硬質(zhì)合金銑刀知識大全

硬質(zhì)合金銑刀是指用硬質(zhì)合金為材料制成的銑刀。了解硬質(zhì)合金銑刀先要知道什么是硬質(zhì)合金，硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物（WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷（Co）或鎳（Ni）、鉬（Mo）為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。

硬質(zhì)合金銑刀分類

　　硬質(zhì)合金銑刀主要分：整體硬質(zhì)合金銑刀|硬質(zhì)合金直柄槽銑刀|硬質(zhì)合金鋸片銑刀|硬質(zhì)合金螺旋鉆銑刀|硬質(zhì)合金機用鉸刀銑刀|硬質(zhì)合金立銑刀|硬質(zhì)合金球頭銑刀

硬質(zhì)合金銑刀用途：

　　硬質(zhì)合金銑刀一般主要用于數(shù)控加工中心，cnc雕刻機。也可以裝到普通銑床上加工一些比較硬不復(fù)雜的熱處理材料。

1.硬質(zhì)合金圓柱形銑刀：用于臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上，按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數(shù)分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數(shù)少，刀齒強度高，容屑空間大，適用于粗加工；細齒銑刀適用于精加工。

2.硬質(zhì)合金面銑刀：用于立式銑床、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(jié)構(gòu)有整體式、鑲齒式和可轉(zhuǎn)位式3種。

3.硬質(zhì)合金立銑刀：用于加工溝槽和臺階面等，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。

4.硬質(zhì)合金三面刃銑刀:用于加工各種溝槽和臺階面,其兩側(cè)面和圓周上均有刀齒。

5.硬質(zhì)合金角度銑刀:用于銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。

6.硬質(zhì)合金鋸片銑刀：用于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(cè)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。

硬質(zhì)合金銑刀銑削方式

　硬質(zhì)合金銑刀相對于工件的進給方向和銑刀的旋轉(zhuǎn)方向主要有以下兩種銑削方式：

一種是順銑，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削的進給方向是相同的，在開始切削時銑刀就咬住工件并切下后的切屑。

第二種是逆銑，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和切削的進給方向是相反的，銑刀在開始切削之前必須在工件上滑移一段，以切削厚度為零開始，到切削結(jié)束時切削厚度達到大。

　　順銑時，切削力將工件壓向工作臺，逆銑時切削力使工件離開工作臺。由于順銑的切削效果好，通常選順銑，只有當機床存在螺紋間隙問題或者有順銑解決不了的問題時，才考慮逆銑。

　　硬質(zhì)合金銑刀刀片每一次進入切削時，切削刃都要承受沖擊載荷，載荷大小取決于切屑的橫截面、工件材料和切削類型。在理想狀況下，銑刀直徑應(yīng)比工件寬度大，銑刀軸心線應(yīng)始終和工件中心線稍微離開一些距離。當?shù)毒哒龑η邢髦行姆胖脮r，極易產(chǎn)生毛刺。切削刃進入切削和退出切削時徑向切削力的方向?qū)⒉粩嘧兓?，機床主軸就可能振動并損壞，刀片可能碎裂并且加工表面將十分粗糙，硬質(zhì)合金銑刀稍微偏離中心，切削力方向?qū)⒉辉俨▌樱姷秾@得一種預(yù)載荷。

硬質(zhì)合金銑刀維護

　　當硬質(zhì)合金銑刀軸心線和工件邊緣線重合或接近工件的邊緣線時，情況將很嚴重，操作人員應(yīng)做好相關(guān)的設(shè)備維護工作：

1．檢查機床的功率和剛度，以保證所需要的銑刀直徑能夠在機床上使用。

2．主軸上刀具的懸伸量盡可能達到短，減小銑刀軸線與工件位置對沖擊載荷的影響。

3．采用適合于該工序的正確的銑刀齒距，以確保在切削時沒有太多的刀片同時和工件嚙合而引起振動，另一方面，在銑削狹窄工件或銑削型腔時要確保有足夠的刀片和工件嚙合。

4．確保采用每刀片的進給量，以便在切屑足夠厚時能獲得正確的切削效果，從而減小刀具磨損。采用正前角槽形的可轉(zhuǎn)位刀片，從而獲得平穩(wěn)的切削效果以及低的功率。

5．選用適合于工件寬度的銑刀直徑。

6．選用正確的主偏角。

7．正確放置銑刀。

8．僅在必要時使用切削液。

9．遵循刀具保養(yǎng)及維修規(guī)則，并監(jiān)控刀具磨損。

　　做好硬質(zhì)合金銑刀的維護工作能夠延刀具使用壽命，提高工作效率。

硬質(zhì)合金銑刀選擇

　　銑削加工不銹鋼除端銑刀和部分立銑刀及硬質(zhì)合金作銑刀材料外，其余各類銑刀均采用高速鋼，特別是鎢—鉬系和高釩高速鋼具有良好的效果，其刀具耐用度可比W18Cr4V提高1～2倍。適宜制作不銹鋼銑刀的硬質(zhì)合金牌號有YG8、YW2、813、798、YS2T、YS30、YS25等。

　　采用噴霧冷卻法效果為顯著，可提高銑刀耐用度一倍以上；如用一般10%乳化液冷卻，應(yīng)保證切削液流量達到充分冷卻。硬質(zhì)合金銑刀銑削不銹鋼時，取Vc=70～150m/min，Vf=37.5～150mm/min，同時應(yīng)根據(jù)合金牌號及工件材料的不同作適當調(diào)整。

　　不銹鋼的粘附性及熔著性強，切屑容易粘附在銑刀刀刃上，使切削條件惡化；逆銑時，刀刃先在已經(jīng)硬化的表面上滑行，增加了加工硬化的趨勢；銑削時沖擊、振動較大，使銑刀刀刃易崩刃和磨損。

　　銑削加工不銹鋼時，切削刃既要鋒利又要能承受沖擊，容屑槽要大。可采用大螺旋角銑刀(圓柱銑刀、立銑刀)，螺旋角b從20°增加到45°(gn=5°)，刀具耐用度可提高2倍以上，因為此時銑刀的工作前角g0e由11°增加到27°以上，銑削輕快。但b值不宜再大，特別是立銑刀以b≤35°為宜，以免削弱刀齒。

　　采用波形刃立銑刀加工不銹鋼管材或薄壁件，切削輕快，振動小，切屑易碎，工件不變形。用硬質(zhì)合金立銑刀高速銑削、可轉(zhuǎn)位端銑刀銑削不銹鋼都能取得良好的效果。

　　用銀白屑端銑刀銑削1Cr18Ni9Ti，其幾何參數(shù)為gf=5°、gp=15°、af=15°、ap=5°、kr=55°、k′r=35°、g01=-30°、bg=0.4mm、re=6mm，當Vc=50～90m/min、Vf=630～750mm/min、a′p=2～6mm并且每齒進給量達0.4～0.8mm時，銑削力減小10%～15%，銑削功率下降44%，效率也大大提高。其原理是在主切削刃上磨出負倒棱，銑削時人為地產(chǎn)生積屑瘤，使其代替切削刃進行切削，積屑瘤的前角gb可達20~～302，由于主偏角的作用，積屑瘤受到一個前刀面上產(chǎn)生的平行于切削刃的推力作用而成為副屑流出，從而帶走了切削熱，降低了切削溫度。

　　銑削不銹鋼時，應(yīng)盡可能采用順銑法加工。不對稱順銑法能保證切削刃平穩(wěn)地從金屬中切離，切屑粘結(jié)接觸面積較小，在高速離心力的作用下易被甩掉，以免刀齒重新切入工件時，切屑沖擊前刀面產(chǎn)生剝落和崩刃現(xiàn)象，提高刀具的耐用度。

　　不銹鋼材料應(yīng)用廣泛，在車加工、銑加工、鉆加工、攻絲當中都能碰到。但是因為不銹鋼具有跟別的一般材料不一樣的特性，所以加工不銹鋼成為技術(shù)人員的一個不小的難題！

銑削曲面時必須注意的8個問題

銑削曲面時必須注意的8個問題

1.刀具的選擇

數(shù)控機床在加工模具時所采用的刀具多數(shù)與通用刀具相同。經(jīng)常也使用機夾不重磨可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。由于模具中有許多是由曲面構(gòu)成的型腔，所以經(jīng)常需要采用球頭刀以及環(huán)形刀（即立銑刀刀尖呈圓弧倒角狀）。

2.裝配銑床夾具需要注意的事項

按照銑削時的進給方式通常將銑床夾具分為直線進給式、圓周進給式、及靠模銑夾具。那么給銑床裝配這些夾具時需要注意什么問題呢？

一、為了提高銑床夾具在機床上安裝的穩(wěn)定性和動態(tài)下的抗振性能，各種裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊，夾具的要盡可能低，夾具體與機床工作臺的接觸面積要大。

第二、利用銑床銑削加工生產(chǎn)率高（切削時間短），設(shè)計夾具時要考慮如何快速地安裝工件以縮短輔助時間，一般在夾具卜．還設(shè)置有確定位置及方向的元件，以便于迅速地調(diào)整好夾具、機床的相對位置。

第三、裝配銑床夾具時還要考慮切屑流出及清理方便。銑削加工時產(chǎn)生大量切屑，應(yīng)有足夠的排屑空間，大型夾具應(yīng)考慮排屑口、出屑槽；對不易清除切屑的部位和空間應(yīng)加防護罩。加工時采用切削液時，夾具體設(shè)計要考慮切削液的流向和回收。對于重型銑床夾具，為便于搬運，還應(yīng)在夾具體上設(shè)置吊環(huán)等。

3.銑削曲面時應(yīng)注意的問題

(1) 粗銑 粗銑時應(yīng)根據(jù)被加工曲面給出的余量，用立銑刀按等高面一層一層地銑削，這種粗銑。粗銑后的曲面類似于山坡上的梯田。臺階的高度視粗銑精度而定。

(2) 半精銑 半精銑的目的是銑掉“梯田”的臺階，使被加工表面更接近于理論曲面，采用球頭銑刀一般為精加工工序留出0.5㎜左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。

(3) 精加工 終加工出理論曲面。用球頭銑刀精加工曲面時，一般用行切法。對于開敞性比較好的零件而言，行切的折返點應(yīng)選在曲表的外面，即在編程時，應(yīng)把曲面向外延伸一些。對開敞性不好的零件表面，由于折返時，切削速度的變化，很容易在已加工表面上及阻擋面上，留下由停頓和振動產(chǎn)生的刀痕。所以在加工和編程時，一是要在折返時降低進給速度，二是在編程時，被加工曲面折返點應(yīng)稍離開阻擋面。對曲面與阻擋面相貫線應(yīng)單作一個清根程序另外加工，這樣就會使被加工曲面與阻擋面光滑連接，而不致產(chǎn)生很大的刀痕。

(4) 球頭銑刀在銑削曲面時，其刀尖處的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面銑削比較平緩的曲面時，球刀刀尖切出的表面質(zhì)量比較差，所以應(yīng)適當?shù)靥岣咧鬏S轉(zhuǎn)速，另外還應(yīng)避免用刀尖切削。

(5) 避免垂直下刀。平底圓柱銑刀有兩種，一種是端面有尖孔，其端刃不過中心。另一種是端面無尖孔，端刃相連且過中心。在銑削曲面時，有尖孔的端銑刀對不能像鉆頭似的向下垂直進刀，除非預(yù)先鉆有工藝孔。否則會把銑刀頂斷。如果用無尖孔的端刀時可以垂直向下進刀，但由于刀刃角度太小，軸向力很大，所以也應(yīng)盡量避免。好的辦法是向斜下方進刀，進到一定深度后再用側(cè)刃橫向切削。在銑削凹槽面時，可以預(yù)鉆出工藝孔以便下刀。用球頭銑刀垂直進刀的效果雖然比平底的端銑刀要好，但也因軸向力過大、影響切削效果的緣故，好不使用這種下刀方式。

(6) 銑削曲面零件中，如果發(fā)現(xiàn)零件材料熱處理不好、有裂紋、組織不均勻等現(xiàn)象時，應(yīng)及時停止加工，以免浪費工時。

(7) 在銑削模具型腔比較復(fù)雜的曲面時，一般需要較長的周期，因此，在每次開機銑削前應(yīng)對機床、夾具、刀具進行適當?shù)臋z查，以免在中途發(fā)生故障，影響加工精度，甚至造成廢品。

(8) 在模具型腔銑削時，應(yīng)根據(jù)加工表面的粗糙度適當掌握修銼余量。對于銑削比較困難的部位，如果加工表面粗糙度較差，應(yīng)適當多留些修銼余量；而對于平面、直角溝槽等容易加工的部位，應(yīng)盡量降低加工表面粗糙度值，減少修銼工作量，避免因大面積修銼而影響型腔曲面的精度。

不同涂層刀具切削淬硬H13鋼加工性能研討

不同涂層刀具切削淬硬H13鋼加工性能研討

H13鋼能夠作為熱作模具鋼，能夠用于制作載荷較大的鍛模、熱擠壓模、合金資料的壓鑄模、有色金屬壓鑄模和要求較精密的塑料模等。從切削角度看，H13鋼導(dǎo)熱系數(shù)較小，工件散熱性較差，在切削中會發(fā)生熱量，引起刀具切削時溫度快速升高，較高的作業(yè)溫度會導(dǎo)致刀具作業(yè)時強度顯著下降，進而縮段刀具使用壽數(shù)。

硬態(tài)切削是把淬火鋼零件車削進程作為后工序進行加工處理，且在切削加工中不添加使用任何切削液，涂層資料被涂覆在刀具基體上并與基體緊密結(jié)合在一起，有用進步刀具耐磨性和切削性能，并保持刀具基體自身的耐性，改進刀—屑之間的沖突，有用延伸刀具壽數(shù)。

PVD(物理氣相沉積)和CVD(化學氣相沉積)兩種辦法是常用的涂層刀具制作工藝。TiAlN、TiN、Al2O3等涂層刀具常用來切削淬硬模具鋼，它們雖然較PCBN和陶瓷硬度較低、熱安穩(wěn)性較差，但硬質(zhì)合金的強度和斷裂耐性很高，適用于淬硬H13鋼的切削加工。Sasahara等使用涂層刀具進行了硬切削45鋼的外表完整性的研討，分析了切削參數(shù)對加工外表磨損、剩余應(yīng)力的影響。侯志剛等對TP1000涂層刀片車削淬硬45鋼和淬硬T10A鋼進行了切削實驗，得出TP1000車削淬硬45鋼時首要磨損機理為磨料磨損以及氧化磨損，而破損機理首要是涂層的掉落。

為研討不同涂層刀具切削H13鋼的切削性能，進行三種涂層刀具車削加工淬硬H13鋼的實驗，經(jīng)過對三種刀具涂層資料切削力、切削溫度、刀具磨損以及刀具壽數(shù)的對比研討分析，提醒不同種涂層資料刀具車削淬硬H13鋼的特性，為實踐生產(chǎn)中涂層刀具切削加工H13鋼供給理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。

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實驗方案

切削實驗所用涂層刀具分別是多層Ti化合物涂層、TiAlN涂層以及MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層。三種刀具的型號均為SNMG120408，其幾何參數(shù)相同。實驗用機床為一般車床CA6140(蕞大轉(zhuǎn)速1400r/min，功率7.5kW)。試件資料為淬硬H13鋼(硬度47-52HRC，首要成分見表1)，室溫下的力學性能如表2所示。

表1  淬硬H13鋼的首要化學成分(%)

表2  室溫下H13鋼的物理力學性能

圖1為切削示意圖，選用Kistler9129AA三向動態(tài)測力儀丈量切削力，剛度高、采樣頻率高、受溫度影響較小。選用FLIR紅外熱像儀丈量切削溫度，設(shè)備感溫性能好，能進行非觸摸丈量，攜帶使用方便。用FLIR熱像儀丈量并記錄每次實驗的切削溫度，并對實驗數(shù)據(jù)進行分析。實驗后選用超景深顯微鏡進行調(diào)查分析磨損的三種涂層刀具。

圖1  切削實驗示意圖

分別選用5種不同的切削速度進行干切削實驗。切削參數(shù)為：切削速度v=30.8m/min、61.2m/min、96.4m/min、124.1m/min、154.2m/min，切削深度ap=0.2mm，進給量f=0.102mm/r。選用Kistler 9129AA三向動態(tài)測力儀和FLIR紅外熱像儀丈量切削中安穩(wěn)切削時的切削力以及切削溫度。

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實驗結(jié)果分析

(1)切削力分析

分別用MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層、TiAlN涂層以及多層Ti化合物涂層資料刀具對淬硬H13鋼進行干切削，三向切削力的改變?nèi)鐖D2所示。

(a)主切削力的改變

(b)徑向力的改變

(c)軸向力的改變

1.MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層  2.TiAlN涂層  3.Ti化合物涂層

圖2 涂層資料對切削力的影響

在整個切削進程中，三個方向上的切削力都呈上升趨勢，主切削力隨切削速度的改變趨勢先減小后增大。這是因為低速干切削時，刀具刀尖部分會發(fā)生積屑瘤，導(dǎo)致涂層刀具實際作業(yè)前角增大，切削變形減小然后切削力減小；當進步切削速度時，積屑瘤逐步消滅消失，切削力開端逐步增大。軸向力的改變趨勢是先增大后減小，原因是當切削速度較低時，工件外表粗糙度較高，殘留的金屬對刀具后刀面發(fā)生擠壓，抵消了一部分的受力，使軸向力開端的時候較小。切削速度逐步增大后，工件外表質(zhì)量會慢慢變好，外表逐步光滑，殘留的金屬減小了刀具后刀面的擠壓力，軸向力逐步增大。

三種涂層刀具的徑向力隨速度增大上升趨勢很顯著，多層Ti化合物涂層刀具增大為杰出。不同涂層刀具切削時遭到的切削力不同，多層Ti化合物涂層刀具遭到三個方向的切削力比其它兩種涂層的刀具都大，而TiAlN涂層刀具遭到的切削力相對較小。這是因為TiAlN涂層刀具外表的涂層資料的減磨和光滑效果優(yōu)于其它兩種涂層刀具。MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層刀具與TiAlN涂層刀具主切削力和徑向力這兩個方向的力相差不大，但MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層刀具大于TiAlN涂層刀具的軸向力。

(2)切削溫度分析

切削實驗中，選用FLIR紅外熱像儀丈量切削溫度(見圖3)，獲取安穩(wěn)切削時的切削溫度場，但丈量效果會遭到粉塵、切屑等因素的影響。設(shè)置紅外熱像儀的紅外發(fā)射率為0.85。

圖3  熱像儀圖畫

切削速度v對三種涂層刀具切削溫度的影響規(guī)則如圖4所示。因為切削速度的進步，切削溫度逐步上升。切削速度增大了，刀—屑間觸摸面的沖突就會添加，很多的沖突熱會隨之發(fā)生，熱量在短時間內(nèi)難以分散出去使切削溫度升高。切削速度變大，溫度隨之升高，但不同涂層刀具的切削溫度也有所區(qū)別，相同切削速度時多層Ti化合物涂層刀具的切削溫度蕞高，MT-TiCN厚Al2O3TiN涂層刀具次之，并且隨著切削速度增大切削溫度上升的趨勢安穩(wěn)，用TiAlN涂層刀具切削工件時切削溫度蕞低。

TiAlN涂層刀具外表的涂層資料的減磨和光滑效果優(yōu)于其它兩種涂層刀具。TiAlN涂層資料顯著降低了刀具與切屑觸摸面間的沖突，使刀—屑間觸摸面和后刀面與工件間的沖突系數(shù)較小，沖突熱發(fā)生相對較少，使刀具切削溫度較低。

圖4  涂層資料對切削溫度的影響