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铣刀选择的通用原则

铣刀选择的通用原则

1．铣刀的选择流程 一般考虑以下几个方面进行选择（见图1）：

(1)零件形状（考虑加工型面）：加工型面一般可为平面、深型、腔槽、螺纹等，不同加工型面使用的刀具不同，例如圆角铣刀可铣削凸曲面，但不能铣削凹曲面。

(2)材料：考虑其切削加工性、切屑成形、硬度、含有的合金元素等方面。刀具生产厂家一般将材料分为钢、不锈钢、铸铁、有色金属、高温合金、钛合金、硬质材料。

(3)加工条件：加工条件包括机床夹具工件系统稳定性刀柄装夹情况等。

(4)机床一夹具一工件系统稳定性：这需要了解机床的可用功率、主轴类型和规格、机床已使用的年限等，并且要结合刀柄长悬伸量及其轴向／径向跳动情况。

(5)加工类别及子类别：这包含方肩铣削、平面铣削、仿形铣削等需要结合刀具的特点应

用进行选刀。

2．铣刀几何角度的选择

(1)前角的选择。铣刀的前角应根据刀具和工件的材料确定。铣削时常有冲击，故应保证切削刃有较高的强度。一般情况下铣刀前角小于车刀切削前角；高速钢比硬质合金刀具要大；另外，在铣削塑性材料时，由于切削变形较大，应取较大的前角；铣削脆性材料时，前角应小些；在加工强度大、硬度高的材料时，还可采用负前角。前角的具体数值如表1所示。

(2)刃倾角的选择立铣刀和圆柱铣刀的外圆螺旋角β就是刃倾角λs。这使刀齿可以逐渐的切入和切出工件，提高铣削的平稳性。增大β，可以使实际前角增大，切削刃锋利，同时也使切屑易于排出。对于铣削宽度较窄的铣刀，增大螺旋角β的意义不大，故一般取β=0或较小的值。螺旋角卢的具体数值如表2所示。

(3)主偏角与副偏角的选择。面铣刀主偏角的作用及其对铣削过程的影响，与车刀主偏角在车削中的作用和影响相同。常用的主偏角有45°、60°、75°、90°，工艺系统的刚性好，取小值；反之，取大值，主偏角选择如表3所示。副偏角一般为5°—10°。圆柱铣刀只有主切削刃，没有副切削刃，因此没有副偏角，主偏角为90°。

CNC加工中常用的螺纹加工方法

CNC加工中几种常用的螺纹加工方法：

1. 丝锥加工法

1.1 丝锥加工的分类及特点

选用丝锥加工螺纹孔是常用的加工办法，它首要适用于直径较小(Dlt;30)，孔方位精度要求不高的螺纹孔。

在20世纪80年代，螺纹孔均选用柔性攻丝办法，即选用柔性攻丝夹头夹持丝锥，攻丝夹头可做轴向补偿，补偿机床轴向进给与主轴转速不同步形成的进给差错，确保正确螺距。柔性攻丝夹头结构杂乱，本钱较高，简略损坏，加工功率较低。近年来，cnc加工中心的功能逐步提高，刚性攻丝功能成为cnc加工中心的根本配置。

因而，刚性攻丝成为目前螺纹加工的首要办法。

即用刚性绷簧夹头夹持丝锥，主轴进给与主轴转速由机床操控保持一致。

绷簧夹头相关于柔性攻丝夹头来说，结构简略，价格便宜，用途广泛，除夹持丝锥外，还可夹持立铣刀、钻头等刀具，能够下降刀具本钱。一起，选用刚性攻丝，能够进行高速切削，提高加工中心运用功率，下降制作本钱。

1.2 攻丝前螺纹底孔的断定

螺纹底孔的加工关于丝锥的寿数、螺纹加工的质量等方面有较大影响。一般，螺纹底孔钻头直径挑选挨近螺纹底孔直径公差的上限，

例如，M8螺纹孔的底孔直径为Ф6.7 0.27mm，挑选钻头直径为Ф6.9mm。这样，可削减丝锥的加工余量，下降丝锥的负荷，提高丝锥的运用寿数。

1.3 丝锥的挑选

挑选丝锥时，首要，必须按照所加工的资料挑选相应的丝锥，刀具公司依据加工资料的不同生产不同型号的丝锥，挑选时要特别留意。

因为丝锥相关于铣刀、镗刀来说，对被加工资料非常敏感。例如，用加工铸铁的丝锥来加工铝件，简略形成螺纹掉牙、乱扣乃至丝锥折断，导致工件报废。其次，应留意通孔丝锥与盲孔丝锥的区别，通孔丝锥前端引导较长，排屑为前排屑。盲孔前端引导较短，排屑为后排屑。用通孔丝锥加工盲孔，不能确保螺纹加工深度。再者，若选用柔性攻丝夹头，还应留意丝锥柄部直径及四方的宽度，应与攻丝夹头相同;刚性攻丝用丝锥柄部直径应与绷簧夹套直径相同。总归，只有合理的挑选丝锥，才干确保加工的顺利进行。

1.4 丝锥加工的数控编程

丝锥加工的编程较为简略。现在加工中心一般都固化了攻丝子程序，只需将各个参数赋值即可。但要留意，数控系统不同，子程序格局不同，一些参数表示的含义是不同的。

例如，SIEMEN840C操控系统，它的编程格局为：G84 X_Y_R2_ R3_R4_R5_R6_R7_R8_R9_R10_R13_。编程时只需将这12个参数赋值。

2. 螺纹铣削法

2.1 螺纹铣削的特点

螺纹铣削是选用螺纹铣削刀具，加工中心三轴联动，即X、Y轴圆弧插补，Z轴直线进给的铣削办法加工螺纹。

螺纹铣削首要用于大孔螺纹及难加工资料的螺纹孔的加工。它首要有以下特点：

⑴ 加工速度快，功率高，加工精度高。刀具资料一般为硬质合金资料，走刀速度快。刀具的制作精度高，因而铣削的螺纹精度高。

⑵ 铣削刀具适用范围大。只要是螺距相同，无论是左旋螺纹仍是右旋螺纹，均可运用一把刀具，有利于下降刀具本钱。

⑶ 铣削加工易于排屑、冷却，相对丝锥来讲切削状况较好，特别适用于铝、铜、不锈钢等难加工资料的螺纹加工，

尤其适合大型零部件及贵重资料的零部件的螺纹加工，能够确保螺纹加工质量和工件的安全。

⑷ 因没有刀具前端引导，适用于加工螺纹底孔较短的盲孔及没有退刀槽的孔。

2.2 螺纹铣削刀具的分类

螺纹铣削刀具可分为两种，一种是机夹式硬质合金刀片铣刀，另一种是整体式硬质合金铣刀。机夹式刀具适用范围广，既可加工螺纹深度小于刀片长度的孔，也可加工螺纹深度大于刀片长度的孔。整体式硬质合金铣刀一般用于加工螺纹深度小于刀具长度的孔。

2.3 螺纹铣削的数控编程

螺纹铣削刀具的编程与其它刀具的编程不同，假如加工程序编制过错，易形成刀具损坏或螺纹加工过错。编制时应留意以下几点：

⑴ 首要应将螺纹底孔加工好，对小直径孔用钻头加工，对较大的孔应选用镗削加工，确保螺纹底孔的精度。

⑵ 刀具切入切出时应选用圆弧轨道，一般为1/2圈进行切入或切出，一起Z轴方向应行进1/2螺距，以确保螺纹形状。刀具半径补偿值应在此时带入。

⑶ X、Y轴圆弧插补一周，主轴沿Z轴方向应行进一个螺距，不然，会形成螺纹乱扣。

⑷ 详细举例程序：螺纹铣刀直径为Φ16，螺纹孔为M48×1.5，螺纹孔深度为14。

加工程序如下：

(螺纹底孔程序略，该孔应采纳镗削底孔)

G0 G90 G54 X0 Y0

G0 Z10 M3 S1400 M8

G0 Z-14.75 进刀至螺纹深处

G01 G41 X-16 Y0 F2000 移至进刀方位，参加半径补偿

G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 切入时选用1/2圈圆弧切入

G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 切削整个螺纹

G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 切出时选用1/2圈圆弧切出G01 G40 X0 Y0 回至中心，撤销半径补偿

G0 Z100

M30

3. 挑扣法

3.1挑扣法的特点

箱体类零件上有时也能遇到大螺纹孔，在没有丝锥和螺纹铣刀的状况下，可选用类似车床挑扣的办法。

在镗刀杆上装置螺纹车刀，进行镗削螺纹。

公司从前加工一批零件，螺纹是M52x1.5，方位度是0.1mm(见图1)，因为方位度要求较高，螺纹孔较大，无法运用丝锥进行加工，且没有螺纹铣刀，经过试验，选用挑扣办法确保了加工要求。

3.2 挑扣法的留意事项

⑴ 主轴启动后，应有岩时时刻，确保主轴到达额外转速。

⑵ 退刀时，假如是手磨的螺纹刀具，因为刀具不能刃磨对称，不能选用反转退刀，必须选用主轴定向，刀具径向移动，然后退刀。

⑶ 刀杆的制作必须晶确，尤其是刀槽方位必须保持一致。如不一致，不能选用多刀杆加工。不然就会形成乱扣。

⑷ 即使是很细的扣，挑扣时也不能一刀挑成，不然会形成掉牙，表面粗糙度差，至少应分两刀。

⑸ 加工功率低，只适用于单件小批、特殊螺距螺纹和没有相应刀具的状况。

3.3 详细举例程序

N5 G90 G54 G0 X0 Y0

N10 Z15

N15 S100 M3 M8

N20 G04 X5 岩时，使主轴到达额外转速

N25 G33 Z-50 K1.5 挑扣

N30 M19 主轴定向

N35 G0 X-2 让刀

N40 G0 Z15 退刀

4.总结

综上所述，cnc加工中心加工螺纹的办法首要有丝锥加工、铣削加工和挑扣法，以丝锥加工、铣削加工为首要加工办法，挑扣法仅仅临时应急选用的一种办法。

只有正确挑选螺纹加工办法和加工刀具，才干有效提高螺纹加工功率和质量，提高cnc加工中心运用功率，下降加工本钱，每个数控加工工艺人员都应熟练掌握。

菱齿立铣刀铣削碳纤维复合资料的切削功能研讨

碳纤维复合资料（CFRP）是以碳纤维为增强体的树脂基复合资料，具有比强度和比模量高，抗皮劳功能优异，减振功能好，安全功能高，可明显下降结构件的分量等优异功能，现在广泛应用于航空航天、轿车、能源及体育器材等领域。碳纤维复合资料零件与其他资料零件装配联接时，铣削加工是取得准确几何形状的首要形式之一。因为碳纤维复合资料各向异性的特色，层间强度低而碳纤维硬度高，在铣削过程中易发作分层、翻边及毛刺等缺点，严峻影响了刀具使用寿数和工件外表质量。

近年来国内外学者对碳纤维复合资料加工理论展开了广泛研讨。Iliescu等剖析了纤维方向对亚外表损伤深度及切削力的影响，研讨标明，随着纤维方向的增加，工件亚外表的损伤深度随之增加，刀具的前角对切削力的巨细及亚外表的损伤深度影响较小；Devi Kalla等使用圆柱双刃铣刀铣削多向铺层复合资料并建立了铣削力的猜测模型；鲍永杰等以单层碳纤维复合资料为研讨目标，选用单点飞切探究了撕裂缺点的构成过程，剖析了刀具类型、钻削力及切削速度等因素对钻孔缺点的影响规律。现在针对碳纤维复合资料加工的研讨，大部分会集在钻孔方面，国内尚无成熟的产业化生产的碳纤维复合资料专用铣削刀具。

本文提出了菱齿型立铣刀的规划方案，并选用一般右旋金刚石涂层立铣刀、新式菱齿金刚石涂层立铣刀以及菱齿未涂层立铣刀，对碳纤维复合资料进行侧铣实验。在相同切削条件下，经过对铣削过程中工件加工外表质量、刀具寿数以及刀具磨损描摹的比照研讨，探讨了金刚石涂层的菱齿立铣刀铣削碳纤维复合资料的切削加工功能。

1.菱齿型立铣刀规划原理

在碳纤维复合资料的铣削加工中，一般硬质合金立铣刀作为一种传统经济的刀具依然存在于生产领域。一般右旋立铣刀铣削碳纤维复合资料加工如图1所示。铣削过程中，因为刀具右旋螺旋角的存在，复合资料的上、下外表均遭到斜向上的切削力效果，此刻资料下外表的纤维层刚性较好，简单彻底被堵截；而资料上外表的纤维层因为缺乏上方的支撑资料，不简单彻底被堵截，因而在工件的上外表易呈现毛刺、撕裂，乃至是分层现象，影响工件外表质量。

新式菱齿立铣刀的刃型如图2所示，菱齿型立铣刀经过右旋向和左旋向的开槽磨削，构成了数量较多的切削刃。在每个菱形的刀齿上，都具有右旋切削刃和左旋切削刃。铣削时，碳纤维复合资料既遭到右旋切削刃向上切削分力的效果，也遭到了左旋切削刃向下切削分力的效果，因而纤维层资料受力均衡，切削过程平稳。因为菱齿型立铣刀在任一截面均有右旋刃和左旋刃一起参加切削加工（见图3），在较块切削速度的效果下，工件外表层纤维资料一起遭到了向上和向下切削力的效果，类似于剪刀原理，纤维资料轻易被剪断，能够有用地防止工件上、下外表撕裂、毛刺等加工缺点的发作，提高复合资料的加工质量。

2.实验条件

实验刀具选用金刚石涂层一般右旋立铣刀、金刚石涂层菱齿立铣刀以及未涂层的菱齿立铣刀，如图4所示，刀具几何参数如表1所示。实验工件资料为T300型碳纤维复合资料，工件资料功能如表2所示。

切削实验在福裕立式加工中心QP2033-L上进行，刀柄BT40-KMC32-105，加工条件如表3所示。实验后，选用Keyence显微镜（类型：VHX-100）调查工件外表质量以及刀具切削刃的磨损情况。

3.实验结果与剖析

（1）工件外表质量比照剖析。在相同的切削加工条件下，一般金刚石涂层右旋立铣刀侧铣碳纤维复合资料3m后工件的外表质量如图5所示。从图中能够看出，工件上外表呈现了明显的毛刺和撕裂现象，而下外表加工质量良好。

图6所示为金刚石涂层菱齿立铣刀侧铣碳纤维复合资料3m后工件的外表质量照片。从图中能够看出，碳纤维复合资料工件的上、下外表均未呈现毛刺、撕裂等加工缺点，加工外表质量明显优于一般立铣刀。图7所示为未涂层菱齿立铣刀侧铣碳纤维复合资料3m后工件的外表质量图片。由图可见，工件的上、下外表呈现了细微的毛刺现象，加工外表质量优于一般立铣刀，但比金刚石涂层菱齿立铣刀差。这首要是因为工件资料中的碳纤维硬度较高、未涂层刀具磨损较块的原因。

（2）刀具寿数比照剖析。图8所示为3款铣刀侧铣碳纤维复合资料的刀具磨损曲线。若不考虑碳纤维复合资料外表质量，仅以刀具后刀面磨损量VB=0.1mm作为刀具磨钝规范，在到达磨钝规范时，菱齿金刚石涂层立铣刀的切削间隔为63m，一般立铣刀的切削间隔为18m，而菱齿未涂层立铣刀的切削间隔仅为7m。金刚石涂层一般右旋立铣刀的刀具磨损比相同涂层的菱齿立铣刀要块得多，这首要是因为菱齿立铣刀的切削刃数量在规划上明显多于一般立铣刀，在任一横截面上，一起参加切削加工的切削刃约8个（见图3），为一般右旋立铣刀的2倍。在相同转速和进给速度下，菱齿立铣刀每齿承当的切削力比一般立铣刀小，因而同为金刚石涂层的菱齿立铣刀刃口磨损比一般立铣刀缓慢。比照金刚石涂层菱齿立铣刀和未涂层的菱齿立铣刀，能够发现金刚石涂层的菱齿立铣刀的刀具寿数约是未涂层菱齿立铣刀的9倍。

（3）切削刃磨损比照剖析。因为碳纤维复合资料的切屑呈粉末状，刀具的磨损首要发作在切削刃和后刀面邻近。刀具后刀面磨损值VB=0.1mm的刀具磨损如图9所示。从图9a中能够看出，一般右旋立铣刀前端切削刃的后刀面磨损显现为均匀磨损，在靠近工件上外表的方位呈现异常鸿沟磨损，开始剖析因为碳纤维上外表残留毛刺对刀具不断冲击构成鸿沟剧烈磨损，露出发亮的硬质合金基体资料，刀具磨损严峻。比较之下，图9b所示菱齿金刚石涂层立铣刀则显现出良好的耐磨性，加工63m后刀具后刀面磨损量才到达0.1mm，其右旋刃外表金刚石涂层已被磨损掉，而左旋刃外表金刚石涂层仅发作细微磨损。图9c所示的未涂层菱齿立铣刀在切削7m后，右旋刃和左旋刃都呈现了严峻磨损。这首要是因为碳纤维复合资料首要成分是碳，其硬度非常高，在切削加工时，碳原子与刀具外表发作剧烈冲突，当硬质合金刀具外表没有涂层保护时，刀具后刀面非常简单发作磨损。而金刚石涂层的硬度非常高，能够到达8 000HV，在切削加工碳纤维复合资料时，金刚石涂层能够有用保护刀具刃口，从而减缓刀具后刀面的磨损。

4. 结语

（1）因为菱齿型立铣刀在每个刀齿上均有右旋刃和左旋刃，在任一横截面上均一起有右旋刃和左旋刃参加切削，构成的剪切合力易于将碳纤维丝束剪断，可有用***碳纤维复合资料外表毛刺、撕裂等现象的发作，提高工件加工外表质量。

（2）相同金刚石涂层的菱齿立铣刀和一般右旋立铣刀比较，因为菱齿立铣刀一起参加切削的刃数约为一般右旋立铣刀的2倍，故菱齿立铣刀每齿承当切削力较小，刀具后刀面磨损缓慢；未涂层的菱齿立铣刀在铣削碳纤维复合资料时，因为刀具外表没有金刚石涂层的保护，刀具后刀面磨损速度非常块。

（3）综上所述，新式金刚石涂层菱齿立铣刀适合于碳纤维复合资料的铣削加工。