平装可转位铣刀的合理选用

铣削加工是最常见、最重要的切削加工方式之一。随着数控机床的应用日趋广泛，对数控铣削刀具的要求也日益提高。平装可转位铣刀是哈尔滨工量数控刀具有限责任公司近年来为满足数控铣削加工需要而开发的新产品。平装可转位铣刀可分为普通铣刀和仿形铣刀两大类，使用这两类刀具可完成大多数工件的铣削加工。

为提高铣削加工的效率和质量，延长刀具使用寿命，正确、合理地选用可转位铣刀(包括选择铣刀结构形式、几何参数、刀片材料等)具有重要意义。

1 普通铣刀的选用

普通铣削包括对零件上的平面、倒角、沟、槽、台阶等部位的铣削加工，通常选用面铣刀或立铣刀来完成。

1.1 可转位面铣刀的选用要点

对于平面铣削，一般首选可转位面铣刀，因为可转位面铣刀具有较多端面有效齿，加工效率高，较适合铣削切深10mm 以下的平面。

1) 可转位面铣刀直径和齿数的选择可转位面铣刀直径D 是指刀尖回转圆的直径。采用对称铣削法时，通常按铣削工件表面宽度，即侧吃刀量ae来估算面铣刀直径，即D=(1.1～1.6)ae。选择可转位面铣刀直径时还应考虑刀具所需功率应在机床额定功率范围之内，因此也可根据机床主轴直径d 来估算，这时刀具直径应满足D<1.5d。

可转位面铣刀的齿数随铣刀直径大小及刀片夹紧联接方式的不同而不同。一般来讲，增多齿数可提高铣削生产率；但受加工材料、容屑空间、刀齿强度、夹紧结构、机床功率及刚性等因素限制，可转位面铣刀齿数也不宜过多。

粗齿面铣刀主要用于大余量粗加工、工件较软或铣削宽度较大的加工场合；中齿面铣刀为常用系列；细齿和密齿面铣刀主要用于小用量切削、箱体加工或铣削有色金属和铝合金零件。细齿和密齿铣刀在每齿进给量不大的情况下，仍能获得比粗、中齿铣刀大的进给量，实现较高的生产率。

2) 可转位面铣刀几何参数的选择

a. 前角的选择

正确选择可转位面铣刀的轴向前角γp十分重要：选用较大γp时，切削刃锋利，切削轻快，消耗功率少，但刀刃强度低；选用较小γp时，切削刃强度增加，但切削力也增大，消耗功率增多。可转位面铣刀轴向前角的选择范围较大，需根据实际加工情况合理选择。切削塑性材料时，宜选用较大前角；切削脆性材料时，宜选用较小前角；切削难加工材料时，则需综合考虑。刀齿负荷较大时，宜选用较小前角；反之，则可选用较大前角。

可转位面铣刀径向前角γf的选择原则与轴向前角类似，但由于铣刀结构所限，γf的变化范围不大。此外，径向前角γf还直接影响排屑方向：γf较大时，使切屑离开工件；γf较小时，使切屑压向工件。一般情况下，γf = 0 的面铣刀应用范围较广，但选用时仍需结合γp综合考虑。

轴向前角gp与径向前角γf的不同组合，可形成不同前角类型的面铣刀(见表1)。

表1 面铣刀前角组合类型及特点

b. 主偏角的选择

可转位面铣刀的主偏角主要影响进给力和垂直进给力。45°主偏角适用于加工铸铁或在铣镗床主轴悬伸较长条件下加工。采用45°主偏角时进给力的径向分力与轴向分力大致相等，切削力分布在刀刃较长的部分，具有很好的抗振性；60°主偏角适用于铣镗床上的粗加工，可较大幅度地减小进给力，显著改善抗振性；75°主偏角是最常用的主偏角，由于其刀刃利用性较好，因此具有较好的加工经济性。

3) 可转位面铣刀刀片的选择

铣削刀片的切削刃长可根据最大背吃刀量来选择，通常最大背吃刀量可为切削刃长的2/3～3/4；当加工余量不足切削刃长的1/2 时，则应更换小规格刀片。

可转位面铣刀刀片材质的选择也十分重要，应根据被加工件的材质选择相应的刀片材质。选用涂层牌号的刀片可得到较好的切削效果，大幅度延长刀片使用寿命。

2.2 平装可转位面铣刀的特点及应用

1) 平装可转位面铣刀

哈尔滨工量数控刀具有限责任公司与哈尔滨理工大学合作开发的新型结构铣削刀具——平装可转位面铣刀集中了各种可转位面铣刀的优点：

a. 采用了新型模块式结构，轴向前角和径向前角在刀夹上形成，刀体上无任何角度。用户选用一把刀体，配上几组不同角度的刀夹，即可装配成不同切削角度的面铣刀，完成不同的切削功能。

b. 刀片采用单楔块前刀面夹紧，夹紧力大，刀片转位迅速、可靠，特别适合在生产线和柔性制造单元上使用。

c. 刀夹的定位基准采用环形槽结构，工艺性好，可使面铣刀端跳控制在0.02mm 以内。

d. 刀体在加工中心上加工完成，可确保各个刀夹槽及楔块槽的一致性。

平装可转位面铣刀采用正方形带修光刃的专用铣削刀片，并为满足各种材质的铣削加工开发了各类刀片(包括涂层刀片)：铣削P 类材质如钢、铸钢、长切屑可锻铸铁时可选用YC10、YC20.1、YC30、YC40等刀片；铣削M 类材质如钢、铸钢、锰钢、合金铸铁、奥氏体不锈钢、可锻铸铁、耐热钢时可选用YM20、YD20、YC40 等刀片；铣削K 类材质如铸铁、冷硬铸铁、淬火钢、有色金属、塑料、木材时可选用YD10.1、YD10.2、YD20等刀片。

哈尔滨工量数控刀具有限责任公司可提供45°、60°、75°三种主偏角、80～500mm 九种直径系列及内切圆直径为12.7mm、15.875mm 两种刀片的标准中齿类平装可转位面铣刀。

2) 特殊结构面铣刀

除标准产品外，公司还针对不同客户的需求研制开发了多种特殊结构的面铣刀：

a. 双刀片搭接面铣刀：为满足大切深铣削的需要，设计了双刀片搭接面铣刀(见图1)。该铣刀主偏角为75°，刀片直径15.875mm，双刀片搭接结构可使切深达到22mm。

图1 双刀片搭接加长刃面铣刀

b. 89°主偏角系列面铣刀：该铣刀适合铣削带直台的工件。铣刀采用方形刀片，比常用的三角形刀片刀尖强度高，使用寿命长。这种面铣刀与立铣刀相比，在小切深铣削中具有明显优势，不仅提高了刀片利用率，还可大大提高铣削效率。

c. 大前角面铣刀：专为铣削铝合金而研制。该铣刀有效前角达20°，切入性能更好，切削更加轻快。

d. 端面带精切刀片的面铣刀：该铣刀可显著提高加工表面质量，加工后零件表面粗糙度Ra≤1.6mm。

1.3 螺旋立铣刀的选用 #p#分页标题#e#

螺旋立铣刀一般用于小平面、阶梯、台、沟、槽、型腔等的铣削加工。螺旋立铣刀圆周刃较多，在进给方向的切深较大，可获得较高生产效率。螺旋立铣刀的选用要点与面铣刀类似，此不赘述。

哈尔滨工量数控刀具有限责任公司试制成功一种大螺旋角立铣刀，其刀片用沉头螺钉直接压紧在刀体上，结构紧凑，具有较大排屑空间；铣刀为右旋结构，25°螺旋角使排屑更为流畅；采用正的工作前角，使切削更轻快，切入性能更好。该铣刀经用户使用验证，获得了满意的铣削效果。

公司还生产直径为50mm、63mm、80mm 的三种系列螺旋立铣刀以及可直接装在套式立铣刀柄上使用的套式螺旋立铣刀。此外，公司还可提供各种标准7:24 锥柄、普通直柄和削平型柄部接口。

2 仿形铣刀的选用

仿形铣削主要是指对凸形、凹腔和曲面的铣削加工，常用于模具制造中模具轮廓的加工。仿形铣刀多采用圆弧刃型，与普通铣刀相比，在相同进给条件下可获得较小的加工残留面积，从而提高表面加工质量。

加工一件产品或零件，通常需要经过多道不同工序，并使用具有不同功能与用途的多把刀具。如果在不换刀的情况下，使用一把刀具即可完成多道工序，则可大幅度降低刀具费用，缩短加工时间。而且使用同一把刀具使切削条件和加工程序的确定更为容易，既可提高加工效率，又可提高加工精度。采用仿形铣刀(亦称多功能铣刀)可在一定范围内无需换刀即可完成加工形态不同的多道工序加工。

哈尔滨工量数控刀具有限责任公司近年来开发了多种标准平装可转位仿形铣刀，还可根据用户要求设计和制造非标准平装可转位仿形铣刀。其主要产品包括：

1) 120°球头精铣刀

该系列铣刀采用单螺钉刀片定位夹紧方式，重复定位精度高；刀片为双切削刃，尺寸精度高，跳动小，可适用于高速铣削；采用圆形刀片进行三维曲面的仿形铣削，可获得很高的加工表面质量；使用该刀具还可铣削圆键槽及空刀槽。公司可提供R5，R6，R8，R10，R12.5，R16 等常用规格铣刀，采用普通直柄和削平型柄两种柄部接口。

2) 90°球头精铣刀

采用90°球头精铣刀加工深度大于半径的圆形键槽或型腔可获得满意的圆弧与直线搭接型线，该铣刀采用螺钉与销组合定位夹紧方式，重复定位精度高，亦可用于三维曲面的精加工。

3) SQD 轻切削型、中等切削型、重切削型球头立铣刀

该类铣刀分为轻切削型、中等切削型及重切削型三种，可根据不同加工需要满足不同深度型腔的高速加工。该铣刀采用多刀片搭接型式，可大幅度减小刀片受力；采用双向正前角，提高了切入性能，使切削更加轻快、平稳。

4) 角R直柄仿形铣刀及角R平面仿形铣刀

角R直柄仿形铣刀及角R平面仿形铣刀是典型的多功能刀具，可用于铣削凸型、凹型、槽、平面及二维曲面等，通过更换刀片还可对不同材质工件进行仿形加工。该类刀具结构较特殊(见图2)，不仅可用于常规铣削，还可进行螺旋插补铣、圆周插补铣、坡铣等特殊铣削加工。采用角R 铣刀加工可省略工件上的预加工孔，提高工作效率。

图2 角R平面仿形铣刀结构