数控铣削刀具的结构类型和特点

 

                     数控铣削刀具的结构类型和特点 

 撰文：常州兰生公司刀具部 杭伟

 

数控可转位铣刀的类型和型号表示规则。

按其用途不同，可转位铣刀可分为可转位面铣刀、可转位立铣刀、可转位三面刃铣刀以及专用可转位铣刀等（表 2 一 3 ）。我国参照国际标准 1506462 一 1983 制定了 《 可转位面铣刀 》 （ GB / T5342 一 1985 ) ，参照国际标准 1506262 / 2 一 1982 制定了 《 可转位立铣刀 》( G B / T534 于一 1985 ) （有削平型直柄立铣刀和莫氏锥柄立铣刀两部分），参照国际标准 1506986 一 1983 制定了 《 可转位三面刃铣刀 》 ( GB / T5341 一 1985 ）。        ( l ）可转位面铣刀的型号表示规则。根据 GB / T5342 一 1985 附录 A 规定，可转位面铣刀的型号由 10 位代号组成，其表示规则及示例如图 5 一 3 所示。

( 2 ）可转位立铣刀的型号表示规则。根据 GB / T5340 一 1985 附录 A 规定，可转位立铣刀的型号由 11 位代号组成，其表示规则及示例如图 5 一 4 所示。

( 3 ）可转位三面刃铣刀的型号表示规则。根据 GB / T5341 一 1985 附录 A 规定，可转位三面刃铣刀的型号由 11 位代号组成，其表示规则及示例如图 5 一 5 所示。

数控可转位面铣刀的结构类型和特点 1 可转位面铣刀的型号与基本尺寸 ( l ）型号与基本尺寸。根据 GB / T5342 一 1985 规定，可转位面铣刀分为锥柄面铣刀和套式面铣刀。按照面铣刀的固定方式，又可将套式面铣刀分为 A 、 B 、 c 三类。 l ）锥柄面铣刀的型式和尺寸见表 5 一 20。

c . C 类铣刀。安装在 7 : 24 锥柄定心刀杆上，并用 4 个内六角螺钉将铣刀固定在铣床主轴上。直径 D 二 160mm 、 200m 。和 250mm 铣刀的型式和尺寸见表 5-23 。

 A 类和 B 类铣刀的端面键槽按 GB / T6132 一 1993 《 铣刀和铣刀刀杆的互换尺寸 》 ，端键传动刀杆按机床工具行业标准 JB / T3411117 一 1999 《 7 : 24 锥柄带端键端铣刀杆尺寸 》 ， 7 : 24 锥柄定心刀杆按 GB / T38373 一 1983 （机床工具 7 : 24 圆锥联结工具锥柄 》 标准选用。

铣刀刀片的型式和尺寸按 GB / T2076 一 1987 《 切削刀具用可转位刀片型号表示规则 》 和 GB / T2081 一 1987 《 硬质合金可转位铣刀片 》 标准选用。

( 2 ）可转位面铣刀的技术要求（ GB / T5342 - 1955 )

 l ）铣刀刀片不得有裂纹、崩刃，其余零件不得有裂纹、刻痕和锈迹等影响使用性能的缺陷。

 2 ）铣刀刀片定位面、铣刀柄部（或端面）的位置公差按表 524 。检查圆跳动时，锥柄铣刀以公共轴线为基准；套式铣刀以内孔和端面定位。检查切削刃圆跳动时，应采用同一刀片在同一切削刃上进行。

3 ）专业生产的铣刀，其装用刀片的精度不得低于 C 级（按 GB / T2081 一 1987 ）。 4 ）铣刀的表面粗糙度的最大允许值为：锥柄铣刀柄部外圆：双 ao 63 拌 m ，套式铣刀的内孔和端面： Ral25 " m 。

 5 ）铣刀刀体用合金钢制造，其硬度为：锥柄铣刀头部不低于 45HRC ，柄部 35 一 50HRc ，套式铣刀不低于 22oHBS ，与刀片直径接触的定位面硬度不低于 45HRC 。铣刀上其余零件的硬度：定位元件不低于 50HRC ，夹紧元件不低于 40HRCo

6 ）铣刀片夹紧可靠，切削过程中不允许松动或位移。

 7 ）铣刀各零件应能互换。

( 3 ）可转位面铣刀的直径和齿数。系列已标准化，采用公比为 1 . 25 63mm 、 80mm 、 100mm 、 125mm 、

硬质合金可转位面铣刀的直径的标准系列，规格有 50mm 、 160mm 、 200mm 、 250mm 、 3 15mm 、 4O0mm 、 500mm 、 630mm 共 12 种。面铣刀的齿数对铣削效率和加工质量有直接影响，齿数越多，同时工作齿数越多，生产率越高，铣削过程平稳，加工质量好。为了满足不同用途的需要，对同一直径的铣刀可设计成不同的齿数。一般以每英寸直径所含的齿数作为衡量标准。通常粗齿铣刀为 1 . 2 一 15 齿／ in ；细齿铣刀为 16 一 2 . 0 齿／ in ；密齿铣刀为 26 一 37 齿／ in ，也有齿数高达 4 一 5 齿／ in 的密齿铣刀。铣刀直径与齿数的关系见表 5 一 25 。

2 通用型密齿可转位面铣刀密齿面铣刀由于齿数多，在每齿进给量相等的情况下，可以增大每分钟进给速度，有时可高达 2000 ? 3500mm / min ，从而可使生产效率成倍地提高。齿密使同时参加切削的齿数多，铣削比较平稳，但容屑槽空间小，因而密齿面铣刀最适合于铣削短切屑材料（如薄壁铸件）和余量小的钢件，不适于加工面宽、铣削余量大的长切屑材料。加工铸铁时，增大每分钟进给量，适当减小每齿进给量，可减小铣削出口处工件边缘的崩碎掉碴，因而在大量生产的汽车工业中，铣削铸铁类薄壁件（如气缸体、缸盖类零件等）广泛使用密齿可转位面铣刀。各刀具厂生产的密齿可转位面铣刀各有特点，本书只介绍通用型密齿面铣刀。

通用型密齿面铣刀刀片夹紧方式采用楔块从刀片的后面压紧。由于省去了刀片后面的刀垫，同样直径的铣刀就可排放较多的刀齿，其刀齿密度可达 22 一 3 齿／ in 。如果将楔块由图 5 一 6a 改为图 5 一 6b 的形状，刀齿密度可达 3 一 35 齿／ ino 由于这种密齿面铣刀结构简单、制造方便，因此使用很广泛。这种密齿可转位面铣刀的基本尺寸见表 5 - 26 。

3 ．重型可转位面铣刀重型铣削是指大背吃刀量、大进给和高效率铣削钢、铸铁、耐热合金、有色金属及特殊材料等。切削负荷大，毛坯的表面状况恶劣，很容易发生打刀现象。因此，重型可转位面铣刀的结构与通用型可转位面铣刀有所不同。

美国 Ingersoll 公司生产的 MAX 工型（图 5 一 7 ）硬质合金可转位面铣刀系列为重型面铣刀的代表，我国陕西航空硬质合金工具厂及哈尔滨第一工具厂也生产这类面铣刀。重型面铣刀的结构特点是：

 1 ）刀片切向排列，承受切削力的截面大，切削刃强度高，能充分发挥机床的效率，以大背吃刀量、大进给量进行铣削加工。

 2 ）用一个螺钉将刀片固定在刀体上，切削力方向有利于刀片定位夹紧。铣刀结构简单，容屑槽大，排屑流畅，金属切除率高。

 3 ）刀片后面允许磨损区宽，相邻刀片不易损坏或崩刃。

 4 ）刀体更换迅速、准确。

 5 ）刀体为优质合金钢，经调质氮化，具有很高的强度和硬度，铣刀寿命较长。

 6 ）用 L 型刀片座承受切削力作用，能有效地保护刀体。

 7 ）加工不同材料时，可换装不同材质的刀片。 

4 阶梯可转位面铣刀

阶梯可转位面铣刀的刀齿分布与普通面铣刀不同，它将刀片在铣刀体的轴向和径向都按一定的尺寸差排列成阶梯形（图 5 - 8 ) ，从而形成分层切削，减小和分散了切削力，改善了切削条件，较大的加工余量可在一次进给中切除。在相同的金属切除率情况下，阶梯式比普通面铣刀切削功率小，所以适用于机床功率不足、刚性差，而又需大余量加工的场合。使用阶梯可转位面铣刀可在不减小侧吃刀量、背吃刀量，只降低进给速度的情况下进行铣削。由于刀齿呈阶梯形排列，可以改善刀齿冷却，使机床功率消耗低于普通面铣刀 20 ％一 30 % ，还因切屑厚度不减薄，减少刀尖磨损等。阶梯面铣刀的基本尺寸见表 527 。上述阶梯面铣刀有 6 个刀齿，每个刀齿的径向和轴向位置都按一定的尺寸差排列成阶梯形，为一组刀齿。其第一级刀齿为精铣刀齿，因而其阶梯尺寸差为 0 25mm ，并有 lo 的副偏角。有的阶梯面铣刀齿数比较多，则可设计成几组刀齿。每组刀齿也按一定的径向和轴向尺寸差排列。

 

5 精铣可转位面铣刀

精铣可转位面铣刀要求在铣去很少的加工余量后，加工表面能获得要求的尺寸精度和表面粗糙度。精铣面铣刀的型式很多，如瑞典 Sandvik 公司的 AuTOF 型、 AUTo Fs 型密齿精铣面铣刀，美国 valenite 公司的 85 系列精铣面铣刀， Ingersoll 公司的 Micro Mill 系列 7FZK 型（老牌号为 6FZK ）精铣面铣刀、 gDKG 型（老牌号为 6DKG ）等。

 7FZK 型精铣面铣刀专门用于精铣，最大背吃刀量为 0 ．巧 mm , 它加工平面度、平行度和表面粗糙度要求很高的平面，可以代替磨削，生产效率很高。适于加工机床导轨面、机床工作台、水轮机和汽轮机中分面夹持板等。 7FZK 型铣刀与粗精复合铣刀相比，有以下特点：

 l ）在精铣大平面过程中不必更换刀片。因为它装有比粗精铣复合铣刀更多的微量精铣刀片，具有耐磨损，寿命长的特点。

 2 ）刀片安装在靠近圆周的端面。铣削时比粗精复合铣刀更能接近肩台面或其他有障碍处。

3 ）刀片安装位置有利于切削液更容易冲到切削刃，对提高加工表面质量和尺寸精度有利。 7rZK 型平面精铣刀的基本尺寸见表 52-8 。

 

可转位立铣刀的结构类型和特点

1 ．型式、尺寸和技术要求

 ( l ）可转位立铣刀的型式和基本尺寸

可转位立铣刀按其结构及用途的不同，有普通型、螺旋齿型和钻削型等。刀柄的型式有削平型直柄和莫氏锥柄。削平型直柄立铣刀和莫氏锥柄立铣刀的型式和基本尺寸分别见表 5 一 29 和表 5 一 30。

削平型直柄按 GB / T6131。2 一 1996  《 铣刀直柄第 2 部分：削平直柄的型式和尺寸 》 ，莫氏锥柄按 GB / T1443 一 1996 《 机床和工具柄用自夹圆锥 》 。铣刀刀片的型式和尺寸按 GB / T2076 一 1987 《 切削刀具用可转位刀片型号表示规则 》 （等效于 ISO1832 一 1985 ）和 GB / T2081 一 1987 《 硬质合金可转位铣刀片 》 （等效于 1503365 一 1985 ) 优先选用。铣刀的代号和表示规则按 GB / T5340 一 1985 附录 A 可转位立铣刀标记（图 54 ）。

 ( 2 ）可转位立铣刀的技术要求（ GB / T5340－ 1985 ) l ）铣刀片不得有裂纹、崩刃，其余零件不得有裂纹刻痕和锈迹等影响使用的缺陷。

 2 ）铣刀刀片定位面和铣刀柄部的位置公差按表 5 一 31 。

 3 ）铣刀配用刀片的精度不得低于 C 级（按 GB / T2081 一 1987 ）。

 4 ）铣刀柄部外圆的表面粗糙度的最大允许值 R 。为 063 拜 m 。

 5 ）铣刀刀体用合金钢制造，其头部硬度不低于 45HRc ，柄部硬度为 35 一 50HRc 。铣刀上其余零件的硬度为：定位元件不低于 50HRC ，夹紧元件不低于 40HRC 。

 6 ）铣刀刀片夹紧应可靠，保证切削过程中刀片不松动和不位移。