数控刀具铣削指导手册.doc

1 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 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：项目 传统切削刀具 数控刀具刀具材料普通工具钢、高速钢、焊接硬质合金等PCD、PCBN 、陶瓷、超细晶粒硬质合金、涂层刀具、TiCN 基硬质合金、粉末冶金高速钢等刀具硬度低 高被加工工件硬度低 高，可对高硬材料实现“以车代磨”切削速度低 加工钢、铸铁，可转位涂层刀片切削速度可达380m/mm;加工铸铁，PCBN 刀片切削速度可达1000-2000m/mm;PCD 刀具加工铝合金，切削速度可达 5000m/mm 或更高刀具消耗费用和金属切除比较传统高速钢刀具约占全部刀具费用的 65％，切除的切屑仅占总切屑的28％可转位刀具，硬质合金刀具及超硬刀具占全部刀具费用的 34％，切除的切屑占总切屑的 68％刀具使用机床一般金属切削机床 数控车床、数控铣床、加工中心、流水线专机、柔性生产线等资金投入和企业规模以通用机床和专机为主，追求低成本，劳动密集以数控机床为主，追求差异化，多品种，小批量，属于知识人才和资金密集型人力资源产业工人占多数，整体素质较高技术开发、服务、数控工人占多数，从业人员综合素质高国内状况传统产业，制造成本高，劳动率低，从业人员占全部工具行业 95%以上，市场占有额递减高技术产业，制造成本低，技术开发费用高，从业人员占全部工具行业 5%以内，市场占有额递增- 2 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 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：PCD(聚晶金刚石) 、PCBN(聚晶立方氮化硼)陶瓷金属陶瓷涂层硬质合金HSSE、PMHSSHSS强度、韧性( 进给、切深)硬度 (速度)- 3 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 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刀具 高硬钢 耐热合金钛合金 镍基高温合金铸铁 纯钢 高硅铝合金FRP 复材料PCD × × ◎ × × × ◎ ◎PCBN ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ● ●陶瓷刀具◎ ◎ × ◎ ◎ ● × ×涂层硬质合金○ ◎ ◎ ● ◎ ◎ ● ●TiCN基硬质合金● × × × ◎ ● × ×注:◎-优，○-良， ●-尚可， ×-不合适。

五.铣削术语和单位：1. Dc＝切削直径 　　　　　ｍｍ2. Ｉｍ＝被加工长度　　　　ｍｍ- 4 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 3. De＝有效切削直径　　　ｍｍ　　　4. ａｐ＝切削深度　　　　ｍｍ5. ａｅ＝加工接触长度　　ｍｍ　　6. Ｖｃ＝切削速度　　　　ｍ／ｍｉｎ7. Ｑ＝金属去除率　　ｃｍ 3／ｍｉｎ　8. Ｔｃ＝接触周期　　　ｍｉｎ9. Ｚｎ＝铣刀的总齿数　　ｐｉｅｃｅ10.ｆｚ＝每齿进给量　　　ｍｍ11.ｆｎ＝每转进给量　　　ｍｍ12.Ｖｆ＝工作台进给量（进给速度）　ｍｍ／ｍｉｎ13.ｈｅｘ＝最大切屑厚度　　　　ｍｍ14.ｈｍ＝平均切屑厚度　　　　ｍｍ15.Zc＝有效的齿数　　　　　　ｐｉｅｃｅ16.ｎ＝主轴转速　　　　　　ｒｅｖ／ｍｉｎ17.Kr=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）- 5 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 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（ｃｍ 3）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：- 6 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 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 7 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 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 8 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 5.刀片槽形的选择： 根据切削作用的不同效果，现已将刀片槽形选择简化成了三种应用范围：轻型（L） 、普通（M）和重型（H）槽形6.刀具齿距的选择：铣削刀具齿距是刀刃上某点和下一刀刃上相同点之间的距离铣削刀具分为疏齿、密齿和超密齿 9 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 八.铣刀刀片编号规则：- 10 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 九.转数转换表：- 11 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 十.刀具维护：- 12 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 - 13 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 十一.解决在铣削过程中最常见问题的几种方法 ：- 14 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 - 15 -098aab822626d6268ad037a2ba57342c.pdf汇编：赵翔 08.5.8 十二.数控铣削刀具切削参数汇总表（附后）：.推荐切削条件： 1.当机床最高转速达不到推荐切削条件时，请使用最高转速。

2.因工件及机床振动产生异常声音时，请根据具体状况调整切削条 件参考文献1.07-08 住友电工硬质合金切削刀具2.2008 山特维克可乐满切削刀具3. 山特维克可乐满金属切削技术指南4.07 特固克铣削刀具5.07 瓦尔特铣削刀具6.邓建军 ， 赵军 .编著 . 数控刀具材料选择手册 .机械工业出版社 .20057.陈宏钧. 主编. 实用金属切削手册. .机械工业出版社 .20058.钱昌明，张晓芳 .主编..铣削加工禁忌实列 .机械工业出版社 .2005。