【正文】 由于刀片切向安裝，在切削力方向的硬質(zhì)合金截面較大，因而可進(jìn)行大切深、大走刀量切削，這種銑刀。雖然刀具零件較少，但刀體 的加工難度較大，一般需用五坐標(biāo)加工中心進(jìn)行盡愛國。由于需要夾緊原件，刀片的一部分被覆蓋，容屑 空間較小，且在切削力方向上的硬質(zhì)合金截面較小，故平裝結(jié)構(gòu)的銑刀一般用于輕型和中量型的銑削加工。刀片方式可分為平裝結(jié)構(gòu)和立裝結(jié)構(gòu)二大類。由于刀片在刀體上有多種定位與夾緊方式，刀片定位原件的結(jié)構(gòu)又有不同類型，因此銑刀的結(jié)構(gòu)形式有多種，分類方法也較多。最大切削深度 越大的刀具所用刀片的尺寸越大，價格也越高，因此從節(jié)約費用、降低成本的角度考慮，選江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆?？粕厴I(yè)論文 31 擇刀具時一般應(yīng)按加工的最大余量 和刀具的最大切削深度選擇合適的規(guī)格。如系小直徑立銑刀，則應(yīng)主要考慮機(jī)床的最高轉(zhuǎn)數(shù)能否達(dá)到刀具的最低切削速度（ 60m/min） （ 3） 槽銑刀 槽銑刀的直接和寬度應(yīng)根據(jù)加工工件尺寸選擇，并保證其切削功率在機(jī)床允許的功率范圍內(nèi)。在批量生產(chǎn)時，也可按工件切削寬度的 倍選擇刀具直徑。 （ 1）平面銑刀 選擇平面銑刀直接時主要考慮刀具所需功率應(yīng)在機(jī)床規(guī)律范圍內(nèi)，也可將機(jī)床主軸直徑作為選取的依據(jù)。如半球形，可江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 30 用行切加工法，也可用三坐標(biāo)聯(lián)動的方法加工。加工凹圓弧時的銑刀球頭半徑必須小于被加工曲面的最小曲率半徑。相鄰二曲線間的距離△ x 應(yīng)根據(jù)表面粗糙度的要求及球頭銑刀的半徑選取。 （ 1） 行切加工法 采用三坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行二軸半坐標(biāo)控 制加工，即行切加工法。這類零件的加工面不能展成平面，一般使用球頭銑刀切削，加工面與銑刀始終為點接觸，若采用其他刀具加工，易于產(chǎn)生干涉而銑傷鄰近表面。這類零件也可在三坐標(biāo)數(shù)控銑床上采用行切加工法實現(xiàn)近似加工。直紋曲面類零件的加工面不能展開為平面。 直紋曲面類零件 直紋曲面類零件是指由直線依某種規(guī)律移動所產(chǎn)生的曲面類零件。數(shù)控銑削主要適合于下列幾類零件的加工 。 （ 6），從切削原理上講，無論是端銑或是周銑都屬于斷續(xù)切削方式，而不像車削那樣連續(xù)切削，因此對刀具的要求較高，具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性，在干式切削狀況下，還要求良好的紅硬性。有利于生產(chǎn)管理者自動化。 （ 4），加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定。 （ 2），能加工普通機(jī)床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學(xué)模型 描述的復(fù)雜曲線零件以及三維空間曲面類的零件。 （ 8）宏程序功能 該功能可用一個總指令代表實現(xiàn)某一功能的一系列指令，并對變量進(jìn)行運(yùn)算，使程序更具了靈活性和方便性。 （ 6）、 旋轉(zhuǎn)功能 該功能可將編好的程序在加工平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)任意角度來執(zhí)行。 （ 5）、 比例及鏡像加工功能 比例功能可將編好的加工程序按指定比例改變坐標(biāo)值來執(zhí)行。 （ 3）、 刀具半徑補(bǔ)償功 能 此功能可以根據(jù)零件圖樣的標(biāo)注尺寸來編程，而不必考慮所用刀具的實際半徑尺寸，從而減少編程時的復(fù)雜數(shù)值計算。 （ 1） 點位控制功能 此功能可以實現(xiàn)對相互位置精度要求很高的孔系加工。刀具補(bǔ)償值在加工或運(yùn)行之前必須設(shè)定在補(bǔ)償存儲器中； 5）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消，應(yīng)在輔助程序段中進(jìn)行，不能編程在輪廓加工的程序段上。必須注意的是，取消刀補(bǔ)和建立刀補(bǔ)一樣，刀具必須在刀補(bǔ)平面移動，因此 G40后須有補(bǔ)償平面坐標(biāo)指令，如在 XOY平面僅有 G40的程序段或 GO G40Z100等程序段取消刀補(bǔ)也易產(chǎn)生過切等問題。根據(jù)上述情況，在下刀后建刀補(bǔ)是較安全和合理的，避免了刀補(bǔ)使用中出現(xiàn)的問題。 在 XOY平面建立刀具半徑補(bǔ)償指令格式為： G01／ G00 G41／ G42 D_X_Y_F_，其實本程序段不包含建立刀補(bǔ)所需的足夠數(shù)據(jù)，參見下例程序： O123(無效啟用刀補(bǔ)程序 ) N10 G54 G40 GO Zl00(r32mm 鍵槽銑刀 ) N20 X60 Y60 M03 S1000 N30 G41 D1 X40 F120 N40 Z2 N50 G01 Z2 F50 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 25 ?? 上述程序中，從 N20～ N30可知，建刀補(bǔ)時刀具已經(jīng)移動，但 N N50沒有指明刀具在 刀補(bǔ) 平面移動的方向，所以存在圖 1與圖 2所示兩種不確定運(yùn)動狀況，因此刀補(bǔ)啟用失敗。如在 XOY平面建刀補(bǔ)，刀具必須在 XOY平面移動，才能實現(xiàn) XOY平面偏離，值得注意的是， Z向移動沒有意義，下例建刀補(bǔ)程序就是無效的程序。數(shù)控加工中，為了避免加工過程中 產(chǎn)生干涉和過切等問題，應(yīng)盡量采用下刀后建立刀補(bǔ)，抬刀后取消刀補(bǔ)程序。 （ 5） 工藝系統(tǒng)應(yīng)有較好的剛性 防止因為振動而損壞刀具。 (3)保證刀具的刃磨質(zhì)量 切削刃應(yīng)平直光滑，不得有缺口，刃口與刀尖部位不允許燒傷。 (2)合理選擇刀具幾何參數(shù) 通過選擇合適的幾何參數(shù)，使切削刃和刀尖有較好的強(qiáng)度。 （ 4）化學(xué)磨損 化學(xué)磨損是在一定溫度下，刀具材料與某些周圍介質(zhì) (如空氣中的氧、切削液中的極壓添加劑硫，氯等 )起化學(xué)作用，在刀具表面形成一層硬度較低的化合物而被切屑帶走，加速刀具磨損；或者因為刀具材料被某種介質(zhì)腐蝕，造成刀具磨損。 （ 3）擴(kuò)散磨損 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 23 由于切削過程中產(chǎn)生的切削溫度高，而且刀具表面始終與被切出的切屑和工件的新鮮表面相接觸和摩擦，它們具有巨大的化學(xué)活動性，所以兩摩擦面的化學(xué)元素有可能相互擴(kuò)散，因而使雙方的化學(xué)成分都發(fā)生變化，削弱刀具材料的切削性能，從而加速刀具的磨損。一般可以認(rèn)為，由硬質(zhì)點磨損產(chǎn)生的磨損量與切削路程或刀具與工件相對滑動距離成正比。 各種切削速度下刀具都會產(chǎn)生硬質(zhì)點磨損，但低速時它是刀具磨損的主要原因。 （ 1）硬質(zhì)點磨損 這主要是由于工件材料中的雜質(zhì)、基體組織中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬質(zhì)點，以及積屑瘤的碎片等所造成的機(jī)械磨損。溝紋的位置在主切削刃與工件待加工表面、副切削刃與已加工表面接觸的部位 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 22 圖 由于工件材料、刀具材料種類很多，切削條件變化很大，因此刀具磨損的形式各不相同，其磨損的原因也很復(fù)雜。 后刀面上的磨損棱帶往往不均勻，刀尖附近 (C區(qū) )因強(qiáng)度較差，散熱條件不好 ，磨損較大；中間區(qū)域 (B區(qū) )磨損較均勻，其平均磨損寬度以 VB表示。 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 21 圖 (2)后刀面磨損 由于后刀面和加工表面問的強(qiáng)烈摩擦，后刀面靠近切削刃部位會逐漸地被磨成后角為零的小棱面，這種磨損形式稱作后刀面磨損。月牙洼磨損量 以其深度 KT表示 。出現(xiàn)月 牙洼的部位就是切削溫度最高的部位。 如下圖 。因此在前后刀面上都會發(fā)生磨損。 常用高速鋼的牌號和性能見如下表 類別 牌號 洛氏硬度 （ HRC） 抗彎 度 /GPa 沖擊韌度 /KJ/㎡ 高溫（ 600℃）硬度（ HRC） 普通高速鋼 W18Cr4V 62～ 66 W6Mo5Cr4V2 62～ 66 47～ 48 高性能高速鋼 鈷高速鋼 W2Mo9Cr4Vco8 66～ 70 55 鋁高速鋼 W6Mo5Cr4V2A1 68～ 69 55 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆?？粕厴I(yè)論文 19 工件材料銑削的每齒進(jìn)給量 表 工件材料 硬度 HB 硬質(zhì)合金 高速鋼 端銑刀 三面立銑刀 圓柱銑刀 立銑刀 端銑刀 三面刃銑刀 低碳鋼 ≈ 150 150～ 200 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 中高碳鋼 120～ 180 180～ 220 220～ 300 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 灰口鑄鐵 150～ 180 180～ 220 220～ 300 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 可鍛鑄鐵 110～ 160 160～ 200 200～ 240 240～ 280 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 銑削時常用工件材料的切削速度表 工件材料 硬度 HB 切削速度 /（ m/min） 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 低、中碳鋼 ＜ 220 225～ 290 300～ 425 60～ 150 55～ 115 35～ 75 20～ 40 15～ 35 10～ 15 高碳鋼 ＜ 220 225～ 325 325～ 375 375～ 425 60～ 130 50～ 105 35～ 50 35～ 45 20～ 35 15～ 25 10～ 12 5～ 10 合金鋼 ＜ 220 225～ 325 325～ 425 55～ 120 35～ 80 30～ 60 15～ 35 10～ 25 5～ 10 工具鋼 200～ 250 45～ 80 12～ 25 灰口鑄鐵 100～ 140 150～ 225 230～ 290 300～ 320 110～ 115 60～ 110 45～ 90 20～ 30 25～ 35 15～ 20 10～ 18 5～ 10 可鍛鑄鐵 110～ 160 160～ 200 200～ 240 100～ 200 80～ 120 70～ 110 40～ 50 25～ 35 15～ 25 江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆?？粕厴I(yè)論文 20 240～ 280 40～ 60 10～ 20 機(jī)制 切削時，刀具的前、后刀面與切屑及已加工表面相接觸，產(chǎn)生劇烈摩擦。自 20實際 60年代出現(xiàn)以來發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛。 （ 4）涂層高速鋼 涂層刀具材料是在刀具材料（如高速鋼或硬質(zhì)合金）的基體上，涂覆一層幾微米厚的高硬度、高耐磨性的金屬化合物而制成的。粉末冶金高速鋼刀具可用于加工普通鋼，也可用于加工不銹鋼、耐熱鋼和其他特殊鋼，刀具壽命可提供 1～ 5倍，但造價昂貴。這種高速鋼具有細(xì)小均勻的結(jié)晶組織，具有良好的力學(xué)性能。其切削性能已接近國外的鈷高速鋼 M42，價格卻低的不多。典型的牌號是 W6Mo5Cr4V2A1，簡稱 1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鋁制成的。鈷高速鋼在國外使用較多，我國因鈷的價格較貴，使用量尚很少。在鋼中加入了鈷，可提高高速鋼的熱硬性和抗氧化能力，因此能適用于較高的切削速度。因此，它不能完全取代普通高速鋼。其常溫硬度可達(dá) 67～ 70HRC，切削性能優(yōu)于普通高速鋼，壽命是普通高速鋼的 ～ 3倍，主要用來加工不銹鋼、耐熱鋼、高強(qiáng)度鋼、高溫合金、鈦合金等難加工材料。具有良好的熱塑性，易鍛、易扎，熱處理溫度范圍寬，脫碳傾向比 M2鋼小得多（略高于 W18鋼），磨削加工性也很好，刀具壽命也有一定程度的提高。 這種刀具材料的主要 缺點是熱處理容易脫碳，淬火溫度范圍窄，熱處理工藝較難掌握。 2） 鎢鉬系高速鋼，常見的牌號是 W6Mo5Cr4V2，簡稱 M2。 W18的優(yōu)點是淬火時過熱傾向小，熱處理控制較容易，刃磨工藝性好。 1） 鎢系高速鋼，常見的牌號是 W18Cr4V，簡稱 W18。 （ 1）普通高速鋼 這類高速鋼刀具的切削速度一般不太高，切削普通剛料時一般不高于 40～60m/min。 高速鋼按性能可分為普通高速鋼和高性能高速鋼你。 高速鋼具有較高的熱穩(wěn)定性，在切削溫度高達(dá) 500～ 650℃時，還能進(jìn)行切削，是綜合性能好哦、應(yīng)用廣泛的一種刀具材料。由于小型高速鋼刀具在空氣中冷卻就能淬硬，且 刃磨時能獲得鋒利的刃口，故高速鋼又有“風(fēng)剛”、“鋒剛”江西理工大學(xué)南昌校區(qū) 2020 屆專科生畢業(yè)論文 17 之稱。 及工件材料的切削量 高速鋼是含有較多的鎢、鉬、鉻、釩的高合金工具鋼。有鎢鈷類硬質(zhì)合金、鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金和鎢鈦（ 鉭 ）鈮類硬質(zhì)合金等。本節(jié)奏點介紹應(yīng)用較多的高速鋼。其切削速度可比碳素工具鋼高 20%左右。合金工具鋼是在碳素工具鋼中加入一定量的合金元素（鎢、鉻、錳、硅等）組成的工具鋼。 碳素工具鋼是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 %～ %的優(yōu)質(zhì)高碳鋼，常用牌號有T10A， T12A等。所以一種好的刀具材料應(yīng)根據(jù)它的工藝需要保證主要需求的性能。 刀具材料種類很多，但目前還沒有找到一種能完全滿足上述性能要求的刀具材料。工藝性能差的材料不宜制造刀具 刀具材料的發(fā)展應(yīng)結(jié)合本國資源，盡可能滿足資