1、切削刀具讲座切削刀具讲座住友电工硬质合金贸易上海有限公司 2009年5月12日本次讲座主要内容本次讲座主要内容一、金属切削原理二、金属加工的刀具材料三、车削刀具及刀具几何参数四、断屑五、铣削刀具及几个参数六、钻削刀具及几何参数七、切削振动的解决方法八、住友在汽车行业的刀具九、住友新产品介绍 金属切削原理金属切削原理所谓切削，就是刀具与被加工材所谓切削，就是刀具与被加工材质之间剧烈的撞击与摩擦，使材质之间剧烈的撞击与摩擦，使材质剥离母体。质剥离母体。金属材料受刀具作用后,经过 弹性变形弹-塑性变形挤压分离 三阶段,沿刀具前刀面滑出形成切屑第一变形区：第一变形区：始滑移面OA与终滑移面OE之间的区
2、域,变形量最大。第二变形区：第二变形区：与前刀面接触的切屑底层的变形区域,靠近前刀面处金属纤维化,基本与前刀面平行。第三变形区：第三变形区：与已加工表面层内产生的变形区域,产生金属纤维化和加工硬化。什么叫做切削？什么叫做切削？切屑的变形与热切屑的变形与热。热能在工件、切屑及刀具里的分布取决于加工条件，对其影响较大的为切削速度、切削厚度、刀片的几何形状及刀片的磨损程度。对较高速的切削，大约80%90%的热量被切屑带走。对工件来讲有三个热源:剪切面、切屑从工件上断裂所做的功;后刀面的摩擦;切屑与前刀面的摩擦。崩碎切屑：崩碎切屑：不规则屑片，较低 vc，较大ap/f 加工脆性金属（铸铁）时产生。由于
3、加工材料和切削条件的不同，产生的切屑主要有三种类型：节状（挤裂）切屑：节状（挤裂）切屑：上表面锯齿状，下表面光滑的连续切屑，较低 vc，较大ap/f 加工中等硬度塑性金属（高碳钢/不锈钢）时产生。带状切屑：带状切屑：上表面毛茸状，下表面光滑的连续切屑，大0，高vc，小ap/f 加工塑性金属（碳素钢/合金钢）时产生。切屑的种类切屑的种类刀具磨损与刀具寿命刀具磨损与刀具寿命（一）刀具磨损：刀具在切削过程中，其前刀面、后刀面上微粒材料被切屑或工件带走的现象，称为刀具磨损。刀具的主要磨损形态：后面磨损：机械磨损为主前面磨损（月牙磨损）：热磨损为主前后面同时磨损：大多数情况下刀大多数情况下刀具前、后刀面
4、都具前、后刀面都有磨损，后刀面有磨损，后刀面磨损对加工质量磨损对加工质量影响最大，测量影响最大，测量方便，通常以方便，通常以VBVB来表示刀具磨损来表示刀具磨损程度。程度。后刀面磨损前刀面月牙洼磨损积屑瘤沟槽磨损塑性变形刃口崩损初期磨损阶段（OA）：切削时间短磨损快正常磨损阶段（AB）：磨损量均匀增长急剧磨损阶段（BC）：磨损量急剧增加伴有明显的噪声和振动磨损过程磨损过程所谓材料的被切削性能，就是被切削材料在切削过程中的难易程度所谓材料的被切削性能，就是被切削材料在切削过程中的难易程度材料的被切削性能材料的被切削性能 工具寿命短工具寿命短 切削阻力大切削阻力大 切削温度高切削温度高 表面质量差
5、表面质量差 切屑处理差切屑处理差高强度材质高强度材质 Y Y Y高硬度材质高硬度材质 Y Y加工硬化（大）加工硬化（大）Y Y Y Y Y热传导率（小）热传导率（小）Y Y延展性（大）延展性（大）Y Y亲和性（大）亲和性（大）Y Y硬粒子（多）硬粒子（多）Y工件材质的特性与切削的关系：工件材质的特性与切削的关系：加工硬化加工硬化:表面结构可能变形，表面硬度将会增加加工硬化加工硬化不锈钢铁基 耐热合金 镍基 耐热合金 钴基 耐热合金 影响加工性能的因素工件材料加工条件 及加工类型机床设备冷却液刀具材料刀具几何形状涂层类型硬度材料抗拉强度化学成分速度进给量微观结构冷作程度变形硬化工件的形状/尺寸工
6、件的刚性切深断续切削连续切削冷却液类型夹具刚性机床刚性冷却液类型有效功率高速钢非涂层硬质合金涂层硬质合金金属陶瓷陶瓷刀片立方氮化硼人造金刚石导向角(或主偏角）前角后角刀片形状断屑槽刃口处理刀尖圆弧半径化学涂层物理涂层中温化学涂层影响加工性能的因素影响加工性能的因素材料篇材料篇韧性（刀具材质的韧性）耐磨损性（硬度）耐热性优劣优劣涂层硬质合金陶瓷金属陶瓷超微粒硬质合金高速钢金刚石烧结体烧结体开发方向切削刀具材质种类和位置制品检查评价涂层研磨烧结原料模压完粉干燥造粒混合硬质合金制品涂层制品約1400，真空中约1000硬质材料粉末WC,TiC金属粉末 Co,Ni硬质合金及涂层的制造过程硬质合金分类及标
7、志切削刀具用硬质合金根据国际标准ISO分类，把所有牌号分成用颜色标识的六大类，分别以字母P、M、K、N、S、H表示。分类的主要依据是加工材料的化学元素含量、结构、硬度和导热性能。每一类中的各个牌号分别给以一个0150之间的数字，表示从最高硬度到最大韧性之间的一系列合金，以供各种被加工材料的不同切削工序及加工条件时选用。根据使用需要，在两个相邻的分类代号之间，可插入一个中间代号，如在P10和P20之间插入P15，K20和K30之间插入K25等，但不能多于一个。P类类用于加工长切屑的用于加工长切屑的钢件钢件M类类用于加工用于加工不锈钢件不锈钢件K类类用于加工短切屑的用于加工短切屑的铸铁件铸铁件N类
8、类用于加工短切屑的用于加工短切屑的非铁材料非铁材料S类类用于加工用于加工难加工材料难加工材料H类类用于加工用于加工硬材料硬材料钢用车削材料系列钢用车削材料系列住友电工类硬质合金（一）住友电工类硬质合金（二）AC2000的切削性能的切削性能住友电工类硬质合金（三）AC3000的加工实例的加工实例住友电工类硬质合金（四）住友电工类硬质合金（五）住友电工M类硬质合金（一）0.20.40.6进给进给(mm/rev.)切深切深(mm)6.04.02.00)推荐切削参数AC630MAC610M切削速度切削速度(m/min)进给进给(mm/rev.)2300.41300.10.1100160材质材质切削状况
9、切削状况0.4断屑槽的应用住友电工M类硬质合金（二）高速高效的高速高效的AC610M住友电工M类硬质合金（三）用途广泛的用途广泛的AC630M住友电工M类硬质合金（四）工件工件(work):FCD450切削切削参数参数(cutting condition)：V=350m/min,f=0.35mm/rev.,d=1.5mm刀片刀片(tool)：CNMG120408铸铁车铸铁车削用涂削用涂层层材材质质ACEACE涂涂层层AC410KAC410K采用新开发超级采用新开发超级FFFF涂层，实现耐磨损性涂层，实现耐磨损性2 2倍以上的提高。倍以上的提高。采用采用超厚膜超厚膜 高强度氧化铝，高强度氧化铝，
10、实现较以往产品实现较以往产品1 1、5 5倍倍以上的以上的高速、高效率加工高速、高效率加工。通过通过表面平滑化处理，加工稳定性大幅提高。表面平滑化处理，加工稳定性大幅提高。強断強断续续Rough部分断部分断续续Medium连续连续 轻轻Light100200300切削状切削状态态(Cutting Condition)切削速度切削速度(Cutting speed)(m/min)AC700GAC2000适用适用领领域域Application range切削性能切削性能 Performance 切削時間切削時間(Cutting time)逃面摩耗幅逃面摩耗幅(Flank wear)(mm)(min)
11、AC410K他社他社K10K10(competitors K10)0 00 0.0 05 50 0.1 10 0.1 15 50 0.2 20 0.2 25 50 05 51 10 0AC410K住友电工K类硬质合金涂层（一）常见涂层材料常见涂层材料碳化钛碳化钛(TiC)高硬度耐磨化合物，有着良好的抗摩擦磨损性能。氮化钛氮化钛(TiN)的硬度稍低，但却有较高的化学稳定性，并可大大减少刀具与被加工工件之间的摩擦系数。碳氮化钛碳氮化钛(TiCN)是在单一的TiC晶格中，氮原子(N)占据原来碳原子(C)在点阵中的位置而形成的复合化合物，TiCxNy中碳氮原子的比例有两种比较理想的模式，即TiC0.5
12、N0.5和TiC0.3N0.7。由于TiCN具有 TiC和TiN的综合性能，其硬度(特别是高温硬度)高于 TiC和TiN，因此是一种较理想的刀具镀层材料。氧化铝氧化铝(Al2O3)在抗氧化磨损和抗扩散磨损性能上，没有任何材料能与氧化铝相比。但由于氧化铝与基体材料的物理、化学性能相差太大，单一的氧化铝镀层无法制成理想的镀层刀具。铝氮化钛铝氮化钛(TiAlN)在切削过程中铝氧化而形成Al2O3，从而起到抗氧化和抗扩散磨损作用，但其抗氧化性能比单一的Al2O3镀层稍差，因为TiAlN中形成的Al2O3在切削过程中边生成边磨掉。但在高速切削时，其效果优于不含铝的TiCN镀层。涂层（三）在放置基板的空间
13、中供给含有目标膜质构成原子的原料气体，主要以在基体表面发生化学反应来形成覆膜的方法在放置基板的空间中供给含有目标膜质构成的固体物质，该物质在物理作用(加热、喷溅等)下，呈原子、分子、群束状，通过输送至基板表面形成薄膜的方法法法Chemical Vapor Deposition法法Physical Vapor Deposition10m10mAl2O3TiCN特殊专用硬质合金特殊专用硬质合金涂层膜断面照片涂层膜断面照片CVD方法化学气相沉积可以定义为一种材料合成方法。这种方法使气相的几种组成成分反应并在一些表面上形成一固体膜。CVD系统中的化学反应可划分为还原、氧化、水解、热解等，是在低压CVD
14、反应器中实现的。沉积反应几乎永远是一种不均匀的多相反应。特点特点：1）10000(C)涂层温度提高了生产率2）5-15 微米厚度3）多涂层优点：优点：1）涂层强度和附着力好（涂层强度比母材稍低）2）50%100%提高了切削速度3）多至400%地提高了刀具寿命4）提高了抗热冲击性5）对母材的形状无限制PVD方法物理气相沉积是一种固态的金属反应成分的过程，例如钛。物理气相沉积一般有真空中蒸发沉积、溅射、离子镀三种将固态镀层材料气化的方法。由于PVD工艺温度低，不会降低硬质合金刀片自身的强度，刀片刃部可磨得十分锋利，从而可降低机床的功率消耗。特点：特点：1）牌号的选择覆盖了大多数的应用情况2）薄的氮
15、化钛TiN涂层，厚度在2-4 微米之间（与母材的附着力比CVD差）3）400(C)的涂层温度（不适合内孔的涂层）4）摩擦系数小 优点：优点：比非涂层硬质合金刀片的刀具寿命高出15。刃口锋利刃口牢固性较好。比非涂层硬质合金的刀片的切削速度提高100%。抗月牙洼磨损和积屑瘤涂层金属陶瓷材料适用范围涂层金属陶瓷材料适用范围住友电工金属陶瓷（一）住友电工金属陶瓷（二）T3000Z的崩刃率比较的崩刃率比较住友电工金属陶瓷（三）CBNCBN刀具基础刀具基础1.CBN是什么呢？是什么呢？CBN是Cubic Boron Nitride的缩写。大家知道金刚石主成分是炭元素吗？CBN是由在化学中两个位置相邻的化学
16、元素硼和氮，以类似于金刚石的构造结合起来的物质。它的硬度仅次于金刚石。与金刚石不同之处在于，这种物质在自然界是不存在的，并且具有耐热等比金刚石更优越的特性。2.住友住友CBN是怎么做成的呢？是怎么做成的呢？住友CBN是CBN的粉末和特殊的陶瓷混合后，在一千几百度、五万个大气压的高温高压下烧制加固而成的。顺便说一下，这种烧制加固被称为烧结，因此住友CBN也可以称为CBN烧结体。说起5万个大气压可能一下子想象不出来，其大小几乎等同与地球深层的地幔处的压力。用接近于天然金刚石的形成环境这个说法可以理解吗？3.为什么可以用来切削淬火钢呢？为什么可以用来切削淬火钢呢？说起刀具材料，一般认为其硬度应该是工
17、件材料的4倍。但仅仅硬度是不行的。比如金刚石和铁容易发生化学反应，因此不适合作为切削淬火钢的材料。而住友CBN和铁很难发生化学反应，而且耐热性强的CBN和特殊陶瓷的绝妙组合，不仅仅是硬度，其耐崩损性和耐磨性也实现了最适化，所以用来切削淬火钢并不难。住友CBN（一）碳化物放电线切割碳化物圧力压力焊接合金碳化物基质原材料原材料超高超高压烧结压烧结原料充填原料充填成品成品加工加工焊焊接接1350，5.5GPa住友CBN（二）CBN的烧结的烧结4421陶瓷粘结剂陶瓷粘结剂金属粘结剂金属粘结剂CBN 微粒硬质合金硬质合金冷硬铸铁冷硬铸铁铬镍铸铁铬镍铸铁耐热合金耐热合金灰口铸铁灰口铸铁铁基烧结合金铁基烧结
18、合金合金钢合金钢 淬火钢淬火钢碳素工具钢碳素工具钢轴承钢轴承钢模具钢模具钢CBN 微粒微粒 显微结构显微结构HighCBNcontentLow硬度硬度(Hv)应用应用CBN 微粒 烧结烧结CBN CBN 的特征以及应用的特征以及应用 外观结构外观结构住友CBN（三）住友住友CBNCBN材料系列种类和用途材料系列种类和用途住友CBN（四）硬材料连续切削的应用硬材料连续切削的应用涂层CBN不涂层CBN住友CBN（五）连续加工淬火钢连续加工淬火钢推荐切削参数推荐切削参数住友CBN（六）BNS80010005000切削速度切削速度(m/min)切深切深 d(mm)15002000进给进给f(mm/re
19、v)粗加工领域粗加工领域精加工领域精加工领域BN600BN500用于灰口铸铁的加工范围用于灰口铸铁的加工范围灰口铸铁加工推荐湿式加工，若干式加工中，粗灰口铸铁加工推荐湿式加工，若干式加工中，粗 精加工都推荐精加工都推荐BNS800住友CBN（七）工件:FC300（珠光体）工具 :2NU-CNGA120408切削条件:V=800m/min.=0.13mm/rev.=0.2mmWET00.020.040.060.08020406080BN600切屑排出量kmVB磨损量mm0.10（灰口铸铁灰口铸铁）在灰口铸铁的连续切削中可以显示出优异的耐磨损性。推荐湿式推荐湿式住友CBN（八）工件:FC250（珠
20、光体）工具 :FMU4100R,SNEW1203ADTR切削条件:V=2500m/min.=0.12mm/rev.=0.3mm干式在灰口铸铁的高速铣削加工中展现优异的耐热龟裂性及耐磨损性。为了促成热龟裂，特意在v=2500m/min的高速条件下测试推荐干式推荐干式00.020.040.060.08050100150200250BN600切屑排出量cm3VB磨损量mm0.10（灰口铸铁灰口铸铁）发生热龟裂未发生热龟裂住友CBN（九）切削速度(m/min)硬度(HRB)708090300200100EH510Z T1200ADA2200（一般烧结合金一般烧结合金）（高密度烧结合金高密度烧结合金 淬
21、火烧结合金淬火烧结合金）切削速度(m/min)硬度(HRC)40 50 60100200BN350BN250BNC200在一般烧结合金的高速加工领域及高密度淬火烧结合金加工中展现优异的耐磨损性、耐崩刃性。住友CBN（十）切削实例（铸铁）发动机气缸缸孔精加工切削实例（铸铁）发动机气缸缸孔精加工【被 削 材】【加工内容】FC250内径加工工具材质工具材质工具型号工具型号(m/min)d(mm)条件条件加工内容加工内容他公司产品SNGN0903081湿式f(mm/rev)切削液切削液结果结果【寿命判定】破损工具材他社品500 1000加工数（缸孔）在发动机气缸孔的精加工中、实现1.5倍的寿命。住友C
22、BN（十一）BN600FMU4200R SNEW1203ADTR干式工具材质BN600工具寿命（个）4000【寿命判定】表面光洁度：Rz10m 或工具崩损2000切削实例（铸铁）切削实例（铸铁）发动机发动机缸体上表面精铣加工缸体上表面精铣加工与其他公司产品比较,达到1.31.5倍寿命【被 削 材】【加工内容】FC250上表面精铣加工工具材質工具材質工具型番工具型番(m/min)d(mm)条件条件f(mm/rev)切削液切削液结果结果加工内容加工内容住友CBN（十二）他公司产品NU-DCGW11T304工具材质对手产品200 400工具寿命（个）湿式2832切削实例（烧结零件加工）高密度烧结零件
23、切削实例（烧结零件加工）高密度烧结零件 精加工精加工加工内容加工内容工具工具材质材质工具工具型号型号(m/min)d(mm)条件条件f(mm/rev)切削液切削液结果结果不会产生破损，达到公司的1.5倍得刀具寿命【被 削 材】烧结零件高密度烧结合金 HRC=36-40【加工内容】外径精加工【寿命判定】因磨损造成形状精度不良住友CBN（十三）BN600特殊刀杆湿式工具材质BN600工具寿命（孔）500 1000加工内容加工内容切削实例切削实例（）（）气门座圈气门座圈加工加工工具材质工具材质工具型号工具型号(m/min)d(mm)条条件件f(mm/rev)切削液切削液结果结果磨损少、可以维持锋利的
24、刃尖、因此它的寿命是BN600的2倍。【被 削 材】VSR(In)Hv250-280【加工内容】45面精加工【寿命判定】粗糙度住友CBN（十四）切削实例切削实例【被削材】【加工内容】刀具材质刀具材质刀具型号刀具型号（m/min）（mm/rev）（mm）切削液切削液结果结果 条件条件 加工内容加工内容他社整体CBN700 孔寿命判断标准：崩损BNS800SNMN0903083600.2mm/rev.中精加工中精加工0.7mmWET1500 孔FC250断面处BNS800住友CBN（十五）1,500m/minz6.3鋳鉄鋳鉄精铣刀盘精铣刀盘住友CBN（十六）被削材：被削材：灰口灰口鋳鉄鋳鉄（）（刃
25、）（）切削油干式切削切深进给5001,0001,5000.10.20.30.40.5切削速度推荐切削条件负型切刃切削负型切刃切削研削研削高速加工高速加工、精加工表面良好精加工表面良好住友CBN（十七）模具精加工球头铣刀模具精加工球头铣刀球笼精加工球头铣刀球笼精加工球头铣刀住友金刚石种类和用途住友金刚石种类和用途住友的刀具材料（一）车削篇车削篇前角的影响前角的影响大前角的优点：大前角的优点：切削力小切削热小能抑制积屑瘤不易振动大前角的缺点：大前角的缺点：刀头强度低散热体积小弯曲应力，易造成崩刃不易断屑a 拉应力拉应力b 压应力压应力从金属切削的变形规律可知，前角是切削刀具上重要几何参数之一，它的
26、大小直接影响切削力、切削温度和切削功率，影响刃区和刀头的强度与散热体积，从而然响刀具耐用度和切削加工生产率。选择合理的前角，是刀具设计的重要问题后角的影响后角的影响 大后角的优点：大后角的优点：减少磨擦，提高加工表面质量钝圆半径值小，切削刃锋利VB相同时磨损体积大，提高刀具耐用大后角的缺点：大后角的缺点：相同磨损体积时NB大，精加工不宜采用刀头强度低散热体积小 后角也是刀具上主要的几何参数之一，它的数值合理与否直接换响加工表面的质量、刀具耐用度和生产率。后角的主要功用是减小后刀面与加工表面之间的摩擦。主偏角的影响主偏角的影响主偏角大的优点主偏角大的优点：减少吃刀抗力，减小工艺系统的弹性变形和振
27、动易于断屑孔加工有利于切屑沿轴向顺利排出主偏角大的缺点主偏角大的缺点：表面粗糙度差切削负荷集中，容易磨损进给抗力大刀头强度低散热体积小ffap 不论是主偏角、副偏角、过渡刃偏角或其他切削刃的偏角，它们的共同功用是使刀具的各条切削刃有合理的分工、联结与配合，保证合理的刃形和切削图形，同时保证刀尖部位具有一定的强度和散热体积、选择合理的主偏角、副偏角和其他切削刃偏角，可以提高加工表面质量，提高刀具耐用度和生产率。刃倾角的影响刃倾角的影响刃倾角的作用：影响排屑方向：影响刀头的强度；影响切削刃的锋利S 0 排向待加工表面 ；S 0 排向已加工表面；S=0 前刀面上卷曲 刀具刃倾角的选用：精加工取S 0
28、，5到10 粗加工取S 0，5到10 加工细长工件采用S 0 90修光效果刀尖圆弧半径修光效果刀尖圆弧半径粗糙度Ra=f2/8r修光刃(WIPPER)刀片使用的特点:1)进给量一致,则修光刃刀片比无修光刃刀片得到更好的表面粗糙度2)工件表面粗糙度一样,则修光刃刀片的进给量比无修光刃的刀片高3)使用DNMG/TNMG/VCMT等刀片时,刀具主偏角大于91度效果更好,其它型号刀片无特殊要求4)当加工的斜度大于5度时,修光刃不起作用断屑断屑 (车削车削)辨别切屑辨别切屑切深切深进给进给速度速度刀片损坏刀片损坏断屑的种类断屑的种类断屑有三种形式:A/自断屑(最好的断屑形式);B/切屑碰到刀具断裂;C/
29、切屑碰到工件断裂(不可取,应该避免)常用的断屑方式:1)增加进给量f2)取小的刀具前角3)取大的刀具主偏角4)加冷却液切屑压缩比切屑压缩比 前角与断屑的关系前角与断屑的关系hchhc切屑压缩比=hc/h1)压缩比的值越大,则越容易断屑.但同时切削的抗力也增加了2)压缩比与线速度Vc有关,当Vc减小时,压缩比增大,所以降低线速度也利于断屑3)前角减小,切屑变形大,压缩比增大,利于断屑主偏角与断屑的关系主偏角与断屑的关系主偏角大易于断屑ffap进给量与断屑的关系进给量与断屑的关系直长条无控制切屑缠结无控制切屑可长达数英尺的无限卷曲的半有序的切屑2-5卷的有序卷曲切屑卷曲的切屑“9”型切屑通常是理想
30、的断屑完整曲线一半完整曲线碎片 最佳的范围可用的范围增加进给量进给量、倒棱宽度与切屑的关系进给量、倒棱宽度与切屑的关系由此可见,当刀具使用一段时间后,刃口钝化严重,则切屑不易断裂断屑器与断屑的关系断屑器与断屑的关系机械机械磨出的断屑槽磨出的断屑槽断屑槽与断屑的关系断屑槽与断屑的关系(一一)针对精加工/半精加工/粗加工,选择正确的槽型也利于断屑笔直的 带角度的波浪型的小进给量（精加工）中等进给量（半精加工）高进给量（粗加工）LU槽型槽型664.02.0GUW型3.01.0LUW型0.20.60.40.80高能率加工用断屑槽6.04.02.000.20.4SX型UX型MX型0.6刃先強化断屑槽切深
31、(mm）常用断屑槽(mm/rev）进给SU型GU型MU型高能率粗切削用中切削用高能率仕上用3.02.01.000.10.20.30.4SX型FA型LU型精加工用断屑槽10.06.000.40.8重切削用断屑槽2.0HP型MP型HG型断屑槽与断屑的关系断屑槽与断屑的关系(二二)铣削铣削篇篇平装结构平装结构平装结构铣刀的刀体结构工艺性好，容易加工，并可采用无孔刀片。切削力方向的硬质合金截面较小，故平装结构的铣刀一般用于轻型和中量型的铣削加工。立装结构立装结构 由于刀片采用切削力夹紧，夹紧随切削力的增大而增大，因此可省去夹紧元件，增大容屑空间。由于刀片切向安装，在切削力方向的硬质合金截面较大，因而可
32、进行大切深、大走刀量切削，这种铣刀适用于重型和中量型的铣削加工。粗齿铣刀粗齿铣刀 适用于普通机床的大余量加工和软材料或切削宽度较大的铣削加工；当机床功率较小时，为使切削稳定，也常选用粗齿铣刀。密齿铣刀密齿铣刀 适用于普通机床、专机和加工中心的铣削加工；可以实现精密高效加工.但密齿铣刀对机床的功率要求较高,对机床/夹具/工件/刀柄的刚性要求较高,不适合系统刚性较差时的加工70住友灰口铸铁住友灰口铸铁高速高速精加工精加工用用BN Finish Mill 可进行V=1500m/min的切削 精面粗糙度Rz3.2(Ra1.0)采用独特的低成本刀片 实现运行成本降低 模块式刀片跳动度调整Easy!高速旋
33、转时的附件防飞出机构铝用高速铣刀型 住友铝合金住友铝合金高速高速精加工精加工用用PCDPCD刀片刀片铝合金刀体铝合金刀体2023-5-18aeapae=d1apaeapaeap=bae=径向切深径向切深ap=轴向切深轴向切深立铣刀（一）立铣刀（一）A:轴向进给B:径向进给AB轴向钻铣.立铣刀（三）立铣刀（三）2-Flute 4-Flute3-Flute.容屑空间刀体强度立铣刀（四）立铣刀（四）直刃立铣刀的特点：直刃立铣刀的特点：整条刀刃同时切入，切削时易振动，已加工表面质量不佳；刀具完全受到径向抗力，容易弯曲变形；轴向抗力几乎为零。大螺旋立铣刀的特点：大螺旋立铣刀的特点：平稳/连续切入工件，不
34、易振动，加工表面质量高；刃口寿命相对长；轴向切削抗力大；排屑性能相对较差。易使刀具从夹头脱落或向上拉起工件。可转位铣刀主要几何角度可转位铣刀主要几何角度名 称符 号（度）定 义 作 用 前角 g0 前面与基面间的夹角，在主剖面中测量。决定切削刃的锋利程度和强度。增大前角可减小切屑变形，减小切削力和切削功率。刃倾角 ls主切削刃与基面间的夹角，在切削平面中测量。控制切屑流向，影响切削刃强度和切削分力的大小。背前角（轴向前角）gp 前面与基面间的夹角，在背平面中测量。决定切削刃的强度和切屑的流向，影响切削分力的大小和表面质量。侧前角（径向前角）gf 前面与基面间的夹角，在假定工作平面中测量。决定刀
35、齿的强度和切削力的大小。主偏角 kr 主切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量。影响刀尖部分的强度、切削分力之间的比例、工件表面的形状和切削刃参加切削的长度。副偏角 kr 副切削平面与假定工作平面间的夹角，在基面中测量减小副切削刃、副后面与工件已加工表面的摩擦，影响表面粗糙度。后角a0 后面与切削平面间的夹角，在正交平面中测量。减小后面与工作表面间的摩擦，并与前角决定切削刃的锋利和强度。铣刀主偏角（一）铣刀主偏角（一）主偏角为切削刃与切削平面的夹角。可转位铣刀的主偏角主要有90、88、75、60、45等几种。主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗
36、振性能。铣刀的主偏角越小，其径向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也随之减小。当主偏角减少时，指向工件的合成切削力增加。合成力的方向是垂直于刃口的。0045主偏角主偏角90主主偏偏角角90主偏角主偏角90 主偏角75 主偏角60 主偏角45主偏角主偏角铣刀主偏角（二）铣刀主偏角（二）9090主偏角铣刀主偏角铣刀在铣削带凸肩的平面时选用，一般不用于纯平面加工。该类刀具通用性好(即可加工台阶面，又可加工平面)，在单件、小批量加工中选用。由于该类刀具的径向切削力等于切削力，进给抗力大，易振动，因而要求机床具有较大功率和足够的刚性。在加工带凸肩的平面时，也可选用88主偏角的铣刀，较之90主偏角铣刀，
37、其切削性能有一定改善。4545主偏角铣刀主偏角铣刀此类铣刀的径向切削力大幅度减小，约等于轴向切削力，切削载荷分布在较长的切削刃上，具有很好的抗振性，适用于镗铣床主轴悬伸较长的加工场合。用该类刀具加工平面时，刀片破损率低，耐用度高；在加工铸铁件时，工件边缘不易产生崩刃。刀具的斜面进给与螺旋进给刀具的斜面进给与螺旋进给铣刀盘在以一定角度斜向进给或者螺旋进给的时候，要求背对进给方向的刀片副切削刃也参与切削。住友住友WEX型型铣刀前角铣刀前角铣刀的前角可分解为径向前角f和轴向前角p，径向前角f主要影响切削功率；轴向前角p则影响切屑的形成和轴向力的方向，当p为正值时切屑即飞离加工面。双负前角双负前角抗冲
38、击能力强，采用负型刀片，适用于粗铣铸钢、铸铁和高硬度、高强度钢。但铣削功率消耗大，需要极好的工艺系统刚性双正前角双正前角切削轻快，排屑顺利但切削刃强度较差。适用于加工软材料和不锈钢、耐热钢、普通钢和铸铁等。在小功率机床、工艺系统刚性不足、以及有积屑瘤产生时应优先选用该形式。正负前角正负前角切削刃抗冲击性能较强，切削刃也较锋利。适用于加工钢、铸钢和铸铁。大余量铣削时，效果也较好顺铣顺铣顺铣时刀具旋转方向和进给方向相同。顺铣开始时切屑的厚度为最大值，切出厚度小，切屑变形小，切削力是压向工件的。顺铣是为获得良好的表面质量而最常用的加工方法。它具有较小的后刀面磨损、机床运行平稳等优点，适用于在较好的切
39、削条件下加工高合金钢。使用说明：使用说明：不宜加工含硬表层的工件（如铸件表层），因为这时刀刃必须从外部通过工件的硬化表层，从而产生较强的磨损。在机床工作台的丝杠和螺母有间隙的时候会造成机床台面窜动。逆铣逆铣逆铣时刀具旋转方向与进给方向相反。逆铣开始时切屑的厚度为0，当切削结束时切屑的厚度增大到最大值。铣削过程中包含着抛光作用。切削力是背离工件的（有提起工件的趋势）。鉴于采用这种方法产生一些副作用，诸如后刀面磨损加快从而降低刀片耐用度，在加工、高合金钢产生表面硬化，表面质量不理想等，所以这种方法极少使用。使用说明：使用说明：必须完全将工件夹紧，否则有提起工作台的危险。abFszFsz max30
40、 60a逆铣逆铣b顺铣顺铣一个刀刃的受力情况一个刀刃的受力情况顺铣顺铣/逆铣的切削力逆铣的切削力.切削长度切削长度在铣削中，切削长度对刀具寿命的影响要比切屑厚度的影响大。对称铣削使每一条切削刃得到最短的切削长度，并且刀具一直处于逆铣-顺铣的交替变化之中；不对称铣削将使弧形的切削长度变长，并只有顺铣或者逆铣一种状态。刀具中心定位刀具中心定位第一种情况，切入时的冲击发生在刀片最外部的刀角上。该刀具的中心远离工件，切削刃的最薄弱的部位受到冲击负载。第二种是有利的情况是刀具的中心位于工件很中央，初始冲击发生在远离刀尖的刀刃部分。切削刃的切入角应尽可能做成负角，一旦刀具正常地切入后，这种切入的全过程可认
41、为是经正确选用的刀刃将以刀刃的负角切入。所以，最佳的切削宽度所以，最佳的切削宽度应该是刀盘直径的应该是刀盘直径的80%80%；使；使刃口的切入点与刀盘中心的刃口的切入点与刀盘中心的连线与进给方向成连线与进给方向成4545度夹角度夹角是最佳的刀具定位点。是最佳的刀具定位点。网状的纹路是由于铣刀后部的刀片参与了切削。着手点:确保铣刀安装表面是否接触良好。主轴出现松动 查看所有刀片的高度.工件可能有松动 其它可能的措施:1）查看是否应当改变进给量2）可能需要增加修光刃刀片3）降低切深4）选择小主偏角铣刀盘5）减少参与切削的齿数精铣刀的拖刀痕精铣刀的拖刀痕Front View钻头篇钻头篇40%的金属加
42、工是孔加工的金属加工是孔加工孔加工中的孔加工中的80%是浅孔加工是浅孔加工Body clearanceDiameter铲背直径铲背直径Depthof bodyClearance铲背量铲背量Chisel edgeAngle横刃角度横刃角度Web orcoreThickness钻心厚度钻心厚度HeelMain cuttingEdge主切削刃长度主切削刃长度Outer corner外角外角Diameter钻头直径钻头直径ChiselEdge横刃横刃Land刃带刃带Tool materialFlute排屑槽排屑槽Tip钻尖钻尖角角Shank柄部柄部 钻头各部位名称钻头各部位名称顶角顶角大大小小切进性切
43、进性切屑处理切屑处理 切削阻力切削阻力出口部位毛刺出口部位毛刺加工残余加工残余劣劣优优优优劣劣大大大大小小小小少少多多横刃修薄部顶角是由横刃角、横刃修薄角、顶角3要素构成。横刃角横刃角横刃修薄角横刃修薄角横刃修薄部横刃修薄部顶顶角角略平略平钻尖角钻尖角/顶角顶角(一一)切削阻力切削阻力阻力小阻力大转矩大扭矩小出口部位毛刺出口部位毛刺1)增大顶角可以抑制毛刺的产生2)锋利的刃口可以抑制毛刺的产生3）顶角设定在左右4）提高周速度，降低进给加工残余在自动化生产线上是很大的问题，加工残余在自动化生产线上是很大的问题，因此常常被要求解决对策。因此常常被要求解决对策。钻尖角钻尖角/顶角顶角(二二)切屑处理
44、切屑处理计算上的切屑厚度（顶角）螺旋角（一）螺旋角（一）切削阻力及切刃强度切削阻力及切刃强度螺旋角螺旋角切刃外周的前刀角以及切刃强度切刃外周的前刀角以及切刃强度（角）。（角）。螺旋角大大小小切屑排出切屑排出 切削阻力切削阻力 切刃强度切刃强度 钻头刚性钻头刚性差差好好小小大大低低高高低低高高切屑排出切屑排出螺旋角越大，切屑排出的距离就越长。因此，由于与孔内壁及钻头槽的干涉，切屑排出的速度变慢，容易发生切屑堵塞。例例有效槽有效槽长长螺旋角螺旋角DAK型型设计设计Typ NgeneralpurposeTyp HbrittlematerialsTyp Wsoftmaterials一般来说，螺旋角越大
45、，则主切削刃的前角越大；螺旋角越大，则钻头的刚性越差。螺旋槽的作用：1）容屑2）靠螺旋输出切屑3）迫使切屑卷曲螺旋角（二）螺旋角（二）倒锥度通常的高速钢钻头，由于周速度慢，且常进行再研磨，所以倒锥度几乎接近通常的高速钢钻头，由于周速度慢，且常进行再研磨，所以倒锥度几乎接近0 0。但是，硬质合金钻头因为进行高速加工易与工件发生熔着，因此倒锥度是必要的。但是，硬质合金钻头因为进行高速加工易与工件发生熔着，因此倒锥度是必要的。锥度量锥度量倒锥度的目的是为了防止由于刃带磨损引起与工件接触、以及提高寿命。倒锥度量增大，则寿命延长。但与此相反，这样会使钻头外径的减小率增大，在孔精度要求十分严格的加工中必须
46、注意。的外径减少量的外径减少量如果是倒锥度量，即使反复进行再研磨再涂层，外径的变化也很小。问题对策问题对策加工硬化加工硬化高碳素钢加工时，切削热变高，会使工件表面发生加工硬化。高碳素钢加工时，切削热变高，会使工件表面发生加工硬化。d 0.02.0.08100d芯厚芯厚 横刃宽度横刃宽度 横刃修薄横刃修薄推力推力芯厚芯厚芯厚芯厚芯厚芯厚X型型横刃修薄横刃修薄60-70%30-40%由于多用途钻头进行了横刃修薄加工，因此顶角由于多用途钻头进行了横刃修薄加工，因此顶角改变的时候改变横刃修薄后角是必要的。改变的时候改变横刃修薄后角是必要的。刃口处理刃口处理根据工件的刃尖处理量根据工件的刃尖处理量钻头直
47、径钻头直径：基准基准对切削阻力的影响对切削阻力的影响測定測定2352353393392502503053050 05050100100150150200200250250300300350350400400（K）（K）刃先処理刃先処理VVVVVV：被削材：SC（HB)一、钻头刃带的作用一、钻头刃带的作用1）保持钻头尺寸2）支撑孔壁，自导向，在加工过程中起稳定钻削的作用二、双刃带（二、双刃带（double landdouble land）钻头的特点）钻头的特点1）孔精尺寸精度和形状精度高2）孔表面质量高3）可以加工深孔（最大40倍直径的深度，需内冷却）第一修光刃第二修光刃孔弯曲、孔精度孔弯曲、孔
48、精度【加工孔的孔精度参差不齐加工孔的孔精度参差不齐】刃带宽度增大，且双刃带刃带宽度增大，且双刃带加工硬化加工硬化【高碳素钢加工时的切削热引起孔内面硬化。高碳素钢加工时的切削热引起孔内面硬化。】刃带宽度收窄刃带宽度收窄刃带刃带/棱带棱带/韧带（一）韧带（一）再研磨再研磨高速钢钻头，即使是手加工再研磨也可以使用。但是，硬质合金钻头的横刃修薄形状、刃尖处理、跳动精度对性能的影响很大，因此，用机械加工进行再研磨是必要的。又，新的硬质合金钻头的母材，为了提高耐折损性而使用比较软的材料，因此母材耐磨损性变差的情况下，请进行再涂层处理。0.00E+001.00E-012.00E-013.00E-014.00E-015.00E-016.00E-017.00E-01121416181101121141161181201221241261281301321341361381401421441461481501521541561581601再修磨品的刃带再修磨品的刃带发出火花发出火花新品刃带新品刃带扭矩安定扭矩安定！刃带刃带/棱带棱带/韧带（二）韧带（二）钻头的磨损钻头的磨损刃带磨损前刀面磨损后刀面磨损横刃磨损
