銑削原理及銑刀磨損形式-

1、 銑銑削三要素削三要素 線性切削速度Vc,切深ap和每轉(zhuǎn)走刀量f是切削三要素。Vc: m/min 米/分鐘ap: mm 毫米 fr(fn): mm/r 毫米/轉(zhuǎn)切削參數(shù)切削參數(shù)計計算算切切削三要素與刀具壽命削三要素與刀具壽命影響刀片壽命的原因有切削熱，摩擦和切削抗力，這三者隨著切削速度的增加而加劇最為強烈。切切削三要素與刀具壽命削三要素與刀具壽命切削速度增加20%刀片磨損增加50%；走刀量增加20%刀片磨損增加20%；切深增加50%刀片磨損增加20%。工 件 材 料CMC代 碼 HB硬 度材 質(zhì) 粗 略 分 類Kc0.4(N/mm2)非 合 金 鋼 類CMC01.1110C0.25%2200C

2、MC01.3150C0.8%2600CMC01.5310C450硬 化 和 調(diào) 質(zhì) 的4500可 煅 鑄 鐵CMC07.1110-145短 屑1200CMC07.2200-230長 屑1300灰 鑄 鐵CMC08.1180低 拉 伸 強 度1300CMC08.2260高 拉 伸 強 度 ， 合 金1500球 墨 鑄 鐵CMC09.1160鐵 素 體 態(tài)1200SG鑄 鐵CMC09.2250珠 光 體 態(tài)2100鑄 鋼 類CMC06.1150非 合 金2200CMC06.2150-250低 合 金2500CMC06.3160-200高 合 金3000不 秀 鋼 類CMC05.1150-270素

3、體 ， 馬 氏 體 13-25%鉻2800CMC05.2150-275奧 氏 體 鎳 8%， 18-25%鉻2450CMC05.3275-425淬 火 和 調(diào) 質(zhì)2800馬 氏 體 0.12%CCMC05.4150-450沉 積 硬 化3500鐵 基 耐 熱 合 金CMC20.11 180-230退 火 態(tài) 或 固 溶 處 理3700CMC20.12 250-320時 效 處 理 或 固 溶 處 理 并 時 效3900鎳 基 耐 熱 合 金CMC20.21 140-300退 火 態(tài) 或 固 溶 處 理3500CMC20.22 300-475時 效 處 理 或 固 溶 處 理 并 時 效4150

4、CMC20.24 200-425鑄 造 或 鑄 造 并 時 效4150鈷 基 耐 熱 合 金CMC20.31 180-230退 火 態(tài) 或 固 溶 處 理3500CMC20.32 270-320時 效 處 理 或 固 溶 處 理 并 時 效4150CMC20.33 220-425鑄 造 或 鑄 造 并 時 效4150鈦 合 金CMC23.1400MPa 通 用 的 純 鈦 ， 99.5%Ti1530CMC23.21 950MPa 退 火 態(tài) 的 ， 近 似 和 鈦 合 金1675CMC23.22 1050MPa 時 效 態(tài) 的 + 合 金1690退 火 或 時 效 態(tài) 的 合 金鋁 合 金CM

5、C30.1130-80鍛 造 或 冷 拔 態(tài)800CMC30.1275-150鍛 造 和 固 溶 處 理800CMC30.2140-100鑄 造 態(tài)900CMC30.2270-125鑄 造 ， 固 溶 處 理 并 時 效400CMC30.380非 合 金 ， AL=99%900高 硅 鋁 合 金CMC30.410-14% SI150014-16% SIbaaabb刀片材料和切削刀片材料和切削線線速度速度高速鋼車刀：高速鋼車刀：20-30米米/分鐘分鐘硬質(zhì)合金：硬質(zhì)合金：70-90米米/分鐘分鐘涂層硬質(zhì)合金：涂層硬質(zhì)合金：100-300米米/分鐘分鐘氧化鋁涂層：氧化鋁涂層：200-400米米/分

6、鐘分鐘金屬陶瓷金屬陶瓷: 200-350米米/分鐘分鐘陶瓷刀片：陶瓷刀片：500米米/分鐘以下分鐘以下CBN刀片：刀片：400-1000米米/分鐘分鐘金剛石刀片：金剛石刀片：1000-3000米米/分鐘分鐘銑銑削削熱熱和機械循和機械循環(huán)環(huán) 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 8 of 79冷卻冷卻冷卻冷卻 冷卻冷卻加熱加熱工件工件銑銑削刀具削刀具類類型型 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and

7、Confidential l 9 of 79面銑刀槽銑刀整體硬質(zhì)合金立銑刀玉米銑刀仿形銑刀90方肩銑刀銑銑削刀具命名削刀具命名規(guī)則規(guī)則S E K N 12 04 AF E N L NInsert ShapeR RoundS SquareT TriangleC RhomboidalW TrigonD Diamond 55A ParallelogramH HexagonO OctagonV Diamond 35Clearance AngleA52011073BCENPTolerance ClassA*SR*PXWTHMNBGInsert TypeCutting Edge LengthThickne

8、ssLead angleWiper edge ClearanceInsert HandCutting edge formF- sharpE- HoneT- T landS- Honed TEdge Prep SizeL- LightG- GeneralH- HeavyRake Face Angle 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 10 of 79銑銑刀刀設(shè)計設(shè)計 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietar

9、y and Confidential l 11 of 79 銑削刀具類型 銑削刀具命名規(guī)則 主偏角 前角 齒數(shù) 刀片命名規(guī)則 刀片刃口處理端面端面銑銑刀尺寸刀尺寸294 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 12 of 79D1ARLABKD2HBCRRD1= 有效刀具直徑有效刀具直徑RR = 徑向前角徑向前角 K = 鍵槽寬度鍵槽寬度 B = 刀柄安裝直徑刀柄安裝直徑 LA = 主偏角主偏角 BC = 螺栓孔周向直徑螺栓孔周向直徑 AR = 軸向前角軸向前角 H = 刀體高度刀

10、體高度 D2= 最大直徑最大直徑 ap = 最大切削深度最大切削深度ap銑銑削刀具主偏角削刀具主偏角ISO 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 13 of 79作用作用: : 向主軸方向施加力不同 切屑厚度 切削深度 切削直徑力力力力力力90主偏角主偏角0主偏角主偏角45主偏角主偏角15主偏角主偏角力力主偏角主偏角主偏角主偏角100% DOC70% 50% 主偏角主偏角對對切屑厚度的影響（切屑厚度的影響（ANSI標標準）準） 2012 Kennametal Inc. l All

11、 rights reserved. l Proprietary and Confidential l 14 of 79銑刀中心線位于工件的位置主偏角與切屑厚度主偏角與切屑厚度主偏角主偏角齒進給量齒進給量實際切屑厚度實際切屑厚度0AA15A.96 x A20A.94 x A30A.86 x A45A.70 x A主偏角與切屑厚度主偏角與切屑厚度主偏角主偏角齒進給量齒進給量實際切屑厚度實際切屑厚度0.010in. (0,25mm).010in. (0,25mm)15.010in. (0,25mm).0096in. (0,25mm)20.010in. (0,25mm).0094in. (0,24mm

12、)30.010in. (0,25mm).0086in. (0,22mm)45.010in. (0,25mm).0071in. (0,18mm)前角前角 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 15 of 79(2)軸向前角軸向視圖(前視圖)(1)主偏角徑向視圖(上視圖)(3)徑向前角(+)(-)(+)(-)雙雙負負角角銑銑刀刀 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 1

13、6 of 79(-)(-)負向軸向前角負向軸向前角 負向徑向前角負向徑向前角優(yōu)點優(yōu)點進給量更大刀片強度最大化切刃利用最大化缺點缺點切削力更大 將切屑推向工件后方會產(chǎn)生毛刺 (-)(-) 負徑向前角負徑向前角 負軸向前角負軸向前角 排屑方向 Most disadvantages are overcome by using inserts with chip groove geometry 雙正向雙正向銑銑刀刀 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 17 of 79缺點缺點切刃薄弱N

14、ot recommended for tough or hard material如定位不當,會加工時抬起工件優(yōu)點優(yōu)點減少切削力機床功率消耗最小排屑遠離工件 Suitable for work hardening and soft material 正向軸向前角正向軸向前角(+)(+)正向徑向前角正向徑向前角(+)(+) 切屑方向 正徑向前角正徑向前角 正軸向前角正軸向前角正正負負角角銑銑刀刀 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 18 of 79正向軸向前角正向軸向前角(軸向前

15、角 10 高剪切)(軸向前角 10 剪切)負向徑向前角負向徑向前角(-)(+)(+)(-) 負徑向前角負徑向前角 正軸向前角正軸向前角 排屑方向優(yōu)點優(yōu)點比之前提到的兩種銑刀切削力小 更容易切削 提高了金屬去除率 MRR 排屑遠離工件 不等距不等距齒齒距距 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 19 of 796875737470齒距齒距 梳齒 每齒能有較大的進給量 較大的齒槽 較大的切削深度 最小的切削馬力 很少的齒數(shù) 密密o 較多的齒接觸較多的齒接觸o 更高的每分鐘進給量更高的

16、每分鐘進給量o 較小的切削深度較小的切削深度o 較小的排屑空間較小的排屑空間o 多一點的多一點的切削馬力切削馬力nn銑銑刀刀齒齒距距 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 21 of 79500 RPM.005 ipt0.13 mm/z7 Teethx0.13 mm/z (0.005 IPT)x500 RPM= 445 mm/z (17.5 IPT)12 Teethx0.13 mm/tooth (0.005 IPT)x500 RPM= 762 mm/min (30 IPT)粗齒粗

17、齒細齒細齒銑銑刀旋刀旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)方向方向 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 22 of 79左手刀盤左手刀盤 不常見不常見特殊應(yīng)用特殊應(yīng)用右手刀盤右手刀盤 更常見更常見 通用通用刀片前刀面刀片前刀面輪輪廓廓 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 23 of 79不同的前角不同的前角 - 5, 11 , 15 刀片刀片轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位位 2012 Kennametal Inc.

18、l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 24 of 7915 前刀面角度前刀面角度要實現(xiàn)最佳徑向預軸向要實現(xiàn)最佳徑向預軸向 TIR，刀片方向應(yīng)該與圖標位置凹槽一致，刀片方向應(yīng)該與圖標位置凹槽一致.銑銑刀基本操作刀基本操作 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 25 of 79 切削方向 刀具定位 刀具切入 進刀角度 平均切屑厚度 表面粗糙度 2012 Kennametal Inc. l All rights

19、reserved. l Proprietary and Confidential l 26 of 79銑銑削技削技術(shù)術(shù)順銑順銑逆銑逆銑刀具旋轉(zhuǎn)刀具旋轉(zhuǎn)工作臺進給(采用滾珠絲桿機器)(使用絲桿機器 )推薦使用驅(qū)動系統(tǒng)有背隙時避免使用更好的刀具壽命提高了表面質(zhì)量向下擠壓工件用于淬硬材料及表面黑皮材料拉離工件差 的刀具壽命差的表面質(zhì)量低效產(chǎn)生大量的切削熱合成力合成力作用于工件的力作用于工件的力合成力合成力作用于工件的力作用于工件的力工作臺進給選擇刀盤直徑選擇刀盤直徑好的好的不好的不好的工件工件銑銑刀定位刀定位 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l

20、 Proprietary and Confidential l 28 of 79略微偏離中心線 減少振刀機率 在進刀和出刀的位置都有 非常好的切屑厚度 刀具定位刀具定位工件工件6” (100 mm)9” (160 mm)直徑刀具直徑刀具刀具定位刀具定位 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 29 of 79 需要兩次進刀 1/4 到 1/3 刀具懸臂梁 順銑 負向切入角 避免使用整個刀具 盡量使用主偏角 選擇齒距，保證2到4齒用于加工 刀具定位刀具定位工件進給量工件進給量刀具懸臂

21、梁刀具懸臂梁銑銑刀刀嚙嚙合合 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 30 of 79薄切屑薄切屑 6齒切削 不需要厚切屑厚切屑 需要4齒切削 進給方向+4+6銑銑刀刀嚙嚙合合 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 31 of 79+切削力切削力Table FeedCutter RotationCutter RotationWorkpieceTable FeedWor

22、kpiece前角影響切削力前角影響切削力切削力切削力 偏移偏移偏移偏移 FeedFeedFeedFeed正的軸向前角正的軸向前角負的軸向前角負的軸向前角(+)(+)(-)(-)切削力切削力 面銑刀直徑80mm, 6個刀片刃口，若刀片的切削速度為150m/min, 問主軸的轉(zhuǎn)速是多少？如果每齒進刀量為fz=0.2mm/z, 問機床的工作臺進刀量是多少？Torque (Nm) = kW (nett) x 9549 RPM 面銑刀直徑80mm, 6個刀片刃口，銑削的材料分別為鑄鋁合金（kc:800) 和奧氏體不銹鋼(kc:2400), 若刀片的切削速度為600m/min和150m/min, 每齒進刀

23、為fz=0.2mm/z, 切深ap=4mm, 切寬ae=60mm, 問他們的銑削功率和扭矩Indexable Milling Teams 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 43Dodeka Mini - 特點特點Dodeka Mini 45Dodeka Mini 大大進給進給刀片刀片 HNGJ0604 HNPJ0604刀片刀片t HNGJ0604 HNPJ0604不同主偏角刀盤 一種一種 刀片Ap1 max = 3.2 mmAp1 max = 1,6 mmDodeka Min

24、i 60刀片刀片 HNGJ0604 HNPJ0604Ap1 max = 4.4 mmDodeka Mini 大進給銑刀可以使用除了修光刃以外的所有 Dodeka Mini 標準刀片,通用型銑刀 最大切深 = 3.2 mm. 小切深銑刀首選切深增大，最大切深 Ap1 = 4.4 mm 使用標準 Dodeka Mini 刀片 2010 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 44Dodeka MAX 45 - 特點特點A切深切深 max = 8 mmAP1 45 主偏角主偏角刀片座經(jīng)過特殊硬化刀

25、片座經(jīng)過特殊硬化處理，可更好的保護處理，可更好的保護刀體刀體在最大切深時也可以達到每齒進給在最大切深時也可以達到每齒進給 0.7 mm在加工鋼件，不銹鋼，鑄鐵和高溫合金材料時在加工鋼件，不銹鋼，鑄鐵和高溫合金材料時不同材質(zhì)的刀片都具有卓越的性能不同材質(zhì)的刀片都具有卓越的性能PMKS刀體標準品直徑刀體標準品直徑 D1=80 到到 315 mm高效的重載面銑刀高效的重載面銑刀 2010 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 45Dodeka 系列系列Dodeka 45Dodeka High-F

26、eedDodeka Max 45Insert HN.J0905Insert HN.J0905Insert HN.J1307市場上最全面的銑刀系列市場上最全面的銑刀系列TrueCuttingEdges12TrueCuttingEdges12TrueCuttingEdges12Ap1 max = 4.5 mmAp1 max = 2 mmAp1 max = 8mm 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 46Dodeka Mini - 刀片特點刀片特點RoughingLight Mach

27、iningFinishingFinishingGeneral MachiningHeavy RoughingNNPMKSPMKSPMKSPMKSWiper InsertWiper InsertPeriphery GroundPeriphery GroundPeriphery GroundPeriphery GroundPSTSPSTSEdge Prep: SharpEdge Prep: SharpEdge Prep: HoneEdge Prep: HoneEdge Prep: Positive T-Land + HoneEdge Prep: 0T-Land + Hone32HD非鐵金屬和鋁合金

28、粗加工和半精加工首選鋁合金和非鐵金屬精加工修光刃不銹鋼和高溫合金輕型加工首選修光刃，用于加工鋼件，不銹鋼，鑄鐵和高溫合金通用加工首選，適合各種材料重型加工首選，適合各種材料 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 47 -7并非刀尖首先切入工件并非刀尖首先切入工件刃口設(shè)計強壯，刀片前角刃口設(shè)計強壯，刀片前角大，可以輕快切削大，可以輕快切削Dodeka Mini - 特點特點 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Propriet

29、ary and Confidential l 48Dodeka Mini HF (15)Dodeka Mini 45Dodeka Mini HD (60)D1 MAX D1apmax=3,2Lead AngleD1 MAX D1apmax=4,4Lead AngleD1 MAX D1apmax=1,6Lead AngleDodeka Mini - 刀體特征刀體特征 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 49Dodeka Mini - 坡銑能力坡銑能力Liniar Ramp Len

30、gth =AP MAXTangens Ramp AngleD1AP MAXRamp AngleDodeka Mini 45Dodeka Mini HD (60) 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 50D15,04,15,04,1D1 min = 1,5 x D1f max = apmax = 3,2mmDodeka Mini 45 - 螺旋插補螺旋插補EXTERNALINTERNALf maxf max不能再不能再實實體上插體上插補補螺旋螺旋銑銑 ! 2011 Kenname

31、tal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 513 LH and 3 RH wiper edges per insert.Left Hand Wiper EdgesRight Hand Wiper EdgesDodeka Mini HDDodeka Mini HF修光刃 only 用于 Dodeka Mini 45 主偏角Dodeka Mini - 修光刃使用修光刃使用 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confiden

32、tial l 52Dodeka Mini-修光刃修光刃加修光刃后刀盤最大外徑會有變化，注意防止干涉D1MAXWiper = D1MAX + 2,4 mm D1 MAX D11,2修光刃只和磨削刀片搭配 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 53Dodeka Mini 特點特點特點: 每個刀片12個刃口益處: 降低成本特點: 切削輕快，可以降低25% 的切削力益處: 金屬去除率可以提供 30%特點: 只有一個備件益處: 更換刀片容易，節(jié)省時間F: Dodeka Mini 15- 4

33、5 - 60主偏角B: 一種刀片可以滿足多種應(yīng)用需求F: Beyond 銑削材質(zhì)B: 從輕型加工到重型加工都可以提高35% 的刀具壽命 2010 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 54Skoda 銑床應(yīng)用 150 kW, SK60材料 St 52 （Q345）面銑, vc=200m/min, fz=0,4 mm/tooth切深 8mm 200mm, KCPK30刀具壽命刀具壽命: 144mDodeka MAX 案例案例 2010 Kennametal Inc. l All rights

34、 reserved. l Proprietary and Confidential l 55在 Waldrich 龍門機床 功率80 kW, SK50材料 St 52 （Q345）面銑, vc=150 m/min, 每齒進給 fz=1,0 mm/tooth軸向切深 8mmDodeka Max 315mm,. KCPK30出色的金屬去除率出色的金屬去除率Dodeka MAX 案例案例Indexable Milling TeamsEric Qiao 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential

35、l 57KCMS - 優(yōu)勢優(yōu)勢特點: 一把刀具可以實現(xiàn)粗精加工益處: 可調(diào)刀座配合快換定位，容易操作特點: 容易調(diào)整.益處: 精加工時更容易達到很好的粗糙度. 特點: 快換定位.益處: 粗加工時不需調(diào)整也能達到很好的軸向跳動特點: 可以更換不同的主偏角和刀片類型益處: 節(jié)省成本，應(yīng)用更加靈活 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 58應(yīng)用說明應(yīng)用說明大直徑銑刀的全新解決方案直徑 125mm 到315mm刀具損壞后，一般只需更換刀夾如果毛坯的余量太多，可以通過更換刀夾來增大切深范圍

36、可以根據(jù)客戶需求，選擇不同主偏角的刀夾.對于單件小批量生產(chǎn)模式，可以提供更好的靈活性可以通過調(diào)整修光刃來完成精加工可以通過調(diào)整，使得燒結(jié)刀片的跳動變小刀夾式結(jié)構(gòu)使齒數(shù)比較疏，切削力也相對小可以選擇刀片的新產(chǎn)品圓刀片刀夾使用的是最新的 RP 刀片 刀片鎖緊螺釘和標準普通刀體的一致. 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 59KCMS - 特點特點快換定位面.粗加工時可以不用調(diào)節(jié).標準品范圍D1 = 125 - 315 mmD1 = 5“- 12“ 2011 Kennametal I

37、nc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 60KCMS - 刀座標準品刀座標準品KCMS Cartridges covering all major front lines for Face- Shoulder- and CopymillingFix-FinisherDodeka Mini HFDodeka Mini 45Dodeka Mini HDDodeka HFDodeka 45KSOM MiniKSOM KSSM45 Mill 1-10Mill 1-14Mill 1-18CIPCIPCIPKSSM90-IC1

38、0KSSM90-IC12KSRM DaisyKSRM DaisyISO StandardISO StandardISO StandardISO StandardISO StandardISO StandardISO Standard61Mill-1Mill-1系列系列Mill 1-25 Mill 1-18Mill 1-14Mill 1-10 Mill 1-07 63u Innovative Design to provide a high performance milling systemWiper Facet with large radius for better surface fin

39、ishIncreased Ramping Capability due to insert & body designAngled Screw increases thread engagement and minimizes bending/shear: Higher max. rpm Design details64Design detailsHigh axial and Radial rakes for reduced cutting forcesElliptical Edge generates true 90 wallChip Evacuation enhancementu

40、Innovative Design to provide a high performance milling system65Design details insertsradius information on topographywiper facet for superior surface finishpatent protected hole designu Innovative Design to provide a high performance milling system66Complete insert range!Ground inserts with “E” (honed) edge preparation GD or LD)Ground inserts with “F.J” (sharp & polished) edge prep LD for ALUPSTS (presse