[刀具使用] 銑刀常用類型及加工常見問題

銑刀的幾種常見類型

銑刀是一種主要用於在銑床上加工平面、台階、溝槽、成形表面和切斷工件的旋轉刀具。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的餘量。銑刀主要有圓柱形銑刀、面銑刀、立銑刀、三面刃銑刀、角度銑刀、鋸片銑刀、T形銑刀等幾種常見類型:

[刀具使用] 銑刀常用類型及加工常見問題

圓柱形銑刀:

用於臥式銑床上加工平面。刀齒分佈在銑刀的圓周上,按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數少,刀齒強度高,容屑空間大,適用於粗加工;細齒銑刀適用於精加工。

面銑刀:

用於立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面,端面和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細齒之分。其結構有整體式、鑲齒式和可轉位式 3種。

立銑刀:

用於加工溝槽和台階面等,刀齒在圓周和端面上,工作時不能沿軸向進給。當立銑刀上有通過中心的端齒時,可軸向進給。

三面刃銑刀:

用於加工各種溝槽和台階面,其兩側面和圓周上均有刀齒。

角度銑刀:

用於銑削成一定角度的溝槽,有單角和雙角銑刀兩種。

鋸片銑刀:

用於加工深槽和切斷工件,其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的摩擦,刀齒兩側有15′~1°的副偏角。此外,還有鍵槽銑刀、燕尾槽銑刀、T形槽銑刀和各種成形銑刀等。

T形銑刀:

用來銑T形槽。

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銑刀加工常見問題及對應

切入或刀具拔出工件時刀具折斷:可減小進給量、切削深度,把切削刃長縮短到必要長度的最小限度。

正常加工時刀具折斷:

減小進給量、切削深度

對刀具進行鈍化處理

更換夾具或彈簧夾頭

高刃數刀具變更低刃數,改善排屑防止堵屑

將乾式銑削換成濕式(使用切削液),搭配渦流管槍使用,降低刀具溫度避免刀具過熱。

若濕式銑削供液方向從前方供給時,改成從斜後方或橫向上方供液,冷卻液流量應足夠

進給方向變更時刀具折斷:

利用圓弧插補(NC工具機)、或暫時停止(暫時)進給

降低(減少)方向轉換前後的進給量

更換夾具或彈簧夾頭

刀尖部分崩刃:

用手動修磨在轉角部倒角

將順銑改為逆銑

切深介面部分崩損:

將順銑改為逆銑

降低切削速度

崩刃分佈在中央部分或者遍布整個切削刃(小崩刃):

進行鈍化倒棱。或者加大倒棱改變主軸轉數(工具機有振動時)提高切削速度更換夾具或彈簧夾頭銑削中有摩擦聲時,加大進給量如果釆用的是乾式銑削,改成濕式或用空氣冷卻更換夾具或彈簧夾頭降低切削速度

[刀具使用] 銑刀常用類型及加工常見問題

切削刃大崩刃:

減小進給量

高刃數刀具變更低刃數,改善排屑防止堵屑

進行鈍化倒棱或者加大倒棱

在鋼材銑槽中,以標準切削條件為目標值選擇適當的銑削速度(在低銑削速度側,產生低速性破損,壓著物分離損傷)(在高銑削速度側,銑深槽中會產生堵屑、熱龜裂)

如果採用的是濕式銑削,改成乾式,使用壓縮空氣,當供氣是從前方供給時,改成從橫上方或者橫上方供給,其流量應充足。

刀具早期磨損:

降低切削速度

如果是逆銑,則改成順銑

增大進給量

如果使用的是再研磨立銑刀,應提高鏟背面的粗糙度

加工工件常見問題及對應

[刀具使用] 銑刀常用類型及加工常見問題

工件表面光澤,但凹凸大:

減小進小量

低刃數刀具變更高刃數,改善表面細膩度

切屑短細,但有粘屑:

提高切削速度

換成濕式(使用切削液),搭配渦流管槍使用,降低刀具溫度避免刀具過熱。

進行微小倒圓鈍化處理

由逆銑改為順銑

加大進給量或者要切削餘量

有橫向切痕

進行微小倒圓鈍化處理

使用非水溶性切削液

由順銑改為逆銑

精加工尺寸偏小

由逆銑改為順銑

減小切削餘量

更換卡盤或彈簧夾頭

減小立銑刀切削深度

提高切削速度

直角度不良

檢查磨損量,更換刀具

產生振動

加大進給量(0.04mm/齒以上時減小)嘗試改變切削速度更換卡盤或彈簧夾頭減小立銑刀切削深度粗銑用雙刃,精銑用4刃由順銑改為逆銑

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切削深度的考慮因素

機台的剛性佳、切深大,反之剛性差、切深小。

工件材質硬、切深小,反之材質軟、切深大。

切削速度快、切深小,反之速度慢、切深大。

工件切深小,則工件表面粗糙度佳。

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銑削速度考慮因素及原則

銑削速度速度太高,加工效率未必跟著提高,反而加快刀具摩耗,增加刀具成本及換刀時間;若銑削速度太低,加工效率亦差,浪費時間,所以選擇適當的銑削速度(或主軸迴轉數)才是發揮刀具最高效益與加工效率的正確方法。

提高銑削速度的時機:

1.欲獲得高精度的加工面時。

2.工作物材質較軟時。

3.輕切削加工時。

4.加註切削劑且冷卻情形良好時。

5.銑床剛性佳、工作物安裝穩固時。

6.使用碳化物等耐磨耗刀具時。

降低銑削速度的時機:

1.欲保持銑刀壽命時,或如角度銑刀之 刀尖強度小時。

2.工作物材質較硬時。

3.刀具會冒出火花時。

4.加工高合金材料,如高鎳、高錳等材 質時。

5.銑切安裝不穩固的工件時。

6.重切削或進刀大者。

7.切削黑皮工件或含有砂粒的黑皮鑄件時。

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銑削加工常用工藝裝備

一、銑削刀具

銑刀的種類很多(大部分已經標準化),按齒背形式分銑刀可分為尖齒銑刀和鏟齒銑刀兩大類。尖齒銑刀齒背經銑削而成,後刀面是簡單平面,如圖8-13a所示,用鈍後重磨後刀面即可。該刀具應用很廣泛,加工平面及溝槽的銑刀一般都設計成尖齒的。鏟齒銑刀與尖齒銑刀的主要區別是有鏟制而成的特殊形狀的後刀面,如圖8-13b所示,用鈍後重磨前刀面。經鏟制的後刀面可保證銑刀在其使用的全過程中廓形不變。現按銑刀的用途分述如下。圖8-13齒背形式

(一)加工平面用銑刀

1.圓柱形銑刀

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圓柱形銑刀一般用於在臥式銑床上用周銑方式加工較窄的平面。圖8-14為其工作部分的幾何角度。為便於製造,其切削刃前角通常規定在法平面內,用γn表示;為測量和刃磨方便,其後角規定在正交平面內,用α0表示;螺旋角即為其刃傾角且λs;其主偏角為kr=90?。圓柱形銑刀有兩種類型:粗齒圓柱形銑刀具有齒數少、刀齒強度高,容屑空間大、重磨次數多等特點,適用於粗加工;細齒圓柱形銑刀齒數多、工作平穩,適於精加工。

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2.面銑刀

高速鋼面銑刀一般用於加工中等寬度的平面。標準銑刀直徑範圍為?80-?250mm。硬質合金面銑刀的切削效率及加工質量均比高速鋼銑刀高,故目前廣泛使用硬質合金面銑刀加工平面。

圖8-15所示為整體焊接式面銑刀。該刀結構緊湊,較易製造。但刀齒磨損後整把刀將報廢,故已較少使用。

[刀具使用] 銑刀常用類型及加工常見問題

[刀具使用] 銑刀常用類型及加工常見問題

圖8-16為機夾焊接式面銑刀。該銑刀是將硬質合金刀片焊接在小刀頭上,再採用機械夾固的方法將刀裝夾在刀體槽中。刀頭報廢后可換上新刀頭,因此延長了刀體的使用壽命。

圖8-17為可轉位面銑刀。該銑刀將刀片直接裝夾在刀體槽中。切削刃用鈍後,將刀片轉位或更換刀片即可繼續使用。可轉位銑刀與可轉位車刀一樣且有效率高、壽命長、使用方便、加工質量穩定等優點。這種銑刀是目前平面加工中應用最廣泛的刀具之一。可轉位面銑刀已形成系列標準,可查閱刀具標準等有關資料。

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(二)加工溝槽用的銑刀

1.三面刃銑刀

三面刃銑刀除圓周表面具有主切削刃外,兩側面也有副切削刃,從而改善了切削條件,提高了切削效率和減小表面粗糙度。主要用於加工溝槽和階檯面。三面刃銑刀的刀齒結構可分為直齒、錯齒和鑲齒三種。

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圖8-18a所示為直齒三面刃銑刀。該刀易製造、易刃磨。但側刃前角γ0=0?,切削條件較差。

圖8-18b為錯齒三面刃銑刀。該刀的刀齒交錯向左、右傾斜螺旋角ω。每一刀齒只在一端有副切削刃,並由ω角形成副切削刃的正前角,且ω角使切削過程平穩,易於排屑,從而改善了切削條件。整體錯齒銑刀重磨後會減少其寬度尺寸。

圖8-18c為鑲齒三面刃銑刀,它可克服整體式三面刃銑刀刃磨後厚度尺寸變小的不足。該刀齒鑲嵌在帶齒紋的刀體槽中。刀的齒數為Z,則同向傾斜的齒數Z1=Z/2,並使同向傾斜的相鄰齒槽的齒紋錯開P/Z1(P為齒紋的齒距)。銑刀重磨後寬度減小時,可將同向傾斜的刀齒取出並順次移入相鄰的同向齒槽內,調整後的銑刀寬度增加了P/Z1,再通過刃磨使之恢復原來的寬度。

2.鋸片銑刀

如圖8-19是薄片的槽銑刀,用於切削或切斷。

3.立銑刀

立銑刀主要用在立式銑床上加工凹槽、階檯面,也可以利用靠模加工成形表面。如圖8-20所示,立銑刀圓周上的切削刃是主切削刃,端面上的切削刃是副切削刃,故切削時一般不宜沿銑刀軸線方向進給。為了提高副切削刃的強度,應在端刃前面上磨出棱邊。

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4.波形刃立銑刀

圖8-21所示為波形刃立銑刀。它是在普通高速鋼立銑刀的螺旋前刀面的基礎上,用專用銑夾具將螺旋前刀面再加工成波浪形螺旋面,它與後刀面相交成波浪形切削刃。相鄰兩波形刃的峰谷沿軸線錯開一定距離,使切削寬度顯著減小,而切削刃的實際切削厚度約增大三倍,切下的切屑窄而厚,降低了切削變形程度,並使切削刃避開表面硬化層而切入工件。波形刃使切削刃各點刃傾角、工作前角以及承擔的切削負荷均不相同。而且波形刃使同一端截面內的齒距也不相同。這些因素大大減輕了切削力變化的周期性,使切削過程較平穩。銑削氣割鋼板等粗糙表面的工件,波形刃立銑刀尤其能顯示出其優良的切削性能。

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5.鍵槽銑刀

圖8-22所示為鍵槽銑刀,用於加工圓頭封閉鍵槽。該銑刀外形似立銑刀,立銑刀有三個或三個以上的刀齒,而鍵槽銑刀僅有兩個刀齒,端面銑削刃為主切削刃,強度較高;圓周切削刃是副切削刃。按國家標準規定,直柄鍵槽銑刀直徑d=2mm~22mm,錐柄鍵槽銑刀直徑d=14mm~50mm。鍵槽銑刀的精度等級有eB和dB兩種,通常分別加工H9和N9鍵槽。加工時,鍵槽銑刀沿刀具軸線作進給運動,故僅在靠近端面部分發生磨損。重磨時只需刃磨端面刃,所以重磨後刀具直徑不變,加工精度高。

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(三)加工成型面用的銑刀

1.成形銑刀

成形銑刀是根據工件的成形表面形狀而設計切削刃廓形的專用成形刀具,有尖齒和鏟齒兩種類型,如圖8-23所示。前者與一般尖齒銑刀一樣,用鈍後重磨刀齒的後刀面,其耐用度和加工表面質量較高,但因後刀面也是成形表面,製造與刃磨都比較困難。後者的齒背(後刀面)是按照一定的曲線鏟制的,用鈍後則重磨前刀面(平面),比較方便。所以在銑削成形表面時,多採用鏟齒成形銑刀。

設計和使用成形銑刀的關鍵在於每次重磨後,要求刀齒的切削刃形狀不變和具有適當的后角,且要工藝性好,製造、刃磨簡單。為了滿足這些要求,鏟齒成形銑刀常製成側前角γf=0?(這時前刀面就在銑刀軸向平面內),且鏟齒銑刀的後刀面應是銑刀切削刃在繞其軸線迴轉的同時,沿其半徑方向均勻地趨近銑刀軸線而形成的表面。鏟齒成形銑刀的後刀面都採用阿基米德螺旋面,並用γf=0?的平體成形車刀(其刃形與γf=0?銑刀的刃形相同,但凹凸相反),在鏟齒車床上進行鏟齒得到。

[刀具使用] 銑刀常用類型及加工常見問題

[刀具使用] 銑刀常用類型及加工常見問題

2.模具銑刀

模具銑刀用於加工模具型腔或凸模成形表面。模具銑刀是由立銑刀演變而成的,如圖8-24所示。按工作部分外形可分為圓錐形平頭、圓柱形球頭、圓錐形球頭三種。硬質合金模具銑刀用途非常廣泛,除可銑削各種模具型腔外,還可代替手用銼刀和砂輪磨頭清理鑄、鍛、焊工件的毛邊,以及對某些成形表面進行光整加工等。該銑刀可裝在風動或電動工具上使用,生產效率和耐用度比砂輪和銼刀提高數十倍。

二、銑床夾具

銑削加工的常用裝夾方法

銑削加工是平面、鍵槽、齒輪以及各種成形面的常用加工方法。在銑床上加工工件時,一般採用以下幾種裝夾方法:

(1)直接裝夾在銑床工作檯上大型工件常直接裝夾在工作檯上,用螺柱、壓板壓緊,這種方法需用百分表、劃針等工具找正加工面和銑刀的相對位置,如圖8-25a所示。

(2)用工具機用平口虎鉗裝夾工件對於形狀簡單的中、小型工件,一般可裝夾在工具機用平口虎鉗中,如圖8-25b所示,使用時需保證虎鉗在工具機中的正確位置。

(3) 用分度頭裝夾工件如圖8-25c所示,對於需要分度的工件,一般可直接裝夾在分度頭上。另外,不需分度的工件用分度頭裝夾加工也很方便。

(4) 用V形架裝夾工件這種方法一般適用於軸類零件,除了具有較好的對中性以外,還可承受較大的切削力,如圖8-25d所示。

(5)用專用夾具裝夾工件專用夾具定位準確、夾緊方便,效率高,一般適用於成批、大量生產中。

銑刀常見加工問題 銑刀損壞破損知識

一般來說,銑刀有8種常見的磨損形式:

1.刃口磨損。改進辦法:提高進給量;降低切削速度;使用更耐磨的刀片材質;使用塗層刀片。

2.崩碎。改進辦法:使用韌性更好的材質;使用刃口強化的刀片;檢查工藝系統的剛性;加大主偏角。

3.熱變形。改進辦法:降低切削速度;減少進給;減少切深;使用更具熱硬性的材質。

4.切深處破損。改進辦法:改變主偏角;刃口強化;更換刀片材質。

5.熱裂紋。改進辦法:正確使用冷卻液;降低切削速度;減少進給;使用塗層刀片。

6.積屑。改進辦法:提高切削速度;提高進給;使用塗層刀片或金屬陶瓷刀片;使用冷卻液;使刃口更鋒利。

7.月牙窪磨損。改進辦法:降低切削速度;降低進給;使用塗層刀片或金屬陶瓷刀片;使用冷卻液。

8.斷裂。改進辦法:使用韌性更好的材質或槽型;減少進給;減少切深;檢查工藝系統的剛性。

注意:通常當後刀面磨損達0.7毫米時,應更換刀片刃口;精加工時最大磨損量為0.04毫米。