目录
1 引言 (1)
1.1 本课题研究的目的和意义 (1)
1.2 国内外研究发展状况 (1)
1.3 本课题要研究的问题 (3)
1.4 小结 (6)
2 端铣刀设计 (7)
2.1 选择合理切削用量和铣刀主要几何参数 (7)
2.2 选择刀片 (8)
2.3 选择夹紧结构 (9)
2.4 刀垫的选择 (11)
2.4.1刀垫形状和尺寸计算 (11)
2.4.2 刀片在刀垫上的定位 (12)
2.5 微调结构 (14)
2.6 压块尺寸分析 (16)
2.7 刀槽尺寸分析 (17)
2.7.1 刀齿槽尺寸计算 (17)
2.7.2 刀槽倾角 和偏距e的计算 (22)
2.8 铣刀刀体结构的选取 (26)
2.9 小结 (28)
3 刀柄的选择 (30)
4 结论………………………………………………………………………………
3 1
参考文献 (32)
致谢 (34)
1 引言
1.1 本课题研究的目的和意义
随着科学技术的发展，机械制造技术朝着高速、低消耗和高精度的方向迈进[1]。高速加工与精密加工、高能束加工、柔性自动化加工一起，构成了当今机械制造中的四大先进制造技术。高速加工工具系统是高速加工工艺系统的重要组成部分，其中又以刀具的选择和应用至关重要，其性能直接影响高速加工的质量和效率，受到了各国机械工程界和相关学者们的高度重视[2]。为了紧跟时代进步潮流，高速铣削的金刚石端铣刀的研究势在必行。
高速铣削有其独特的特点[3]：以高铣削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的铣削工艺要高几倍，甚至十几倍[5]。由于对高硬度材料进行高速铣削加工可在一定程度上替代磨削从而缩短模具制造周期。因此，目前高速铣削技术在模具制造业也得到广泛应用。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。高速铣削加工可获得较高的金属切除率、很高的加工精度和良好的加工表面质量，因此在现代制造业中受到普遍重视，发展很快[4]。在航空制造业中，高速铣削的主要加工对象为铝合金构件。为提高飞机性能，在飞机结构设计中大量采用铝合金整体框架和薄壁结构，而铝合金高速铣削技术使对此类构件的高效加工成为可能，从而在一定程度上推动了飞机结构的改进[7]。
近年来，工业发达国家都在大力发展与高速加工条件相匹配的先进切削刀具，开发出了许多高性能的刀具材料。目前国内外用于高速切削加工材料的材料主要有：金刚石、立方氮化硼、陶瓷、TiC（N）基硬质合金（金属陶瓷）、硬质合金涂层等[5]。其中聚晶金刚石（PCD）材料具有高硬度、高耐磨性、各向异性能、高导热性、低摩擦系数及低膨胀系数等特点，PCD刀具可实现有色金属及耐磨非金属材料的高速、高精度、高稳定性切削加工[6]。
1.2 国内外研究发展状况
自二十世纪八十年代起，高速加工技术在金属（非金属）传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术的基础上逐步发展成为一门综合性系统工程
技术[7]。高速加工技术在生产工艺离散型或混和型企业（如模具、能源设备、船舶、航天航空等制造企业）中得到大量应用和进一步发展[11]。
近年来，我国航天、航空、汽轮机、模具等机械制造行业都程度不同地开始推广应用高速加工技术。高速加工技术的应用主要体现为高速数控机床与刀具的应用。由于种种原因，我国企业应用的高速加工技术及其相关设备大多由国外直接引进，国内对高速加工技术中一些基础共性技术的自主性研究不足，因此影响了对高速加工技术的优化、集成和推广应用。与工业发达国家相比，我国在高速刀具技术方面存在较大差距，其中我国高速刀具技术与国外的差距主要表现在高性能刀具材料(包括表面涂层、材料)的研发、刀具制造工艺技术、刀具安全技术及刀具使用技术等领域，对于高速切削机理的基础共性研究也处于起步阶段[8，9]。
聚晶金刚石复合刀片PCD是用作为面层的定粒度的金刚石微粉，与作为基体衬垫的硬质合金在高温高压下烧结而获得的复合烧结体。它首先是由美国通用电气公司1972年研制成功的[10]。
通过对近年来PCD刀具应用的分析可见，PCD刀具主要应用于以下两方面：①难加工有色金属材料的加工：用普通刀具加工难加工有色金属材料时，往往产生刀具易磨损、加工效率低等缺陷，而PCD刀具则可表现出良好的加工性能。如用PCD刀具可有效加工新型发动机活塞材料——过共晶硅铝合金（对该材料加工机理的研究已取得突破）；②难加工非金属材料的加工：PCD刀具非常适合对石材、硬质碳、碳纤维增强塑料（CFRP）、人造板材等难加工非金属材料的加工[11]。
现在我国还没有研制出用于高速铣削的金刚石端铣刀，就金刚石刀片的研究和应用也处于起步间段。而工业发达国家对PCD金刚石刀具的研究开展较早，其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来，对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果，PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前，国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等[12]。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。
现在在各个国家的生产力构成中，制造技术的作用往往占60％左右，各种高科技只有通过制造技术才能形成产品。由于历史的原因，我国的制造技术发展曾受到一些冷遇，工艺知识没有被重视，产品质量得不到保证，刀具设计跟不上，我国的许多产品在国际市场上缺乏竞争能力。
1.3 本课题要研究的问题
本课题的加工对象为硅铝合金、镁铝合金等有色金属，主要是铝合金。其强度和硬度低、导热性好、塑性较低。但生产实际及研究证明在用普通加工系统中，铝合金对刀具的磨损相当严重，更难以获得较低的表面粗糙度和较高的加工精度，存在很多问题：
1.铝合金的硬度很低，切屑稍粘在刀具上就划伤已加工表面；
2.铝合金的熔点低，在切削加工中切屑很容易粘在刀具的前后刀面上，形成积屑瘤的高度也很大，严重影响铝合金加工表面质量；
3.铝在空气中很快就氧化，切削和工件表面产生的Al2O3,以及积屑瘤都对刀具发生磨料磨损，导致刀具磨损严重；
4.铝合金的热胀系数大，零件温度升高，尺寸胀大，而切削后温度下降尺寸下降，尺寸减小，加工尺寸精度难以控制，
5.切削效率低，不利于铝合金加工工业的发展。
金刚石是加工铝合金，特别是高硅铝合金最有效的刀具材料，也是这种刀具材料使用的最广泛的加工领域。
切削铝和铝合金时，刀具很容易产生积屑瘤，因而会使加工精度和表面粗糙度恶化。加工铝及铝合金要求达到高的精度和良好的表面质量，都只能采用精加工。为了避免积屑瘤和加工硬化，刀刃必须很锋利，刀面必须很光洁，金刚石刀具正好符合这些要求，且与有色金属和非金属材料间的亲和力很小，可防止因切屑粘在刀尖而划伤工件，在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。金刚石刀具材料的变形系数很低，可减少因刀具的变形而引起的加工误差。其中PCD的导热系数为700W/mK，为硬质合金的1.5～9倍，甚至高于PCBN和铜，因此PCD刀具热量传递迅速；PCD的摩擦系数一般仅为0.1～0.3（硬质合金的摩擦系数为0.4～1），因此PCD刀具可显著减小切削力；PCD的热膨胀系数仅为0.9×10-6～1.18×10 -6，仅相当于硬质合金的1/5。可见金刚石刀具热变形小，加工精度高。
由于金刚石的耐磨性很高，因此金刚石刀具的耐用度也比硬质合金刀具高得多如图1.1，1.2。例如，用金刚石复合刀片Compax加工耐磨的硅铝合金活塞，在
=0.1mm、f=0.13mm/r条件下，每个刀刃可加工50000件，活塞外径公v=170m/min、a
p
差在0.02mm范围内，表面粗糙度达Ra0.05um;而用硬质合金C-2（相当于K20）刀具
只能加工700~1200件，刀具的耐用度提高了50倍[13]。
图1.1 不同刀具材料的耐磨性
工件材料：铸造AL-Si20%合金
切削用量：v=1400m/min, 0.3p a mm =
0.05/f mm r =,断续切削；
干切（）内数值为加工表面粗糙度，um
图1.2 加工硅铝合金（Si20%）时金刚石
与立方氮化硼复合刀片耐磨性比较
170/min,0.1/,0.5p v m f mm r a mm ===
金刚石刀具，特别是金刚石复合刀片，由于抗冲击性能好，故可用于铣削加工。例如，用聚晶金刚石铣刀铣削铝进气管连接面时，铣刀耐用度为89100件，而硬质合金铣刀平均耐用度只有6200件。用硬质合金铣刀每天都要换刀，每月停机换刀时间为7.4h ，而金刚石铣刀每月换刀时间仅0.04h [14]。
用金刚石复合刀片Compax 铣刀（直径254mm,5个刀齿）铣削380铝合金压铸件发动机外壳平面，在v=3050m/min 、v f =2540mm/min 条件下，一个刀刃可加工18000
件，粗糙度Ra=0.4um;而用C-2（K20）硬质合金铣刀时，一个刀刃只能加工40件，粗糙度为Ra=0.8um ，两者耐用度之比为450：1。此外，由于金刚石刀具刀刃可长时
间保持锋利，故不会产生铝屑粘附在刀具上而形成大量毛刺的现象，不仅可大大提高加工表面质量，而且可省掉去毛刺工序，机床生产率可提高1倍。
1.4小结
近年来，国际国内形势的发展给我国机械制造业带来了机遇，尤其是给高速切削技术等先进制造技术的应用提供了有利条件。由于高速加工技术可为机械制造企业快速响应和满足市场需求提供强有力的技术支持，因此必将在国内机械制造企业中得到快速推广.所以我将设计一系列金刚石端铣刀，希望能弥补我国在高速铣削金刚石刀具研制中的不足。
鉴于我国现阶段的机械加工方面的技术水平及生产厂家的生产设备等原因，本课题将立足于现状，以传统机械加工为基础，在传统加工中采用新技术。从而，完成对高速铣削金刚石端铣刀的设计。
2 端铣刀设计
2.1 选择合理切削用量和铣刀主要几何参数
被加工材料是硅铝合金、镁铝合金等有色金属，硬度为70~80HBS，根据刀具切
削用量的基本原则，精加工中我选择a
p =1mm,v
c
=3000m/min,f=0.03mm/z.
断续切削是端铣刀刀齿的工作特点。每一个刀齿在切入工件是，要发生冲击。因此，对于符合金刚石刀齿来说，改善其受力情况，以提高其抗冲击的能力，是选择前角及刃倾角是首先考虑的问题。为了改善复合金刚石刀片的受力情况，在刀齿切入工件时，不希望刃口先接触工件，及如图2.1所示，刀齿上最先和工件接触的位置应该在U点，而不是在T、S或V点。一般说来，为了使刀齿和工件在U点首先接触，应将刃倾角做成负的，前角也做成负的[15]。所以选择前角：-5o，刃倾角：-10o。
图2.1 端铣刀刀齿切入时接触情况
端铣刀精加工中要求刀具的后角不能太小，后角太小将增大后刀面和已加工表面的摩擦，影响工件的加工精度。一般精加工中选择12o ~15o ，而后角太大会影响刀具强度，所以选择刀具后角：15o 。
本课题所针对的加工材料为铝合金，其加工精度要求为Ra0.4um ，属于精加工。主偏角的选择应充分考虑其加工精度、硬度和散热条件。在满足加工精度和散热条件的情况下，主片角不应太大。主偏角太小会增大刀具径向力，导致径向跳动加剧。而铝合金硬度并不大，加工阻力小，可以采用较大主偏角，所以选择主偏角75o 。
2.2 选择刀片
选用刀片材料：复合金刚石PCD 。
选择刀片有无中心孔：由于刀片为金刚石材料，质硬且脆，加工中心孔的工艺性不好。因此选用无中心孔的刀片。
选择刀片形状：按选定的主偏角Kr=75o ，被加工材料的硬度为70~110HBS ，可以同时考虑多种形状的刀片，其中最理想的有四边形和菱形。一个四边形复合金刚石刀片有四条切削刃而选用菱形刀片时一个刀片只有两条切削刃。虽然在使用大角度菱形刀片进行加工可以获得高精度的工件，但如果在四边形刀片上磨一条平行修光刃，同样可以达到要求的精度。充分考虑精度和经济性两种因素，选择四边形刀片，同时使用过度切削刃和平行修光刃。
选择刀片精度等级：高速铣削下的金刚石端铣刀，加工余量小，加工精度要求高。根据刀具精度等级原则及设备的精度一般比工件的精度高2~3级，选用A 级精度：m 0.005±,S 0.025±,d 0.025±。
选择刀片内切圆直径d （或刀片边长）：
根据已确定的
p a =1mm,Kr=75o , s λ=-10o ,刀刃的实际参加工作长度Ls e 为 1*sin 75*cos(10)
e p o o s a L SinKr Cos s λ==- =1.0512mm
则选用的刀片边长L 应为
L>1.5*Ls e =1.5*1.0512=1.5768mm
即四边形刀片的边长 L>1.5768mm 。
选择刀片厚度S ：根据已定的
1p a mm =，0.03/f mm z =，查刀片厚度诺模图，得刀片厚度S ≥1.6mm 。
综上所选择结构，确定选用刀片型号SPAN1203EDR 。
其具体尺寸为
L=d=12.70 S=3.18 s b '=1.4
刀片后角11o
o α=
刀片刀尖角90o b ξ=
刀片前角0γ=
切削刃法后角
15o n α= 刀片刃倾角0s λ=
无断屑台。如图2.2：
图2.2 刀片
2.3 选择夹紧结构
夹紧结构是机夹不重磨铣刀的重要组成部分，它的作用是保证铣刀在高速切削中工作平稳，加工质量好，刀片定位准确可靠[16]，因此设计夹紧结构是，应考虑：在切
削过程中，能经受切屑的冲击和机床振动；刀片的定位准确可靠，刀刃的轴向和径向摆差不超过规定；切屑的冲击和摩擦不至损坏夹紧结构和刀体，对大型刀具，发生刀片损坏或打刀是，能保护刀体不受损坏；最重要的是要求结构简单，工艺性好。
不重磨铣刀的夹紧结构，概括起来，可分为四类如图2.3：1.楔块式夹紧结构；
2.压板式夹紧结构；
3.楔销式夹紧结构；
4.螺钉直接夹紧结构。其中各种方式各有特点，其中楔形块夹紧结构结构简单，工艺性好，刀片转位方便，主要用于机夹不重磨端铣刀等。
2.4.2 刀片在刀垫上的定位
刀片安装在刀片座中采用三个球形支点（或小平面）定位，这样可以减少刀片的定位误差。如图2.6.a 为刀槽与刀片两个侧面接触懂得情况。当刀片槽为90o 而刀片角度小于90o 时，刀片的两个侧面只有其中一个与刀片槽侧面接触，使切削刃在径向和轴向产生位置误差1?、2?。假设刀片角度误差为5'，则概略的计算为
1?=2?≈12.7*5tg '=0.0185 mm
对铣刀来说，这个误差比较大。而采用三点定位后，如图2.6.b 无论刀片角度大于或小于90o ，它的两个侧面均与三个支撑点接触，且刀片制造、检验和使用都为同一个基准，刀片修光刃的误差也因之得到消除或减小。
2.6 压块尺寸分析（见图2.13）
图2-13 压快尺寸分析
F OC =
oc od dc =-
257.6017.40od =-=
其中25为设定值
(*sin121)*sin12o o dc od =+=0.96
F=16.44 此值是刀槽法向剖面内的值
2.7 刀槽尺寸分析
2.7.1 刀齿槽尺寸计算[19]
图2.14 刀槽
设计给定的刀体形状及尺寸如上图2.14，
其中尺寸H 1和H 2设计时给定，
选取H 1=40mm ，H 2=17.5mm ，
f γ，p γ 可转位铣刀在图纸上标住的前角和刃倾角
f γ 又称径向前角，p γ又称轴向前角
它们和刀具前角o γ、刃倾角s λ、主偏角r κ的关系：
sin cos f o r s r tg tg tg γγκλκ=?-?
cos sin p o r s r tg tg tg γγκλκ=?+?
计算：
sin cos f o r s r tg tg tg γγκλκ=?-?
(5)*sin 75(10)*cos 75o o o o tg tg =---
=-0.0875*0.9659-(-0.1763) *0.2588
=-0.0845 + 0.0456
=-0.0389
f γ=-2.23o
cos sin p o r s r tg tg tg γγκλκ=?+?
(5)*cos 75(10)*sin 75o o o o tg tg =-+-
=-0.0875*0.2588+(-0.1763)* 0.9659
=-0.0226-0.1703
=0.1929
10.92o p γ=-
由于存在10.92o p γ=-，图13中尺寸B '、S '分别为
B '=7.6956cos(10.92)cos(10.92)o o B =-- =7.8376
3.18cos(10.92)cos(10.92)o o S S '==--
=3.2387
求解尺寸H ，如图2-14，
()2
D H EF FG GK KQ =-+++ EF=S '*11o tg =0.6295
其中11o 轴向变化忽略
2.8 铣刀刀体结构的选取
本课题研究的端铣刀直径在160~400之间。在直径相对较小是可以选择套式的刀体，如图2.18。此种连接方式工艺简单，生产方便，适用于小直径一般在50~160mm 的面铣刀，用装在铣床主轴锥孔中带端键的铣刀杆连接，面铣刀以内孔和端面在铣刀杆上定位，用螺钉将铣刀紧固在铣刀杆上[21]。
图2.18套式刀体
而相对大直径的刀体选择多螺钉连接形式如图 2.19。此种方式作为大直径端铣刀最简便的连接方式之一，有其独特的优势，适用于直径在160~500mm之间的面铣刀。面铣刀的后端面做有和刀柄外圆相匹配的沉孔。面铣刀装在铣床主轴上，以铣刀上的沉孔直接与刀柄的外圆和端面相匹配和定位，用四个螺钉将铣刀紧固在刀柄的端面上，由端面键传递铣削力矩[22]。
图2.19螺钉止口式刀体
2.9 小结
查表GB/T5342—1985和《机加不重磨刀具》：
第一种刀体（如图2.20）基本尺寸选择如下：
图2.20 套式刀体
3 刀柄的选择
根据刀体的结构形状选择配套的刀柄。对套式刀体（见上图 2.20）选择刀柄结构和形状如下图3.1：
图3.1套式刀柄
对螺钉止口刀体（见上图2.21）选择刀柄结构和形状如下图3.2：
图3.2 螺钉止口式刀柄
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4 结论
本课题在设计高速金刚石端铣刀的过程中，对端铣刀进行了尺寸设计、结构设计、草图绘制等工作。设计中，通过对刀具几何角度的一些改进，新型刀具材料的引进，使铝合金难加工的问题得到了一定的改善。
当然，设计中也存在一些问题。以上所有的设计都是建立在理论分析的基础之上，并没有经过实践检验。这中间一方面有时间的原因，另一方面是没有相应的技术条件和设计者的知识水平工作经验有限。这就导致设计中的许多公式都没有实验数据。因此，在对铣刀的具体角度的设计时还局限于纯理论的计算与分析。
同时，通过对金刚石端铣刀的设计，我收益非浅，既巩固了大学所学的各种基
础理论知识，又梳理了专业知识系统，学会了系统的查阅资料，还对AutoCAD、Solidworks等软件的熟练应用有了进一步的提高。
总之，此次设计使我受益颇多，而我们只有通过不懈的努力，才能在新刀具新材料等方面有新的突破，取得新的成就，在这方面真正做到自强不息。
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白钢刀和钨钢铣刀的区别 白钢刀也称为高速钢铣刀，钨钢铣刀也称为硬质合金铣刀，那么白钢与钨钢铣刀从材料、结构、使用性能上面有哪些区别与不同呢？哪些加工情况下，该用白钢 刀？哪种情况下，需要用钨钢刀？ 1、白钢铣刀与钨钢刀区别 （1）材料的不同： 白钢刀是采用高速钢棒材，通常是采用M42材质，含钒量不高(1%)，含钴量高(8%)的棒材； 钨钢刀则是钨钢（硬质合金，又称之为钨钛合金）制作的数控刀具； （2）加工性能差异； 高速钢刀具常温硬度在62~70HRC，而钨钢刀具常温下硬度为 89.5~92.5HRC，其刀具表层的耐热性达到1000℃，钨钢刀具的切削速度可比白钢刀具提升50%~100%，刀具的耐用度可提高2~10倍。 相比白钢刀具，钨钢刀具更加适合高速、高效、高温度下加工。钨钢产品熔点高、硬度高、弹性模量高、化学稳定性能好和热稳定性好，其硬度、耐磨性和耐热性，都远远高于白钢刀具。 硬度：钨钢产品89~94HRA，高速钢产品83~86.5HRA； 耐热性：钨钢产品800~1000℃，白钢产品600~650℃； 耐磨性：钨钢刀具耐磨性是高速钢15~20倍； 切削速度：钨钢产品速度是白钢的4~10倍； 2、什么时候用白钢与钨钢呢？
并不一定所有加工情况下都需要用钨钢铣刀，因为各加工工艺，成本控制等不同，可以灵活采用各种材质刀具。 当加工硬度低，加工精度要求不高，使用的是低端机床，产品数量少，利润较低，可以采用高速钢刀具。甚至是一些难加工材料，高速钢产品也可以胜任，只是其切削速度，耐磨性，耐用度都不够出色。 觉得大多数情况下，特别是高速、高效、大批量加工时，更需要采用钨钢刀具，甚至是陶瓷、金刚石刀具。刀具单支成本高，并不意味着加工成本高。很多情况下，使用“高价”的进口刀具，加工成本还要小于国产高速钢刀具。
铣刀种类及其规格
铣刀,是用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。 种类 铣刀按用途区分有多种常用的型式。 ①圆柱形铣刀:用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上,按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少,刀齿强度高,容屑空间大,适用于粗加工;细齿铣刀适用于精加工。 ②面铣刀:用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面端面和圆周上均有刀齿也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式3种。 ③立铣刀:用于加工沟槽和台阶面等,刀齿在圆周和端面上,工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时可轴向进给。 ④三面刃铣刀:用于加工各种沟槽和台阶面其两侧面和圆周上均有刀齿。 ⑤角度铣刀:用于铣削成一定角度的沟槽,有单角和双角铣刀两种。 ⑥锯片铣刀:用于加工深槽和切断工件,其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的摩擦刀齿两侧有15′~1°的副偏角。此外还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等。 铣刀的结构 分为4种。①整体式:刀体和刀齿制成一体。②整体焊齿式:刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具材料制成并钎
焊在刀体上。③镶齿式:刀齿用机械夹固的方法紧固在刀体上。这种可换的刀齿可以是整体刀具材料的刀头也可以是焊接刀具材料的刀头。刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式;刀头在夹具上单独刃磨的称为体外刃磨式。④可转位式(见可转位刀具):这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。 直柄立铣刀规格表 直柄立铣刀 规格刃部长度全长规格刃部长度全长 2 7 40 1/8 3/8 2—5/16 3 8 40 3/16 1/2 2—5/16 4 11 43 1/4 5/8 2—7/16 5 12 47 5/1 6 3/4 2—1/2 6 13 5 7 3/ 8 3/4 2—1/2 8 19 63 7/16 1 2—11/16 10 22 72 1/2 1—1/4 3—1/4 12 26 82 9/16 1—3/8 3—3/8 14 26 82 5/8 1—5/8 3—3/4 16 32 90 11/16 1—5/8 3—3/4 18 32 90 7/8 1—7/8 4—1/8 20 38 100 1 2 4—1/2 产品名称产品规格产品材料 锯片铣刀Ф60—Ф200 高速工具钢 切口铣刀Ф40—Ф80 高速工具钢 直齿三面刃铣刀Ф50—Ф130 高速工具钢 齿轮滚刀M1—M10高速工具钢高速工具钢 直柄键槽铣刀规格Ф2—Ф20 锥柄立铣刀规格Ф14—Ф50 椎柄键槽铣刀规格Ф14—Ф50 规格刃部长度全长规格刃部长全长莫氏椎柄号规格刃部长全长莫氏椎柄号 2 4 35 14 26 111 2 14 24 110 2 3 5 35 16 32 117 2 16 28 115 2 4 7 3 5 18 32 117 2 18 32 120 2 5 8 40 20 38 123 2 20 3 6 125 2 6 10 45 22 38 140 3 22 36 125 2 8 14 50 25 45 147 3 24 40 145 3 10 18 60 28 45 147 3 25 40 145 3 12 22 65 30 45 147 3 28 45 150 3 14 24 70 32 53 178 4 32 50 155 3 16 28 75 35 53 178 4 36 55 185 4 18 32 80 36 53 178 4 40 60 190 4 20 36 85 40 63 188 4 45 65 195 4 45 63 188 4 50 65 195 4 50 75 200 4
一、引入 1、简述拉削的加工特点。 2、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔、拉孔分别能达到的加工精度。 二、讲授新课 第六章铣削 用铣刀在铣床上的加工称为铣削。 铣削是一种应用非常广泛的切削加工方法。它可以对许多不同几何形状的表面进行粗、半精加工，其加工精度一般为IT9～IT8，表面粗糙度为Ra6.3～1.6um。 铣刀为多齿刀具，所以具有较高的生产率。 第一节铣刀的类型及应用 铣削可用于加工平面、沟槽、台阶面、斜面、特形面等各种几何形状的表面。这些表面的获得除了需要机床提供必要的运动外，还须依靠多种多样的铣刀。 ⑴圆柱铣刀(a)：在卧式铣床上加工面积不太大的平面,铣刀直径50～100㎜，加工效率不太高。 ⑵面铣刀(b)：在立式铣床上加工平面，尤其是大面积平面。用硬质合金刀片，采用可转位。 第 1 页
⑶槽铣刀(e、f、h)：用于加工直槽或台阶面，有较高的效率；用锯片铣刀可铣窄槽或切断。 ⑷立铣刀(c、d)：用于立式铣床上铣沟槽，也可用于加工平面、台阶面、二维曲面。 ⑸键槽铣刀(k)：只有两个刃瓣，兼有钻头和立铣刀的功能。 ⑹T形槽铣刀(g)：类似三面刃槽铣刀，主要用于加工T形槽的专用铣刀。 ⑺角度铣刀(i、j)：用于铣角度槽、斜面。 ⑻盘形齿轮铣刀(m)：用于铣削直齿和斜齿圆柱齿轮的齿廓面的专用铣刀。 ⑼成形铣刀(n)：用于加工外成形表面的专用铣刀。 ⑽鼓形铣刀(p)：用于数控铣床和加工中心上加工立体曲面。 ⑾球头铣刀(q)：用于三维模具型腔的加工。 第二节铣刀的几何参数用铣削要素 一、铣刀的几何参数 1、铣刀标注参考系 铣刀的种类虽然很多，在结构上也各有特点，但主要还是圆柱铣刀和面铣刀两种为代表。 第 2 页
铣刀的种类和结构特点 铣刀的种类很多(大部分已经标准化)，其分类方法也很多，下面是几种通常的分类方法和常用的铣刀。 按铣刀切削部分的材料分类：高速钢铣刀、硬质合金铣刀、特殊材料刀具、涂层刀具等。 高速钢铣刀有整体的和镶齿的两种一般形状较复杂的铣刀都是整体高速钢铣刀． 硬质合金铣刀、陶瓷刀具以及超硬材料刀具大多数不是整体的，将硬质合金刀片以焊接或机械夹固的方式镶装在铣刀刀体上，如硬质合金立铣刀、三面刃铣刀等。 按铣刀的刀齿结合方式分类：整体铣刀、镶齿铣刀及特殊形式铣刀等。 整体铣刀是指铣刀的切削部分，装夹部分及刀体成一整体。这类铣刀可用高速钢整料制成，也可用高速钢制造切削部分，用结构钢制造刀体部分，然而焊接成一整体，直径不大的立铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀都采用这种结构． 镶齿铣刀可分为焊接式和机夹式。机夹式根据刀体结构不同，可分为可转位和不转位。 不转位的如高速钢镶齿铣刀的刀体用结构钢，刀齿是高速钢，刀体和刀齿利用尖齿形槽镶嵌在—起。 直径较大的三面刃高速钢铣刀和高速钢套式面铣刀，一般都采用这种结构。
可转位铣刀是用机械夹固的方式把硬质合金刀片或其它刀具材料安装在刀体上，因而保持了刀片的原有性能。 刀刃磨损后，可将刀片转过一个位置继续使用。这种刀具节省了材料，节省了刃磨时间，提高了生产效率。 特殊型式铣刀有复合刀具、可逆攻螺纹刀具等等。 按刀齿齿背的形式分类：（见图1-4-3）尖齿铣刀、铲齿铣刀。 尖齿铣刀的刀齿截面上，齿背是由直线或折线组成，如图1-4-3（b）所示。这类铣刀齿刃锋利，刃磨方便，制造比较容易，生产中常用的二面刃铣刀、圆柱铣刀等都是尖齿铣刀。 铲齿铣刀的刀齿截面上，齿背是阿基米德螺线，齿背必须在铲齿机床上铲出。如图1-4-3（a）所示。这类铣刀刃磨后，只要前角不变，齿形也不变。由于铲齿铣刀前角小，因此切削性能差。成形铣刀为了保证刃磨后齿形不变，一般都采用铲齿结构。 图1-4-3 铣刀刀齿的结构形式 (a) 铲齿铣刀的刀背截面(b)尖齿铣刀的刀背截面 按铣刀的安装方式分类：带孔铣刀、带柄铣刀。 带孔铣刀是采用孔安装的铣刀称为带孔铣刀，如三面刃铣刀、圆柱铣刀等。
金刚石刀具的种类与选用 摘要:简要介绍了金刚石材料的的主要性能特点?并对近几年来正在迅速发展的金刚石切削刀具的特点、性能、种类及其选用方法作了较为详细的叙述。 关键词：天然金刚石聚晶金刚石PCI刀具CVD刀具切削性能刀具寿命 目前世界上金刚石的年耗量大约以8%——10%的速度增长?有人预言21世纪将是金刚石全面应用的时代，我国对人造金刚石的研究与应用始于20世纪70年代，并于1969年在贵阳建造了第1个人造金刚石及其制品的专业生产厂——第六砂轮厂。从1970——1990年，人造金刚石年产量从46万克拉增至3500万克拉。20世纪90年代前后，从国外引进了先进设备及金刚石生产技术，产量迅速增，1997年我国人造金刚石年产量已达到5亿克拉左，生产量位居世界首位。 金刚石是碳的同素异形体，是目前已知的最硬物质?其显微硬度可达HV10000，作为刀具材料，也是目前最硬的，并已得到广泛应用。在合适的切削加工条件下，金刚石刀具比高速钢、硬质合金、陶瓷和聚晶立方氮化硼等刀具的使用寿命都要长。特别是用金刚石刀具切削加工铜、铝等有色金属和非金属耐磨材料时特别有效?其切削速度可比硬质合金刀具高一个数量级，例如铣削铝合金的切削速度为3000——4000m/min，甚至可达到7000m/min，且这时的金刚石刀具使用寿命也比硬质合金刀具高几十、甚至几百倍。 金刚石刀具不但可用于一般的车、镗、铣削，还成功地用于精密孔的加工前保证光刻胶线宽与设计一致，并且在需要电铸的部位光刻胶显影干净，在电铸时调整电铸条件和参数得到最佳的电铸效果?只有满足以上工艺要求制备的微弹簧才能获得较好的力学性能。当微弹簧所受拉力增大，便脱离弹性阶段，此时拉力-伸长曲线进入第2段，变为非线形 金刚石刀具的种类较多，可分为：单晶金刚石刀具、聚晶金刚石（PCD)、聚晶金刚石复合片（PCD)、CVD金刚石刀具和电镀金刚石刀具。 单晶金刚石刀具 单晶金刚石有天然的（ND)和人工合成的2种(单晶金刚石用作切削刀具必须是大颗粒的，一般其质量要大于0.1g其最小直径和长度均不得小于3mm，单晶金刚石刀具主要用于对表面粗糙度、几何形状精度和尺寸精度有较高要求的精密加工领域。 天然单晶金刚石是金刚石中最耐磨的材料(它本身质地细密，经过精细研磨，切削刃的刃口圆弧半径可小到0.010——0.002um。但天然单晶金刚石较脆，其结晶各向异性，不同晶面或同一晶面不同方向的晶体硬度均有差异，在进行刃磨和使用时必须选择合适的方向，使用条件较为苛刻，且资源有限，价格十分昂贵(天然单晶金刚石刀具主要用于某些有色金属的超精密切削加工或用于黄金首饰的生产加工中。 人工合成单晶金刚石的尺寸、形状和性能都具有良好的一致性，目前由于高温、高压技术日趋成熟，能够制备一定尺寸的人工合成单晶金刚石，南非DC Boors公司和美国生产的合成单晶金刚石颗粒尺寸可达9——10mm，使人工合成单晶金刚石的应用在工业生产中得到了迅速的发展。尤其在加工高耐磨的层状木板时，其切削性能要优于PCD金刚石,不会引起刃口的过早钝化。 聚晶金刚石及其复合刀片（PCD/CC） PCD是在高温、高压下，利用钴等金属结合剂将许多金刚石单晶粉聚晶成多晶体材料。其硬度虽然稍低于单晶金刚石，但它是随机取向的金刚石晶粒的聚合，属各向同性，用作切
立铣刀参数 铣刀种类及直径代木铝钢铜 转速S 进给F 转速S 进给F 转速S 进给F 转速S 进给F 立铣刀0.5 3500 1000 3500 1000 3500 1000 3500 1000 立铣刀 1 3500 1000 3500 500 3500 500 3500 500 立铣刀 2 3500 1600 3500 1500 3500 1000 3200 800 立铣刀 4 3300 2000 3500 2000 3500 1500 3200 1600 立铣刀 6 3200 2000 3500 2800 3500 1800 3000 2000 立铣刀8 3000 2000 3000 2800 2800 1800 2800 2200 立铣刀10 2800 2000 2700 2800 2500 1800 2500 2000 立铣刀12 2000 2800 2000 3000 1800 2500 2200 2000 立铣刀16 1000 2000 1600 2000 1300 2000 1800 1800 立铣刀20 900 1200 800 1800 750 1000 700 1000 立铣刀25 850 1000 750 1100 700 900 700 950 球头立铣刀0.5 3500 6000 3500 6000 3500 1000 3500 1000 球头立铣刀 1 3500 6000 3500 3500 3500 300 3500 3500 球头立铣刀 2 3500 6000 3500 1000 3500 600 3500
1000 球头立铣刀 3 3500 6000 3500 1000 3500 800 3500 1500 球头立铣刀 4 3500 6000 3500 1000 3500 800 3200 1000 球头立铣刀 6 3500 6000 3500 800 3500 800 3000 1000 最佳答案常用計算公式 一、三角函數計算 1.tanθ=b/a θ=tan-1b/a 2.Sinθ=b/c Cos=a/c 二、切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。 2.1 铣床切削速度的計算 Ｖc＝(π*Ｄ*Ｓ)／１０００ Vc：線速度(m/min) π：圓周率(3.14159) D：刀具直徑(mm) 例題. 使用Φ25的銑刀Vc為(m/min)25 求S=?rpm Vc=πds/1000 25=π*25*S/1000 S=1000*25/ π*25
数控铣削加工工艺参数的确定 确定工艺参数是工艺制定中重要的内容，采用自动编程时更是程序成功与否的关键。 （一）用球铣刀加工曲面时与切削精度有关的工艺参数的确定 1、步长l （步距）的确定 步长l （步距）——每两个刀位点之间距离的长度，决定刀位点数据的多少。 曲线轨迹步长l 的确定方法： 直接定义步长法：在编程时直接给出步长值，根据零件加工精度确定 间接定义步长法：通过定义逼近误差来间接定义步长 2、逼近误差e r 的确定 逼近误差e r ——实际切削轨迹偏离理论轨迹的最大允许误差 三种定义逼近误差方式（如图16-4所示） ： 指定外逼近误差值：以留在零件表面上的剩余材料作为误差值 （精度要求较高时一般采用，选为0.0015~0.03mm ） 指定内逼近误差值：表示可被接受的表面过切量 同时指定内、外逼近误差 3、行距S （切削间距）的确定 行距S （切削间距）——加工轨迹中相邻两行刀具轨迹之间的距离。 行距小：加工精度高，但加工时间长，费用高 行距大：加工精度低，零件型面失真性较大，但加工时间短。 两种方法定义行距： （1）直接定义行距 算法简单、计算速度快，适于粗加工、半精加工和形状比较平坦零件的精加工的刀具运动轨迹的生成 （2）用残留高度h 来定义行距 残留高度h ——被加工表面的法矢量方向上两相邻切削行之间残留沟纹的高度。 大：表面粗糙度值大 小：可以提高加工精度，但程序长，占机时间成倍增加，效率降低 选取考虑：粗加工时，行距可选大些，精加工时选小一些。有时为减小刀峰高度，可在原两行之间加密行切一次，即进行曲刀峰处理，这相当于将S 减小一半，实际效果更好些。 （二）与切削用量有关的工艺参数确定 图3.2.6 指定逼近误差
铣刀的基本知识，材料，种类，作用【解析】 内容来源网络，由深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯等展示，就在深圳机械展. 铣刀材料的种类及牌号 1、铣刀切削部分材料的基本要求： 1）高硬度和耐磨性：在常温下，切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨损，延长使用寿命。 2）好的耐热性：刀具在切削过程中会产生大量的热量，尤其是在切削速度较高时，温度会很高，因此，刀具材料应具备好的耐热性，既在高温下仍能保持较高的硬度，有能继续进行切削的性能，这种具有高温硬度的性质，又称为热硬性或红硬性。 3）高的强度和好的韧性：在切削过程中，刀具要承受很大的冲击力，所以刀具材料要具有较高的强度，否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动，因此，铣刀材料还应具备好的韧性，才不易崩刃，碎裂。 2、铣刀常用材料： （1）高速工具钢（简称高速钢，锋钢等），分通用和特殊用途高速钢两种。其具有以下特点： a、合金元素钨、铬、钼、钒的含量较高，淬火硬度可达HRC62—70。在6000C高温下，仍能保持较高的硬度。 b、刃口强度和韧性好，抗振性强，能用于制造切削速度一般的刀具，对于钢性较差的机床，采用高速钢铣刀，仍能顺利切削。
c、工艺性能好，锻造、加工和刃磨都比较容易，还可以制造形状较复杂的刀具。 d、与硬质合金材料相比，仍有硬度较低，红硬性和耐磨性较差等缺点。 （2）硬质合金：是金属碳化物、碳化钨、碳化钛和以钴为主的金属粘结剂经粉未冶金工艺制造而成的。其主要特点如下： 能耐高温，在800—10000C左右仍能保持良好的切削性能，切削时可选用比高速钢高4—8倍的切削速度。常温硬度高，耐磨性好。抗弯强度低，冲击韧性差，刀刃不易磨的很锋利。 常用的硬质合金一般可以为三大类: ①钨钴类硬质合金（YG） 常用牌号YG3、YG6、YG8，其中数字表示含钴量的百分率，含钴量愈多，韧性愈好，愈耐冲击和振动，但会降低硬度和耐磨性。因此，该合金适用于切削铸铁及有色金属，还可以用来切削冲击性大的毛坯和经淬火的钢件和不锈钢件。 ②钛钴类硬质合金(YT) 常用牌号有YT5、YT15、YT30，数字表示碳化钛的百分率。硬质合金含碳化钛以后，能提高钢的粘结温度，减小磨擦系数，并能使硬度和耐磨性略有提高，但降低了抗弯强度和韧性，使性质变脆，因此，该类合金适应切削钢类零件。 ③通用硬质合金 在上述两种硬质合金中加入适量的稀有金属碳化物，如碳化钽和碳化铌等，使其晶粒细化，提高其常温硬度和高温硬度、耐磨性、粘接温度和抗氧化性，能使合金的韧性有所增加，因此，这类硬质合金刀具有较好的综合切削性能和通用性，其牌号有：YW1、YW2和YA6等，由于其价格较贵，主要用于难加工材料，如高强度钢、耐热钢、不锈钢等。 第二节铣刀的种类及标记
加工不锈钢材料铣刀转速300-400（直径30铣刀） 铣刀铣削速度：Vc=πdn/1000 m/mim 其中：d —刀具外径mm n —刀具转速 r/mim 铣刀进给速度：Vf=znFz mm/s 其中：Fz —每个刃的进给速度mm/z z —铣刀刃数 n —铣刀转速 r/mim 背吃刀量—平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸。粗铣时为3mm左右，精铣时为0.3-1mm 侧吃刀量—垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸。 如何造就数控机床编程高手 要想成为一个数控高手（金属切削类），从大学毕业进工厂起，最起码需要6年以上的时间。他既要有工程师的理论水平，又要有高级技师的实际经验及动手能力。 第一步：必须是一个优秀的工艺员。数控机床集钻、铣、镗、铰、攻丝等工序于一体。对工艺人员的技术素养要求很高。数控程序是用计算机语言来体现加工工艺的
过程。工艺是编程的基础。不懂工艺，绝不能称会编程。 通过长时间的学习与积累，你应达到下列技术水准和要求： 1、熟悉钻、铣、镗、磨、刨床的结构、工艺特点， 2、熟悉加工材料的性能。 3、扎实的刀具理论基础知识，掌握刀具的常规切削用量等。 4、熟悉本企业的工艺规范、准则及各种工艺加工能达到的一般要求，常规零件的工艺路线。合理的材料消耗及工时定额等。 5、收集一定量的刀具、机床、机械标准的资料。特别要熟悉数控机床用的刀具系统。 6、熟悉冷却液的选用及维护。 7、对相关工种要有常识性的了解。比如：铸造、电加工、热处理等。 8、有较好的夹具基础。 9、了解被加工零件的装配要求、使用要求。 10、有较好的测量技术基础。 第二步：精通数控编程和计算机软件的应用。 这一点，我觉得比较容易，编程指令也就几十个，各种系统大同小异。一般花1-2个月就能非常熟悉。自动编程软件稍复杂些，需学造型。但对于cad基础好的人来说，不是难事。 另外，如果是手工编程，解析几何基础也要好！ 读书人对这些知识的学习是最适应的。 在实践中，一个好程序的标准是： 1、易懂，有条理，操作者人人都能看懂。 2、一个程序段中指令越少越好，以简单、实用、可靠为目的。从编程角度对指令的理解，我以为指令也就G00和G01，其他都为辅助指令，是方便编程才设置的。 3、方便调整。零件加工精度需做微调时最好不用改程序。比如，刀具磨损了，要调整，只要改刀具偏置表中的长度、半径即可。 4、方便操作。程序编制要根据机床的操作特点来编，有利于观察、检查、测量、安全等。例如，同一种零件，同样的加工内容，在立式加工中心和卧式加工中心分别加工，程序肯定不一样。 在机械加工中，最简单的方法就是最好的方法。只要有实践经验的同行，想必都会同意这句话吧！ 第三步：能熟练操作数控机床。 这需要1-2年的学习，操作是讲究手感的，初学者、特别是大学生们，心里明白要怎么干，可手就是不听使唤。在这过程中要学：系统的操作方式、夹具的安装、零件基准的找正、对刀、设置零点偏置、设置刀具长度补偿、半径补偿，刀具与刀柄的装、卸，刀具的刃磨、零件的测量（能熟练使用游标卡尺、千分卡、百分表、千分表、内径杠杆表）等。 最能体现操作水平的是：卧式加工中心和大型龙门（动粱、顶梁）加工中心。
1 概述 超硬刀具主要包括金刚石刀具和立方氮化硼刀具，其中以人造金刚石复合片(PCD)刀具及立方氮化硼复合片(PCBN)刀具占主导地位。随着现代制造业（尤其是汽车制造业）的快速发展，超硬 刀具的生产及应用也逐年快速增长。图1、图2分别为PCD刀具和PCBN 刀具近十几年来全球销售额的增长情况。至1997 年，PCD刀具年销售额已达2.3亿美元，PCBN刀具年销售额为1.7亿美元。 超硬刀具大部分用于汽车零部件的切削加工。图3、图4分别为1995年全球PCD刀具和PCBN 刀具在各应用领域的销量份额。其中，PCD刀具的60%用于汽车制造业，近30%用于木工刀具 (至九十年代末期PCD木工刀具的份额已占到40%)；PCBN 刀具的1/2用于汽车制造业，约 20%用于重型设备(如轧辊等)的加工。 近年来，随着CNC加工技术的迅猛发展以及数控机床的普遍使用，可实现高效率、高稳定性、 长寿命加工的超硬刀具的应用也日渐普及，同时引入了许多先进的切削加工概念，如高速切削、硬态加工、高稳定性加工、以车代磨、干式切削等。超硬刀具已成为现代切削加工中不可缺少的重要手段。 2 超硬刀具的主要品种及特点 (1) PCD金属切削刀具 PCD金属切削刀具可利用PCD材料的高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数实现有色金属及耐磨非金属材料的高精度、高效率、高稳定性和高表面光洁度加工。此类刀具从结构上主要可分为焊接式PCD刀具和可转位式PCD刀片。 近年来焊接式PCD刀具中发展较快的品种是带标准刀柄的PCD刀具，如带柄PCD铣刀、PCD镗刀、PCD铰刀等，刀柄型式主要为圆柱柄、锥柄和HSK柄。这种刀具（尤其是多齿刀具）的特点是切削刃对刀柄的跳动小（如刃长为30mm的HSK柄PCD铣刀的切削刃跳动仅为0.002mm），尤其适合于对各种有色金属零件的成形面、孔、阶梯孔等进行大批量高速加工。例如，采用铝基体刀盘的PCD高速铣刀（六刃，直径100mm），最高转速可达20,000R/MIN, 以上，切削速度可达7,000M/MIN，适合于汽车零部件的成形面加工。https://www.doczj.com/doc/6112687759.html, 非标工装夹具设计CNC精密零件加工焊接工装夹具制
铣削速度与带钢行走速度有关，铣削速度要大于或等于带钢行走的速度，才能保证带钢板边边缘没有刀坑、凹痕，铣口表面粗糙度达到12.5μｍ以上。铣边机铣削速度与带钢行走速度相同时，为等速切割；铣边机铣削速度大于带钢的行走速度时，称超速切削。因此，铣边机铣进给量等于或大于带钢的行走速度所需要的铣削量就能满足铣削的要求，即铣边机一侧每分钟的铣削量等于或大于带钢的行走速度。 S=S e Z n ≥v （1） 式中：S ——铣边机切削量，mm/min ； S e ——单齿切削量，mm/齿，低合金钢取0.2～0.3 mm/齿； Z ——刀盘每转一周的齿数，齿/r ； n ——刀盘转速，r/min ； v ——带钢行走的速度，mm/min 。 当带钢的行走速度发生变化时，应及时调整铣边机的转速n 。 由（1）式得刀盘的速度n ≥v/( S e Z) （2） 带钢行走速度一般在1200～2200 mm/min ；每周刀盘齿数14～16块，取16块。 转速取2200 mm/min 时 S e 取0.2mm/齿时，则n ≥v/( S e Z)=齿 齿160.2mm/mm/min 2200? =687.5 r/min S e 取0.3mm/齿时，则n ≥v/( S e Z)= 齿齿160.3mm/mm/min 2200? =458.3 r/min 转速取1200 mm/min 时 S e 取0.2mm/齿时，则n ≥v/( S e Z)=齿 齿160.2mm/mm/min 1200? =375 r/min S e 取0.3mm/齿时，则n ≥v/( S e Z)= 齿齿160.3mm/mm/min 1200? =250 r/min 铣削量控制在2mm 以内。 刀盘尺寸要求：直径150mm ，铣刀头角度60～90°，每周铣刀数量14～16块。 直流电机转速3300 r/min 减速箱减速比1:5
金刚石刀具与超硬刀具的区别及优缺点 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 金刚石刀具优缺点 超硬刀具的优缺点 超硬材料具有优异的机械性能、物理性能和其他性能，其中有些性能很适合于刀具。 具有很高的硬度 天然金刚石的硬度达10000HV；CBN的硬度达7500HV。与其他硬物质相比，SiC硬 度为3000～3500HV，A12O3为2700HV，TiC为2900～3200HV，WC为2000HV， Si3N4为2700～3200HV；作为刀具材料用的硬质合金，其硬度仅为1100～1800HV。 具有很好的导热性 天然金刚石的热导率达2000W/m-1*K-1，CBN的热导率达1300W/m-1/K-1。紫铜 的导热性很好，其热导率仅为393W/m-1*K-1；纯铝为226W/m-1*K-1，故金刚石与CBN 的热导率分别是紫铜的5倍和3.5倍，是纯铝的8倍和5倍。硬质合金的热导率仅为35～ 75W/m-1*K-1。 具有很高的杨氏模量 天然金刚石的杨氏模量达1000GPa，CBN的杨氏模量在720GPa。而SiC、Al2O3、 WC、TiC的杨氏模量仅分别为390、350、650、330GPa。物质的杨氏模量大就是刚性好。
具有很小的热膨胀 天然金刚石的线膨胀系数为1×10-6/K，CBN的线膨胀系数为(2.1～2.3)×10-6/K。而硬质合金的线膨胀系数为(5～7)×10-6/K。 具有较小的密度 天然金刚石的密度为3.52g/cm3，CBN的密度为3.48g/cm3。与Al2O3、Si3N4的密度接近。 具有较低的断裂韧性 天然金刚石的断裂韧性为3.4MPa/m0.5,CBN与之接近。陶瓷刀具材料的断裂韧性在各种刀具材料中是属于较低者，然尚能达7～9MPa?m0.5。故金刚石与CBN性脆，是其弱点。 化学性质 CBN热稳定性好，在大气中达1300～1500℃不分解。对铁族元素呈惰性；在酸中不受渗蚀，在碱中约300℃时即受浸蚀；与过热的水蒸汽也能起作用。金刚石在常温下化学性质稳定；在氧气中约660℃开始石墨化，铁族元素特别是铁元素能催进石墨化；在酸、碱中都不受浸蚀。 电学性质 纯净的不含杂质的金刚石是绝缘体，室温下电阻率在1016Ω?cm以上。只有掺人了其他元素后，才显出半导体特性。同Si、Ce、As等半导体材料相比，金刚石具有非常宽的禁带，小的介电常数，高的载电子迁移率，大的电击穿强度，说明金刚石是一种性能优良的宽
小直径立铣刀后刀面磨损带的研究 刀具的磨损不仅影响机床的切削状态，而且与工件加工质量密切相关，因此刀具状态的实时监测是保证加工质量的一项重要措施，而刀具磨损程度的评价指标是刀具状态监测的基础。本文通过分析立铣刀后刀面磨损带的磨损规律及特点，研究了后刀面和副后刀面磨损带宽度VB和磨损带面积AVB在铣刀渐进磨损过程中的变化特点，提出了衡量刀具磨损程度的两个评价指标。1 铣刀磨损量的评价指标刀具后刀面的磨损对加工精度和切削力的影响较前刀面更为显著。由于后刀面磨损量比较容易测量，因此在刀具管理和金属切削研究中，多按后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值(通常以VB表示)来制定磨钝标准。 刀具的磨损不仅影响机床的切削状态，而且与工件加工质量密切相关，因此刀具状态的实时监测是保证加工质量的一项重要措施，而刀具磨损程度的评价指标是刀具状态监测的基础。本文通过分析立铣刀后刀面磨损带的磨损规律及特点，研究了后刀面和副后刀面磨损带宽度VB和磨损带面积AVB在铣刀渐进磨损过程中的变化特点，提出了衡量刀具磨损程度的两个评价指标。 1 铣刀磨损量的评价指标 刀具后刀面的磨损对加工精度和切削力的影响较前刀面更为显著。由于后刀面磨损量比较容易测量，因此在刀具管理和金属切削研究中，多按后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值(通常以VB表示)来制定磨钝标准。ISO制定了外圆车刀使用寿命实验中的刀具磨钝标准，但该标准只适用于切削实验。在实际加工过程中，存在许多影响刀具磨损的不可预见和难以控制的因素。虽然可将铣刀的每一刀齿看成一把车刀，但铣刀的磨损比车刀的磨损更为复杂，在不同的切削条件下将产生不同的磨损方式。因此，ISO制定的刀具磨钝标准很难在实际生产中推广应用。实验研究结果表明，影响刀具后刀面磨损带的因素很多，如加工条件、工件材料、刀具安装、机床性能、刀具几何角度等，仅以刀具后刀面磨损带中间部分磨损量作为评价指标很难真实、准确和完整地评价刀具磨损状态。图1为在两种不同加工条件下(①主轴转速n=360r/min，切削宽度Rd=9mm，切削深度Ra=2mm，每齿进给量ft=0.0933mm/齿；②主轴转速n=420r/min，切削宽度Rd=9mm，切削深度Ra=4mm，每齿进给量ft=0.1190mm/齿。刀具为HSSf10三刃立铣刀，工件材料均为铸铁)铣刀一个刀齿后刀面的不同磨损带示意图。 (a)加工条件①(b)加工条件② 1.三角形磨损带 2.梯形磨损带 3.多边形磨损带 图1 铣刀一个刀齿后刀面磨损带示意图 而在这两种加工条件下，铣刀副后刀面的磨损带是相似的，如图2所示。 图2 铣刀一个刀齿副后刀面磨损带示意图 为了更准确地判断铣刀磨损情况，可采用后刀面磨损带面积AVB作为衡量刀具磨损程度的另一个指标，主要基于以下原因： 1）铣刀为多切削刃刀具，以断续切削方式工作，每个刀齿的磨损模式、磨损带形状都不一致，因此铣刀磨损比车刀磨损更为复杂。VB仅为磨损带的一维度量值，而磨损带面积AVB是磨损带的二维度量值，能更准确地反映磨损带的真实状况。 2）加工条件、切削材料的多样性使磨损带形状经常变化。轴向切削深度的变化会影响磨损带的长度和宽度，有可能造成磨损带宽度不变而长度变化的情况。VB只能反映磨损带宽度的变化，
铣刀铣削速度：Vc=πdn/1000 m/mim 其中：d —刀具外径mm n —刀具转速 r/mim 铣刀进给速度：Vf=znFz mm/s 其中：Fz —每个刃的进给速度mm/z z —铣刀刃数 n —铣刀转速 r/mim 背吃刀量—平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸。粗铣时为3mm左右，精铣时为0.3-1mm 侧吃刀量—垂直于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸。 如何造就数控机床编程高手 要想成为一个数控高手（金属切削类），从大学毕业进工厂起，最起码需要6年以上的时间。他既要有工程师的理论水平，又要有高级技师的实际经验及动手能力。 第一步：必须是一个优秀的工艺员。数控机床集钻、铣、镗、铰、攻丝等工序于一体。对工艺人员的技术素养要求很高。数控程序是用计算机语言来体现加工工艺的过程。工艺是编程的基础。不懂工艺，绝不能称会编程。 通过长时间的学习与积累，你应达到下列技术水准和要求：
1、熟悉钻、铣、镗、磨、刨床的结构、工艺特点， 2、熟悉加工材料的性能。 3、扎实的刀具理论基础知识，掌握刀具的常规切削用量等。 4、熟悉本企业的工艺规范、准则及各种工艺加工能达到的一般要求，常规零件的工艺路线。合理的材料消耗及工时定额等。 5、收集一定量的刀具、机床、机械标准的资料。特别要熟悉数控机床用的刀具系统。 6、熟悉冷却液的选用及维护。 7、对相关工种要有常识性的了解。比如：铸造、电加工、热处理等。 8、有较好的夹具基础。 9、了解被加工零件的装配要求、使用要求。 10、有较好的测量技术基础。 第二步：精通数控编程和计算机软件的应用。 这一点，我觉得比较容易，编程指令也就几十个，各种系统大同小异。一般花1-2个月就能非常熟悉。自动编程软件稍复杂些，需学造型。但对于cad基础好的人来说，不是难事。 另外，如果是手工编程，解析几何基础也要好！ 读书人对这些知识的学习是最适应的。 在实践中，一个好程序的标准是： 1、易懂，有条理，操作者人人都能看懂。 2、一个程序段中指令越少越好，以简单、实用、可靠为目的。从编程角度对指令的理解，我以为指令也就G00和G01，其他都为辅助指令，是方便编程才设置的。 3、方便调整。零件加工精度需做微调时最好不用改程序。比如，刀具磨损了，要调整，只要改刀具偏置表中的长度、半径即可。 4、方便操作。程序编制要根据机床的操作特点来编，有利于观察、检查、测量、安全等。例如，同一种零件，同样的加工内容，在立式加工中心和卧式加工中心分别加工，程序肯定不一样。 在机械加工中，最简单的方法就是最好的方法。只要有实践经验的同行，想必都会同意这句话吧！ 第三步：能熟练操作数控机床。 这需要1-2年的学习，操作是讲究手感的，初学者、特别是大学生们，心里明白要怎么干，可手就是不听使唤。在这过程中要学：系统的操作方式、夹具的安装、零件基准的找正、对刀、设置零点偏置、设置刀具长度补偿、半径补偿，刀具与刀柄的装、卸，刀具的刃磨、零件的测量（能熟练使用游标卡尺、千分卡、百分表、千分表、内径杠杆表）等。 最能体现操作水平的是：卧式加工中心和大型龙门（动粱、顶梁）加工中心。 操作的练习需要悟性！有时真有一种“悠然心会，妙处难与君说”的意境！ 在数控车间你就静下心来好好练吧！
铣刀的基本知识-材料-种类-作用
铣刀的基本知识，材料，种类，作用【解析】 内容来源网络，由深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯等展示，就在深圳机械展. 铣刀材料的种类及牌号 1、铣刀切削部分材料的基本要求： 1）高硬度和耐磨性：在常温下，切削部分材料必须具备足够的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨损，延长使用寿命。 2）好的耐热性：刀具在切削过程中会产生大量的热量，尤其是在切削速度较高时，温度会很高，因此，刀具材料应具备好的耐热性，既在高温下仍能保持较高的硬度，有能继续进行切削的性能，这种具有高温硬度的性质，又称为热硬性或红硬性。
3）高的强度和好的韧性：在切削过程中，刀具要承受很大的冲击力，所以刀具材料要具有较高的强度，否则易断裂和损坏。由于铣刀会受到冲击和振动，因此，铣刀材料还应具备好的韧性，才不易崩刃，碎裂。 2、铣刀常用材料： （1）高速工具钢（简称高速钢，锋钢等），分通用和特殊用途高速钢两种。其具有以下特点： a、合金元素钨、铬、钼、钒的含量较高，淬火硬度可达HRC62—70。在6000C高温下，仍能保持较高的硬度。 b、刃口强度和韧性好，抗振性强，能用于制造切削速度一般的刀具，对于钢性较差的机床，采用高速钢铣刀，仍能顺利切削。
c、工艺性能好，锻造、加工和刃磨都比较容易，还可以制造形状较复杂的刀具。 d、与硬质合金材料相比，仍有硬度较低，红硬性和耐磨性较差等缺点。 （2）硬质合金：是金属碳化物、碳化钨、碳化钛和以钴为主的金属粘结剂经粉未冶金工艺制造而成的。其主要特点如下： 能耐高温，在800—10000C左右仍能保持良好的切削性能，切削时可选用比高速钢高4—8倍的切削速度。常温硬度高，耐磨性好。抗弯强度低，冲击韧性差，刀刃不易磨的很锋利。 常用的硬质合金一般可以为三大类: ①钨钴类硬质合金（YG） 常用牌号YG3、YG6、YG8，其中数字表示含钴量的百分率，含钴量愈多，韧性愈好，愈
如何进行铣削加工的准备 1、加工工艺 1.1常用刀具 用于加工平面的刀具很多，这里只介绍几种在数控机床上常用的铣刀。 (1) 立铣刀： 立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀，其结构如图1-1-2 所示。立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削， 也可单独进行切削。 立铣刀圆柱表面的切削刃为主切削刃，端面上的切削刃为副切削 刃。主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。由于普通立铣刀 端面中心处无切削刃，所以立铣刀不能做轴向进给，端面刃主要用来 加工与侧面相垂直的底平面。 直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。Φ2~Φ71mm的立铣刀 制成直柄；Φ6~Φ63mm的立铣刀制成莫氏锥柄；Φ25~Φ80mm的立铣刀做成7：24锥柄，内有螺孔用来拉紧刀具。但是由于数控机床要求铣刀能快速自动装卸，所以立铣刀柄部形式也有很大不同，一般是图1-1-2 由专业厂家按照一定的规范设计制造成统一形式、统一尺寸的刀柄。直径大于Φ40~Φ160mm的立铣刀可做成套式结构。 (2) 面铣刀： 如图1-1-3所示，面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃， 端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构，刀齿为高 速钢或硬质合金，刀体为40Cr。 高速钢面铣刀按国家标准规定，直径为80 ~250mm，螺旋角 β为10°，刀齿数为10 ~26。 硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高、加工效
率高，加工表面质量也比较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，所以得到了广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体焊接式、机夹—焊接式和可转位式3种。图1-1-3 数控加工中广泛使用可转位式面铣刀。目前先进的可转位式数控面铣刀的刀体趋向于用轻质高强度铝、镁合金制造，切削刃采用大前角、负刃倾角，可转位刀片带有三维断屑槽形，便于排屑。 1.2平面铣削加工走刀路线的确定 数控铣削加工中进给路线的确定对零件的加工精度和表面质量有直接的影响，因此，缺确定好进给路线是保证铣削加工精度和表面这里的工艺措施之一。进给路线的确定与工件表面状况、要求的零件表面质量、机床进给机构的间隙、刀具耐用度以及零件轮廓形状等有关。 在平面加工中，能使用的进给路线也是多种多样的，比较常用的有两种。如图1-1-4(a) 和图1-1-4(b)所示分别为平行加工和环绕加工。 图1-4(a) 1-4(b) 1.3铣削参数选择 铣削参数一般包括切削速度V、进给量F、铣削宽度a e、铣削深度a p四个要素。参数的选用由工艺条件决定。 铣削时采用的切削用量，应在保证工件加工精度和刀具耐用度、不超过铣床允许的动力和扭矩前提下，获得最高的生产率和最低的成本。铣削过程中，如果能在一定的时间内切除较多的金属，就有较高的生产率，从刀具耐用度的角度考虑，切削用量选择的次序是：根据侧吃刀量a e先选大的背吃刀量a p(见图1-5)，再选大的进给速度F，最后再选大的铣削速度V（最后转换为主轴转速S）。 对于高速铣床（主轴转速在10000r/min以上），为发挥其高速旋转的特性、减少主轴
铣刀的种类很多，这里只介绍几种在数控铣床上常用的铣刀。 (一)圆柱铣刀 圆柱铣刀主要用于卧式铣床加工平面。圆柱铣刀一般为整体式。铣刀的材料为高速钢，主切削刃分布在圆柱表面上，无副切削刃。铣刀有粗齿和细齿之分。粗齿铣刀的齿数少，刀齿强度大，容屑空间也大，可重磨次数多，适合于粗加工。细齿铣刀的齿数多，工作平稳，适合于精加工。圆加工中心柱铣刀的直径范围d二50—100mm，齿数一般为z二6～14齿，螺旋角口二30‘—45*。 (二)面铣刀 面铣刀主要用于立式铣床加工平面和台阶面等。面铣刀的主切削刃分布在铣刀的圆柱面上或圆机床电器锥面上，副切削刃分布在铣刀的端面上。面铣刀按结构可以分为整体式面铣刀、硬质合金整体焊接式面铣刀、硬质合金机夹焊接式面铣刀、硬质合金可转位式面铣刀等形式。 (1)整体式面铣刀。由于这种面铣刀的材料为高速钢，所以其切削速度和进给量都受到一定的限制，生产率较低，并且由于该铣刀的刀齿损坏后很难修复，所以整体加工中心式面铣刀的应用较少。 (2)硬质合金整体焊接式面铣刀。这种面铣刀由硬质合金刀片与合金钢刀体焊接而成，结构紧凑，切削效率高。由于它的刀齿损坏后很也难修复，所机床电器以这种铣刀的应用也不多。 (3)硬质合金可转位式面铣刀。这种面铣刀是将硬质合金可转位刀片直接装夹在刀体槽中，切削刃磨钝后，只需将刀片转位或更换新的刀片即可继续使用。硬质合金可转位式面铣刀具有加工质量稳定、切削效率高、刀具寿命长、刀片的调整和更换方便以及刀片重复定位精度高特点，所以该铣刀是生产上应用最广的刀具之一。 (三)立铣刀 立铣刀是数控铣削加工中应用最广的一种铣加工中心刀。它主要用于立式铣床上加工凹槽、台阶面和成型面等。立铣刀的主切削刃分布在铣刀的圆柱表面上，副切削刃分布在铣刀的端面上，并且端面中心有中心孔，因此铣削时一般不能沿铣刀轴向作进给运动，而只能沿铣刀径向作进给运动。立铣刀也有粗机床电器齿和细齿之分，粗齿铣刀的刀齿为3—6个，一般用于粗加工；细齿铣刀的刀齿为5～10个，适合于精加工。立铣刀的直径范围是2—80mm，其柄部有直柄、莫氏锥柄和7：24锥柄等多种形式。 为了提高生产效率，除采用普通高速钢立铣刀外，数控铣床上还普遍采用硬质合金螺旋齿立铣刀和波形刃立铣刀。 (1)硬质合金螺旋齿立铣刀。通常这种刀具的硬质合金刃做成焊接、机夹及可转位三种形式，它具有良好的刚性和排屑性能，可对工件的平面、阶梯面、内侧面及沟槽进行粗、精铣削加工，生产效率比同类型高速钢铣刀提高2—5倍。当铣刀的长度足够时，可以在一个刀槽中焊上两个或更多的加工中心硬质合金刀片，并使相邻刀齿间的接缝相互错开，利用同一刀槽中刀片之间的接缝作为分屑机床电器槽。这种铣刀俗称“玉米铣刀”，通常在粗加工时使用。 (2)波形刃立铣刀。波形刃立铣刀与普通立铣刀的最大区别是其刀刃为波形。采用这种这种立铣刀能有效降低切削阻力，防止铣削时产生振动，并显著地提高铣削效率。它能将狭长的薄切屑变为厚而短的碎块切屑，使排屑顺畅。由于刀刃为波形，使它与被加工工件接触的切削刃长度较短，刀具不容易产生振动；波形刀刃还能使切削刃的长度增大，有利于散热。它还可以使切削液较易渗入切削区，能充分发挥切削液的效果。 (四)键槽铣刀 键槽铣刀主要用于立式铣床上加工圆头封闭键加工中心槽等。该铣刀外形似立铣刀，端