金属切削技术 山特维克可乐满刀具

金属切削技术和可乐满刀具铣削原理铣削原理• 铣削运动的分类 • 可转位刀具与整体硬质合金立铣刀 • 顺铣和逆铣 • 铣削要素 • 平均铣屑厚度 • 铣削公式 铣削公式 • 铣削计算 铣削计算——圆刀片铣刀、球头刀、 圆刀片铣刀、 圆刀片铣刀 球头刀、 两种螺旋差补铣等2铣削原理 – 铣削工序的分类12345678910111213143基本铣削要素n = 转速, rpm(转每分钟，n/min)nvc = 线速度(米每分钟，m/min)Dc = 刀具直径（切削直径）(毫米，mm)vc n(m/min)(rpm)4基本铣削要素fz = 每齿进给量(mm/tooth)zn= 6 fzvf= 工作台进给(mm /min)zn = 有效齿数 fn = 每转进给 = ( fz x zc)nvf = fz x zn x n5基本铣削要素特殊的有效齿数6基本铣削要素ae = 径向切深 (mm) ap = 轴向切深 (mm)7CoroMill价值 价值是什么和为什么？ 是什么和为什么？CoroMill概念是1994年引入的 正前角的轻载加工符合现代加工趋势 刀体由淬硬钢制造而成 改进的设计和加工技术 可选的齿数 适合不同应用的优化槽型 适合不同应用的刀片材质8CoroMill 价值可选的齿数选择不同次数的影响如下: 效率– Q = v f x ap x ae – vf = n x zn x fz疏齿 - L稳定性– 功率和扭矩消耗随齿数增加而增加 降低切削力 = 降低振动排屑– 齿数越密，排屑槽越小，那么排屑越困难。

密齿 - M超密齿 - H9CoroMill 价值可选的齿数疏齿 – L不等距疏齿 不稳定工况– 最低的切削力 – 功率消耗小 – 长悬深刀具密齿 – M中等齿数 稳定工况粗加工 ISO P,M 和 S材料易 排屑超密齿 – H 最多齿数均匀分布高效铣削时用低ae– 至少2齿接触满槽铣 长屑材料ISO K的粗和精加工 ISO S的粗加工，与圆刀 片配合10铣削原理–可转位刀具与整体硬质合金立铣刀铣削原理–顺铣逆铣工件切屑的成形铣削是周期性断续切削需要着重考虑3个关键点1.切入2.切圆弧3.切出切屑的成形1. 切入a e = D c –满槽铣–切屑厚度为零–先是摩擦，直到切屑逐渐变厚a e = 50% D c –切屑最厚–载荷最高，进给速度受限--+优化a e = 70% D c–最高金属去除率–a e 和f za e < 25% D c–使得切屑变薄，进给f z 更快切屑的成形2. 切圆弧a e = D c –满槽铣–圆弧最长-180˚–刀片受热最高–入刀时摩擦–选择CVD 化学涂层最能保护基体小切宽比a e/D c –圆弧短–短接触长度切削时热量较少，可以用更高的线速度v c –切屑很薄，可以用更高的进给速度–选择PVD 物理涂层，锋利的刃口能降低切削力切屑的成形3. 出刀出刀时切屑厚，会造成切削不稳定、刀片寿命下降 负载由压应力突然变为拉应力，切屑给刀片一个掰掉刃口的力铣削的黄金法则切削过程应确保刀片出刀时，切屑厚度最薄。

切屑的成形铣刀位置推荐使用顺铣，因为顺铣才能保证切削由“厚”到“薄”出刀时的厚切屑会降低刀片寿命，并大大降低生产效率切屑的成形铣刀位置零件有槽或孔时，给加工带来不稳定因素；重设刀具位置，通过编程使出刀时切屑薄出。

-++加工硬化小+粗加工中降低刃口磨损+更长的刀具寿命+高速加工的唯一选择–不适合在工件装夹刚性不好的条件+压应力–拉应力–加工硬化–滑动摩擦顺铣逆铣–更高的径向力影响主轴轴承–刀具偏斜–产生更高的切削热+丝杠有间隙时丝杠有间隙时，，逆铣消除丝扛间隙间隙，，从而减小窜动+ 在侧壁精加工时更好的直线度和尺寸公差FFnnv fv f铣削原理–顺铣逆铣+—铣削原理–顺铣的铣刀位置铣削原理 –逆铣的铣刀位置 逆铣的铣刀位置21铣削原理 – 铣刀位置q 通常切削宽度是刀具直径 q 在刀具直径大于工件宽度时刀具中的70–80%心偏置 δaeaeHSMae F n n F RanDnn22铣削原理 – 走刀路线+—+ 切削速度控制 - ve + 高速铣加工 + 高进给 + 高效率 + 刀片寿命 + 安全– 刀片中心负荷大 – 减小进给 – 减小刀具寿命 – 机械撞刀 – 形状误差 – 更长的程序和加工时间23铣削原理 – 走刀路线Ve = 0切削力和切削方向的突变刀具中心点频繁切削特别对于高速加工 切削转角处过切24碎屑接触中心点铣削原理 – 走刀路线刀具: 刀具 刀片: 刀片 R200-038Q22-12M 可乐满Capto刀柄 可乐满 刀柄 RCHT 1204M0 CB50z n vc fz vf ap/aerpm m/min mm mm/min mm4 954 150 0,2 763 1/80%varying 37′ 30″ ′ ″加工时间: 加工时间 材 机 料:淬硬工具钢 ”ORVAR Supreme” HRC 54 ΙΙΙ, 床: Matsura RAΙΙΙ 3 axis, max rpm 15 000, ΙΙΙ 7,5 kW, MAS BT4025铣削原理 – 走刀路线线性坡走++螺旋插补+++预钻下刀点q 频繁换刀q喙钻下刀点q q铁屑二次切削二次切削 刀具寿命26铣削原理 – 走刀路线传统的方法r = 刀具半径圆弧插补r < 转角半径 大的圆角半径 (R)r + 顺滑过渡 + 减小振动 + 减小残留余量 +高效率由于 使用更 大的直径 更多的齿= 更高的 vfR4切削余量大- 偏差 - 振动 - 产生热量进给变化 - 过切Dc= 6,0 R10圆插补27请思考aeae刀盘直径， 如果铣宽 ae 等于和小于 1/2 刀盘直径，切屑厚度有何不同 ?28计算最大切屑厚度fz =.006 .00429ae.75结论： 结论：ae ≥ 50% fz = 最大切屑厚度 ae ＜ 50% 时， fz > 最大切屑厚度30切削参数的计算 每齿进给量 (fz) 和最大切屑厚度 (hex)31最大切屑厚度 hex切屑最厚处 刀片承载最大时切削的切屑厚度 用来建立实际最大切屑厚度 刀具中心处每齿进给量之间的关 实际最大切屑厚度和 用来建立实际最大切屑厚度和刀具中心处每齿进给量之间的关 系 公式： 公式：fz = hex x½x( )Dc ae√ (Dc /ae )-132铣削原理 – 铣屑厚度33铣削原理 –铣屑厚度34铣削原理 –铣屑厚度35不同主偏角铣刀的切削力不同90 度主偏角 45度主偏角 圆刀片刀体薄壁零件 装夹不牢固的零件 需要形成90º时 hex = fz (ae > 50% x Dc )一般加工的首选 长悬深减小振动 切屑薄，能提高效率 fz = 1.41 x hex多个刃口，刃口最强壮 一般加工 切屑很薄，加工耐热合金的首选 hex = 由ap变化而变化36铣削原理 –铣屑厚度37铣削原理 –平均铣屑厚度Average chip thickness inspection38圆刀片铣刀和球头铣刀平均切屑厚度和走刀量之间的关系 Feed value related hm varies on round insert or ballnose cutters39圆刀片铣刀和球头铣刀平均切屑厚度和走刀量之间的关系 Feed value related hm varies on round insert or ballnose cutters40圆弧插补铣削时走刀量的折算Circular interpolation feed value comparison圆弧插补铣削时走刀量的折算Circular interpolation feed value comparison180mm 60mm假设铣刀有4个齿，切削速度180m/min, 要求fz=0.17mm/z, 问Vf1应该是多少？切削参数–整硬铣刀的铣削宽度和线速度小接触长度–冷却时间长大接触长度–冷却时间短180°铣削原理–铣削公式铣削原理–铣削公式面铣刀直径80mm, 6个刀片刃口个刀片刃口，，若刀片的切削速度为150m/min, 问主轴的转速是多少问主轴的转速是多少？？如果每齿进刀量为fz=0.2mm/z, 问机床的工作台进刀量是多少问机床的工作台进刀量是多少？？铣削原理–铣削计算铣削原理–铣削常用公式面铣刀直径80mm, 6个刀片刃口个刀片刃口，，铣削的材料分别为铸铝合金为铸铝合金（（kc:800) 和奥氏体不锈钢(kc:2400), 若刀片的切削速度为600m/min 和150m/min, 每齿进刀为fz=0.2mm/z, 切深ap=4mm, 切宽ae=60mm, 问他们的铣削功率和扭矩削功率和扭矩。

N 铝=2388rpmvf 铝=2865mm/rp 铝=9.16kwT 铝=36Nm N 不锈钢=597rpm vf 不锈钢=716mm/r p 不锈钢=6.87kw T 不锈钢=109Nm 铣削原理–铣削计算净功率计算公式如何降低铣削抗力1。

刀杆悬伸过长推荐小主偏角面铣刀，工件壁薄采用90度面铣刀；2。

使用正前角铣刀盘和刀片3。

当铣削深度浅时使用小刀尖角刀片4。

使用物理涂层刀片或非涂层刀片5。

降低切削速度提高每齿走刀量。