立式数控铣床常用立铣刀的应用

立式数控铣床常用立铣刀的应用

立铣刀

立式数控铣床的常见形式及工作方式

立式数控铣床有小型和中型之分。小型数控铣床一般为立式升降工作台结构,即机床的主运动和进给运动均由工作台完成;而中型立式铣床Z方向的主运动由主轴箱完成,X、Y方向的进给运动由工作台完成。由于立式数控铣床一般为三坐标机床,因此按可控制联动坐标轴的数量进行分类。

立式数控铣床有三坐标联动数控铣床和两轴半坐标联动数控铣床,立式数控铣床常加工的零件有平面轮廓零件、空间曲面轮廓零件、模具零件等,可用于零件的平面铣削、平面型腔铣削、形轮廓铣削、三维及更复杂曲面铣削等。

立式铣床大平面加工常用刀具:硬质合金可转位面铣刀

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在立式数控铣床上加工大型扁平零件时,一般采用面铣刀,又称端铣刀。面铣刀的刀盘直径大,切削面积大,切削效率高。面铣刀的主切削刃分布在铣刀四周的圆柱面和圆锥面上,副切削刃分布在铣刀的端面上。

面立铣刀

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最常用的脸 立铣刀 立式数控铣床用的是硬质合金可转位面铣刀,按刀片主偏角不同分为45°面铣刀、75°面铣刀、90°面铣刀。45°面铣刀因振动小,使用较多,可加工平面、倾斜面、倒角面等。该类刀具加工平面时,刀片破损率低,耐用度高。

75°面铣刀的抗冲击能力比90°面铣刀有很大提高,而且切削平稳轻快,在平面加工时应优先使用。这类面铣刀是一种通用刀具,应用范围很广,可用于粗加工。90°面铣刀既可以加工台阶面,又可以加工平面,但加工时振动较大,要求机床有较大的功率和足够的刚性。一般用于薄壁零件加工。

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选择面铣刀直径时,主要考虑的是刀具所需的功率应在机床的功率范围内。机床的主轴直径也可作为选择的依据。面铣刀直径可按公式D=1.5d(d为主轴直径)选择。在大批量生产中,也可按工件切削宽度的1.6倍选择刀具直径。面铣刀有粗齿、中齿、细齿之分。粗齿铣刀齿数少,容屑空间大,齿强度大,适用于粗加工;中齿铣刀切削平稳,应用广泛;细齿铣刀齿数多,容屑空间小,齿强度低,适用于精加工。

面铣刀

立式数控铣床轮廓加工常用刀具:立铣刀

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立铣刀是数控铣床上使用最多的刀具,可加工平面、零件轮廓、一些开口槽和成形面等。立铣刀形状为圆柱形,一般有三刃以上,主切削刃分布在铣刀圆柱面上,端面为副切削刃,铣刀端面形状为中心孔型或开口型。

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立铣刀有左螺旋和右螺旋之分,铣削刃亦有左刃和右刃之分,最常见的为右刃右螺旋。立铣刀圆柱面上的刃口可为直刃或螺旋刃。但直刃为间断切削,振动较大,加工表面质量较差;而螺旋刃为连续切削,各齿沿切削刃逐渐切入、切出,振动很小,从而提高了切削过程的稳定性和工件的表面质量。以螺旋刃立铣刀最为常见。

螺旋角一般有30°和45°两种,对于一些加工要求较低的工件,一般采用30°螺旋角,进给量较大,转速较低;如果零件质量要求较高,则应采用45°螺旋角,进给量较小,转速较高,以提高零件表面质量。

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立铣刀的容屑槽随刃数的增加而减小,而刚性则相反。立铣刀的刃数越多,其刚性越好,而刚性影响铣削时刀具的稳定性。因此,粗加工一般采用3~6齿的立铣刀,精加工则采用5~10齿的立铣刀。

立铣刀

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使用立铣刀时,有个禁忌,就是一般不允许沿铣刀轴向进给,建议沿铣刀径向进给。但如果改变加工方法,切深时沿Z向进给也是可以的。常见的进给方法有以下几种。

  • 用钻头进给并加工孔。首先使用直径较小的钻头加工工艺孔,然后用立铣刀在Z方向进行垂直切削和进给。
  • 采用螺旋进给方式。数控铣床可实现三轴联动螺旋进给,使得Z向进给与内轮廓加工过渡自然、圆滑,一般不会产生加工痕迹,因此,这种方式被广泛应用。
  • 斜进给法。采用三轴联动斜进给方式,利用立铣刀端面刃口进行切削,避免刀具中心部分参与切削。但缺点是这种进给方式无法实现Z向进给与内轮廓加工之间的平稳过渡,容易产生加工痕迹。

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硬质合金螺旋齿铣刀的直径比普通立铣刀大。铣刀圆周上开有螺旋槽,一个槽内安装两个或多个硬质合金刀片,相邻齿之间的接缝是错开的。同一槽内刀片之间的接缝用作排屑槽。这种铣刀的刀片很多,相互交错,形状像成熟的玉米,俗称“玉米铣刀”。由于“玉米铣刀”是由多个硬质合金刀片组成的螺旋刀片,因此强度高,切削力大。多用于粗加工,可以有很大的背切量和很大的进给量,铣削效率高。

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波纹刃铣刀具有波纹状的刀片,能有效减少切削阻力,减少振动,提高铣削效率。波纹刃铣刀通过波纹刃将窄而长的切屑分成粗而短的断屑,排屑畅通;波纹刃可增加切削刃的长度,不仅利于散热,而且使切削液更容易渗入切削区,冷却效果好,可用于精细加工。

立铣刀

立式数控铣床槽加工常用刀具——键槽铣刀

键槽立铣刀在外观上与立铣刀十分相似,不同之处在于键槽铣刀是两刃刀具,端面没有中心孔。端面齿从外圆向轴线开,螺旋角一般为30°。端面齿强度较高,因此端面齿上的切削刃为主切削刃,圆柱面上的切削刃为副切削刃。与立铣刀不同的是,键槽铣刀既可以轴向进给,也可以径向进给。由于铣刀只有两个刃口,因此其刚性不如立铣刀高。

但是圆柱直径的精度和公差要求非常严格,对铣刀的整体精度要求比较高。这也意味着在使用键槽铣刀铣削封闭式圆头键槽时,需要选择与键槽直径相同的铣刀,并利用铣刀的直径精度来保证键槽的精度。当立式铣床不完整时,我们可以使用键槽铣刀来加工多个内容,例如平面,凹槽,轮廓等。这种方法通常在学生刚开始学习铣床并且对加工精度要求不高时使用。

铣刀

立式数控铣床加工模具的常用刀具-模具钢立铣刀

在立式铣床上加工模具型腔和三维成型表面时, 模具钢铣刀 使用的模具铣刀种类繁多。模具铣刀按工作零件形状可分为圆柱球头铣刀、锥形球头铣刀、锥形平头铣刀。一般多采用直径规格较小的模具铣刀,可灵活加工模具上的一些曲面、斜面。模具铣刀的圆柱面、圆锥面、球面上的切削刃均为主切削刃。铣削时,铣刀可作轴向和径向进给。

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硬质合金球头立铣刀采用斜铣或螺旋插补铣加工型腔,适合高速加工。但由于球头铣刀球头的切削速度为0,一般不建议使用球头铣刀进行轴向进给。为保证加工精度,顶铣一般采用很小的线距,因此球头铣刀常用于曲面的精加工。

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锥形立铣刀的锥体半角有3°、7°、10°、30°等。锥形模具铣刀在模具加工领域应用十分广泛,作为成型刀具,它能很方便地加工斜面,生产效率高,编程简单。但根据模具脱模角度和斜面要求选择合适的铣刀很重要。

立铣刀

普通立铣刀和钻头立铣刀的区别

普通立铣刀端面中心有中心孔,一般不能轴向进给。钻铣刀虽然属于立铣刀,但至少有一对端面切削刃连在一起,即切削刃通过中心,兼有钻头和立铣刀的功能,因此可以轴向进给,但应选择较低的切削进给速度。在一些数控比赛中,经常使用这种新型钻铣刀,加工效率和加工质量都很高。

立铣刀的选择

在实际数控铣削加工中,要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能、加工余量等选择合适的刀具,刀具的大小要与被加工工件的表面尺寸相适应。例如:虽然面铣刀和立铣刀都可以加工平面,但如果平面的面积较大,则优先选用面铣刀。在加工平面零件的周边轮廓时,一般采用立铣刀。在加工毛坯表面或毛坯加工孔时,可选用硬质合金刀片的“玉米铣刀”。对于槽的铣削,无论是开槽还是通槽,都可以选用立铣刀和键槽铣刀。如果是圆头闭式键槽,应选用键槽铣刀。如果是圆底槽,则应考虑采用球头铣刀。

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