数控铣床（加工中心）刀具的应用

         制作人  ：  7组组员

         指导老师：   张建

         完成时间： 11月12日

数控铣床（加工中心）刀具的应用

                    

文章摘要：随着工业水平的发展，数控铣床（加工中心）在现代化工业生产中发挥着越来越重要的作用，在数控铣床（加工中心）中合理的选择刀具是一件很重要的事，能否正确的选择刀具决定着加工零件的质量、加工的效率、加工成本等。从大的方面来说，刀具的选择决定了一个工厂的命运。

        数控铣床                   加工中心

数控铣床切削加工具有高速，高效的特点，铣削刀具的刚性，强度，耐磨度和安装调整方法都会直接影响切削加工的工作效率；刀具装卡的稳定性，尺寸精度的都会直接影响到工件的加工精度及表面的加工质量，合理选用切削刀具也是数控加工工艺中的重要内容之一。

一、铣削加工对刀具的要求：

 金属在切削过程中，刀具切削部分是在较大的切削压力、较高的切削温度及剧烈摩擦条件下工作的。在切削不均匀或断续加工时，刀具会受到很大的冲击和振动，因此，刀具切削部分材料应具备如下性能：

1）            高硬度。硬度是刀具材料最基本的性能，其硬度必须高于工件材料的硬度，方能将工件上多余的金属切削掉。

2）            高耐磨性。高耐磨性是刀具抵抗磨损的能力，在剧烈的摩擦下刀具磨损要小，尤其是当一把刀具加工的内容很多时，若刀具不耐用而磨损较快，就会影响工件的加工质量和加工精度。

3）            足够的强度和韧度。切削时刀具要能承受各种压力与冲击。一般用抗弯强度和冲击来衡量材料强度与韧度的高低。

4）            高耐热性与化学稳定性。高耐热性，是指刀具在高温下仍能保持原有的硬度，强度，韧度以及耐磨性。化学稳定性，是指高温下不易与加工材料或周围介质发生化学反应的能力，包括抗氧化能力。化学稳定性越高，刀具磨损越慢，加工表面质量越好。  

   

二、常见的刀具类型：

     注：刀具材料有高速钢、硬质合金钢和其他加工材料。陶瓷、人造金刚石和立方氮化硼都以广泛应用于刀具当中。（一）平面加工铣刀

     铣平面显然离不开平面加工铣刀。端面铣刀、圆柱铣刀和立铣刀是常用的平面加工铣刀。

    （1）端面铣刀    端面铣刀一般采用镶齿式结构，刀齿采用硬质合金钢制成，生产效率高，加工表面质量也高，用于立式铣床上粗、精铣各种大平面。

    （2）圆柱铣刀    圆柱铣刀通常采用整体式结构，主要由高速钢制成。圆柱铣刀一般采用螺旋形刀齿以提高切削工作的平稳性，用于卧式铣床上粗铣及半精铣平面。

（3）立铣刀    立式刀用于立式铣床上铣削阶台平面和侧面。立铣刀除了用于铣削平面外，还可用于铣削沟槽、螺旋槽及工件上各种形状的孔，铣削各种盘型凸轮与圆柱凸轮，以及通过靠模铣削内、外曲面。

        a端面铣刀        b圆柱铣刀       c立铣刀

         

（二）沟槽加工铣刀

注：直槽有通槽和不通槽之分，较宽的通槽可用三面刃铣刀加工，窄的通槽可用锯片铣刀或小尺寸立铣刀加工，不通槽则宜用立铣刀加工。横槽的价格离不开T型槽铣刀。

（1）三面刃铣刀    三面刃铣刀有直齿、错齿和镶齿等几种结构形式，由于刀具的圆周和两个侧面上均有刀刃，可以获得较高的加工表面质量，主要用于铣削各种槽、阶台平面、工件的表面及凸台平面等。

（2）槽铣刀   槽铣刀用于铣削各种槽及板料、棒料和各种型材的切断，但由于没有起修光作用的副切削刃，所以所铣槽的侧面质量比较差。

（3）键槽铣刀    键槽铣刀主要用于铣削键槽，它具有很高的铣削精度。

（4）燕尾槽铣刀    燕尾槽铣刀主要用于铣削诸如机床拖板上的燕尾槽之类的表面。

（5）角度铣刀    角度铣刀分为单角铣刀、对称双角铣刀和 不对称双角铣刀3种。单角铣刀用于各种刀具的外圆齿槽与端面齿槽的开齿和铣削各种锯齿离合器和棘齿的齿形；对称双角铣刀用于铣削各种V型槽和尖齿、梯形齿离合器的齿形；不对称双角铣刀主要用于铣削各种角度槽。

   a立铣刀      b三面刃铣刀    c槽铣刀      d T型槽铣刀

  

     e键槽铣刀          f 燕尾槽铣刀        g 角度铣刀

（三）成形面加工铣刀

     在普通铣床上加工成形面往往离不开成形铣刀，如半圆形铣刀和专门加工叶片成形面及特殊形状的根部槽的专用铣刀。另外，像铣削齿轮用的齿轮铣刀等，都是成形铣刀，下图为常见的成形铣刀。

      成形铣刀的缺点是制造费用较大，切削性能差。

  

                         成形铣刀

三、数控立铣刀的正确使用

     在铣削加工中心上铣削复杂工件时，数控铣刀的使用应注意以下问题：

 1、 立铣刀的装夹

     加工中心用立铣刀大多采用弹簧夹套装夹方式，使用时处于悬臂状态。在铣削加工过程中，有时可能出现立铣刀从刀夹中逐渐伸出，甚至完全掉落，致使工件报废的现象，其原因一般是因为刀夹内孔与立铣刀刀柄外径之间存在油膜 ，造成夹紧力不足所致。立铣刀出厂时通常都涂有防锈油，如果切削时使用非水溶性切削油，刀夹内孔也会附着一层雾状油膜，当刀柄和刀夹上都存在油膜时，刀夹很难牢固夹紧刀柄 ，在加工中立铣刀就容易松动掉落。所以在立铣刀装夹前，应先将立铣刀柄部和刀夹内孔清洗干净，擦干后再进行装夹。

     当立铣刀的直径较大时，即使刀柄和刀夹都很清洁，还是可能发生掉刀的事故，这时应选带削平缺口的刀柄和相应的侧面锁紧方式。

     立铣刀夹紧后可能出现的另一问题是加工中立铣刀在端口处折断，其原因一般是因为刀夹使用时间过长，刀夹端口部已磨损成锥形所致，此时应更换新的刀夹。

2 、立铣刀的振动

     由于立铣刀与刀夹之间存在微小间隙，所以在加工过程中刀具有可能出现振动现象。振动会使立铣刀圆周刃的吃刀量不均匀，且切扩量比原定值增大，影响加工精度和刀具使用寿命。但当加工出的沟槽宽度偏小时，也可以有目的地使用刀具振动，通过增大切扩量来获得所需槽宽，但这种情况下应将立铣刀的最大振幅限制在0.02mm以下，否则无法进行稳定的切削。在正常加工中立铣刀的振动越小越好。

     当出现刀具振动时，应考虑降低切削速度和进给速度，如两者都已降低40%后仍在较大振动，则应考虑减小吃刀量。

     如加工系统出现共振，其原因可能是切削的速度过大，进给速度偏小，刀具系统钢性不足，工件装夹力不够以及工件形状或工件装夹方法等因素所至，此时应采取调整切削用量，增加刀具系统刚度，提高进给速度等措施。

3、立铣刀的端刃切削

     在模具等工件型腔的数控铣削加工中，当被切削点为下凹部分或深腔时，需加长立铣刀的伸出量。如果使用长刃型立铣刀，由于刀具的挠度较大，易产生振动和刀具折损。因此在加工过程中，如果只需刀具端部附近的发刃参加切削，则最好选用刀具总长度较长的短刃长柄立铣刀。在卧式数控机床上使用大直径立铣刀加工工件时，由于刀具自重所产生的变形较大，更应十分注意端刃切削容易出现的问题。在必须使用长刃型立铣刀的情况下，则需大幅度降低切削速度和进给速度。

4、切削参数的选用

     切削速度的选择主要取决于被加工工件的材质；进给速度的选择主要取决于被加工工件的材质及立铣刀的直径。一些刀具生产厂家的刀具样本附有刀具切削参数选用表，可供参考。但切削参数的选用同时又受机床、刀具系统、被加工工件形状以及装夹方式等多方面因素的影响，应根据实际情况适当调整切削速度和进给速度。

     当以刀具寿命为优先考虑因素时，可适当降低切削度和进给速度；当切屑的离刃状况不好时，则可适当增大切削速度。

5、切削方式的先择

     采用顺铣有利于防止刀刃损坏，可提高刀具寿命。但有两点需要注意；1、如采用普通机床加工，应设法消除进给机构的间隙。2、当工件表面残留有铸，锻工艺形成的氧化膜或其它硬化层时，宜采用逆铣。

6、硬质合金立铣刀的使用

   高速钢立铣刀的使用范围和使用要求较为宽泛，即使切削条件的选择略有不当，也不至出现太大问题。而硬质合金立铣刀虽然在高速切削时具有很好的耐磨性，但它的使用范围不及高速钢立铣刀广泛，且切削条件必须严格符合刀具的使用要求。

第二篇：数控铣床刀具2

数控铣床刀具(数控加工中心刀具)

一、按直径分类

①公制（mm）刀常用直径为：0.5、 1 、1.5 、2 、2.5、 3 、4 、5 、6、 8 、10 、12 、16 、20、 25、 28 、30 、32 、35、 40、 50 、63

②英制（INCh）刀常用直径为：1/8、1/4、1/2、3/16、5/16、3/8、5/8、3/4、1、

1.5 、2

二、按刀具材料分类

（1）高速工具钢刀具最常见刀具，价格便宜，购买方便但易磨损，损耗较大。有些进卫高速工具钢刀具加入3Co、Mn等合金，耐磨性较好，精度也高如LBK、YG等型号刀具，但价格相对较贵。

（2）合金刀具

共用合金材料制成，耐高温、耐磨损、主轴转速高，加工效率和加工质量高。能加工高硬材料（如烧焊过的模具、因此价格贵，一般用于精度，质量高的加工场合

（3）舍弃式刀粒

此类刀具的刀粒由合金制成，刀粒可更换，耐磨性较好，价格适中，因此广泛用于加工钢料场合

刀粒形状有：方形、菱形、圆形几种。方形、菱形刀粒两个角磨损后就要更换，而圆形刀粒的圈表面都可以使用。因此耐用性较好。比较常用型号有：25R5、30R5、32R5、35R6、16R0.8、20R0.6、25R0.8、6R1、8R0.5、10R0.5 三、按刀具形状分类

平铣刀

平铣刀大体上分为：

1.平头铣刀，进行粗铣，去除大量毛坯，小面积水平平面或者轮廓精铣；

2.球头铣刀，也叫R刀。进行曲面半精铣和精铣； 用途：广泛用于各种曲面，圆弧沟槽加工。 耐高温特性：维持切削性能的最高温度450-550/500-600摄氏度。

3.平头铣刀带倒角，可做粗铣去除大量毛坯，还可精铣细平整面（相对于陡峭面）小倒角。

4.成型铣刀，包括倒角刀，T形铣刀或叫鼓型刀，齿型刀,内R刀。

5.倒角刀，倒角刀外形与倒角形状相同，分为铣圆倒角和斜倒角的铣刀。

6.T型刀，可铣T型槽；

7.齿型刀，铣出各种齿型，比如齿轮。

8.粗皮刀,针对铝铜合金切削设计之粗铣刀,可快速加工.

平铣刀常见有两种材料：高速钢，硬质合金。后者相对前者硬度高，切削力强，可提高

转速和进给率，提高生产率，让刀不明显，并加工不锈钢

更高，而且在切削力快速交变的情况下容易断刀

（1）T形刀：又叫T型铣刀、半圆铣刀、键槽

铣刀用于行

位槽加工

（2）

镗刀：分粗镗刀和精镗刀；先用铣刀或钻头预加工底孔，

预留0.5到2毫米左右再用镗刀进行粗搪和精搪加工，

这样加工出来的圆孔精度比较高，表面光洁度也比较高。

（3）钻头: 用于圆形孔加工，加工出来的孔的精度不太好。

（4）丝锥：用于内螺纹加工，可能手工用，也可以装在数控机床上用。

（5）铰刀：铰刀具有一个或多个刀齿、用以切除已加工孔表面薄层金属的旋转刀具， 具有直刃或螺旋刃的旋转精加工刀具,用于扩孔或修孔。

（6）球飞刀：主要是合金刀杆上，装合金的球形刀头。常用于半精加工和精加工曲面，尺寸规格较多。

（7）中心钻： 用于定位加工，如用钻头钻孔前，先用中心钻加工定位。 （8）刻字刀具：专门用于小的字体加工或花纹图案加工。

（9）平飞刀： 刀杆上装菱形刀粒，刀粒对角两端有小的R半径。常用于半精加工和精加工曲面（我看过这种刀具，可是为什么叫这个名啊）；极

少于开粗，如产品或模具侧面较高，毛坏余理不多，刀具直径能覆盖毛坏余量的情况下，可以用于开粗，但如果用于模具加工层距一般小于0.3毫米。

（10）盘铣刀： 主要用于毛坏材料粗加工，大的平面去材料加工。

加工刀具的选用

1、依加工材料选刀

①钢料

软钢：如45°钢，50°钢进口王牌钢，这些材料比较容易加工，国产的高速钢刀具（如ATA刀）即可加工，也可采用进口的YG、SKT、LBK等刀具加工 硬钢：如P20、738等，这些钢料采用国产的高速钢（如ATA）；较难加工，可采用进口的YG、SKT、LBK等刀具加工，也可采用合金刀加工。

特硬钢：如S136、718、油钢、五金合金钢等，这些材料非常硬，采用国产的高速钢刀（如ATA刀）已无法加工，这时可采用合金刀具加工。

②铜铝

这些材料比较软，一般采用各种刀具均可以加工，但要考虑软性材料的韧性大，因此刀具要利，主轴转速快。

③淬过火，烧焊过的模料，应采用合金刀具加工。

2、依加工条件选刀

（1）依工件大小选刀

（2）依加工深度选刀；深度越深，刀直径应越大

（3）依加工步骤选刀：粗加工应选用大刀，并且一般用圆鼻刀开粗，严禁用球刀开粗，而精加工曲面则应采用球刀，用平铣刀或圆鼻刀精加工曲面的效果不理想（如按精加工则要卡刀直径）

加工步骤一般为：采用火刀开粗，小刀开粗（清火刀留下的残料）火刀、光刀、小刀、光刀。千万别图省事直接用小刀加个整个工件。正确的思路应选用大刀粗加工整个工件，用小刀加工大刀余留下的残料角为避免走过的空刀，提高加工效率，建议采用区域加工，以限定走刀范围

（4）依加工效率选刀：加工平面用平铣刀或圆鼻刀加工的效率高，而光斜度面规则则用斜度刀加工的效率高些。

各种刀具根据刀具直径的大小，最合适的刀具长度。

直径12毫米 不超过46毫米

直径10毫米 不超过40毫米

直径8毫米 不超过35毫米

直径6毫米 不超过30毫米

直径5毫米 不超过26毫米

直径4毫米 不超过22毫米

直径3毫米 不超过18毫米

直径2毫米 不超过8毫米

直径4毫米 不超过4毫米