及更换刀片方便，精度稳，节约大量辅助时间。

刀杆反复使用，节约材料，减小刀具消耗。

简化刀具管理，利于新型刀具，新型材料的使用，利于刀尖标准化、系列化。

可转位硬质合金铣刀有90°和75°两种。

断续切削用负前角；连续切削应正前角。

可转位铣刀除制造精度外，安装精度也很重要。

刀具定位面（点）要干净、完好，装刀片不能带手套，用于感觉刀片和定位面接触，夹紧时用手稳住刀片以防止加紧位移。

若出现闷刀，应检查并调整支撑块。

刀垫到规定精度位置，若损坏定文件应及时更换。

难加工材料的铣削加工是个长时间值得深索的课题。

难加工材料由于其断屑、卷屑、排屑困难，容易出现蹦刃，打刀现象，大大降低刀具寿命，并难以获得所需表面质量。

难加工材料主要有：高强的钢、高温合金钢、高锰钢、不锈钢，钛及其合金钢、纯铜等。

难加工材料一般强度、硬度、切削温都高、加工硬化现象严重、韧性好、塑性大，对刀具材料要求特殊（不易亲和）。

高锰钢一般采用2Yw 等硬质合金和含钴高锰钢及粉末高速钢制造的铣刀。

硬质合金铣刀，前角-5°~5°，后角12°~18°，主偏角45°~60°，刃倾角-5°左右，切削刃锋利。

铣削速度20m/min 左右。

高温合金钢加工主要采用高速钢铣刀。

铣刀角度：前角5°~12°，后角13°~16°，螺旋角45°，面铣刀最好刃倾角，铣削速度4~20m/min ，每齿进给量0.03~0.20mm/z 。

不锈钢加工高速钢铣刀采用铜系和钒系高速钢。

硬质合金可采用1Yw 、2Yw 、798、813等。

铣刀角度：前角15°~25°，后角8°~15°，主偏角60°~75°，螺旋角45°。

铣削速度：硬质合金铣刀60~150m/min ，高速钢立铣刀15~20m/min ，合金立铣刀40~100m/min 。

纯铜加工切削刃一定要锋利，前后面粗糙度要小，前角20°~35°，后角12°~25°，主偏角45°~90°，副偏角5°~10°，面铣刀偏角5°~10°。

合金刀宜选YG 类。

铣削速度100~200m/min 。

加工表面需抹乳化液。