透视铣削刀具

HEATS

    不同形状的刀具具有不同的用途。让我们来看一下各种形状对应的用途。  
    几乎所有的铣刀都能被用来进行传统的低速铣削，但当被用来进行涉及快速切削和更多行程的高速切削或“高性能”应用时，各种刀具之间的性能差别则显得重要起来。特殊形状的刀具具有特殊的用途。  
    本文将介绍一些如何有效使用不同形状刀具的技巧。这里谈到的四种基本型刀具广泛地使用于三维铣削和仿形铣削，但是在这些很宽的用途范围之内有很多特殊的应用，某种特定的刀具也许有更高的效率。至少其中某几款刀具值得在一些通常考虑不到的情况里使用。  
    方肩立铣刀  
    对于使用方肩立铣刀的认识中很重要的一点是在切削时产生的热量很容易积聚在方肩立铣刀的刀尖处。在高速铣削中，为了减缓切削产生热量而导致的刀角磨损过快现象，切削速度也许不得不降低。在铣削淬硬金属时，只有当刀尖不参与切削时才适合使用这种刀具。例如精铣平底零件的竖直侧壁面。而在铣削未经热处理的金属时，典型应用包括竖直壁面的粗铣和精铣。  
    有刀尖圆角的方肩立铣刀  
    加了刀尖圆角的方肩立铣刀可允许更高的切削速度，这是因为切削产生的热量可扩散到刀具上更大的区域。和圆刀尖的方肩立铣刀一样，这些刀具的典型应用包括未经热处理金属的竖直壁面粗铣和精铣。此外，该刀具还可用来精铣经热处理的金属竖直壁面，是否平底皆可。如果需加工成小圆弧时，也可使用该型刀具加工。  
     圆刀尖的方肩铣刀的另一应用是摆线加工。这是一种刀具路径以固定圆弧半径作连续摆线进给。(见左下图说明)尖角的方肩铣刀只能用于没有底部的摆线加工，而圆刀尖的方肩铣刀则可进行各种切深的摆线加工。 牛鼻刀 球头铣刀 
      切深 0.050 0.100 
      步距 0.400 0.400 
      转速(r/min) 2,200 4,000 
      进给速度 35.2 96.0 
      金属切除率(in3/min) 0.704 3.840 
      直径1英寸的刀具在P20钢材上粗铣型腔，球头铣刀的金属切除率是牛鼻刀的5倍。  
    牛鼻刀  
    如左上图所示，牛鼻刀的外形与众不同。不要将牛鼻刀和一种装多个圆刀片的仿形铣刀相混淆。圆刀片仿形铣刀确实具有重要用途，但是由于有多个刀片，该类刀具并不具有牛鼻刀所具有的加工精度。牛鼻刀用于中等范围的切削速度和相当高的切削载荷下粗铣加工型腔和型芯。而牛鼻刀更好的一个用途则是精铣加工平面，包括分型面。  
    球头铣刀  
    在我看来，球头铣刀是高速加工最为通用的刀具。球头铣刀可用来粗加工任何型腔，型芯和三维形状。它们也可用来对所有硬度范围内的任何材料进行精加工。由于球形可使切削产生的热量大面积吸收到刀具里，和其它刀具相比这种刀具允许更高的切削速度。它还允许更大的切深，因为在刚性高的时候球形刀具可使更大的切削力分量朝向主轴，而当刚性差时朝向侧面。同样的原因，降低刀具振动，进一步有助于控制热量。假如将该类刀具在切削速度和切深方面的优势结合起来考虑，球头铣刀相比文章介绍的其他铣刀具有更高的金属切削率。(见右上角的例子)  
    对经热处理的材料进行粗铣时，球头铣刀往往是首选的刀具。如果需要小的圆角半径，则可以随后选用其他类型的刀具对角部进行加工。  
    在进行铣槽、铣型腔和铣加强筋时，经常会使用圆柱立铣刀，因为这种刀具的形状似乎和这些特征的每一种形状相匹配。但其实，球头铣刀也能胜任以上任务。打个比方，如果选用球头铣刀来加工一条深槽(无论是通槽还是封闭槽)，可采用浅斜坡铣削和等高线铣削等典型高速加工技术。通过这种方法加工槽比使用圆柱立铣刀进行铣削要快得多。还有，零件其它部分的侧壁也许会具有更好的直线度和垂直度，而不象使用加长圆柱立铣刀弯曲通常导致的锥度。加强筋可使用相似的方法进行加工。  
     我曾观察一项在5英寸长2英寸厚的P20钢材上铣削3/4英寸宽槽的应用。零件中间有的相贯孔产生了断续切削。使用原来的铣削方式加工出6个槽需要30分钟，其中还不包括粗铣的时间。但使用了球头铣刀并结合高速加工技术之后，6个槽包括粗铣和精铣总共只耗时10分钟。