选择铣削刀具时要考虑多个方面,以下是具体的选择方法:
1.根据加工材料
1.钢件:一般硬度较低的钢件,如低碳钢、中碳钢,可选用高速钢铣刀,其韧性好,切削刃锋利,能较好地进行切削加工,且成本相对较低。对于硬度较高的钢件,如高碳钢、合金钢,则应选择硬质合金铣刀,它具有更高的硬度、耐磨性和耐热性,能够承受更高的切削温度和压力,保证加工质量和刀具寿命。
2.铸铁件:由于铸铁材料具有较高的硬度和脆性,加工时容易产生崩碎切屑,因此适合选用钨钴类硬质合金铣刀。这类刀具具有较好的耐磨性和抗冲击性,能够有效地切削铸铁件,同时减少刀具的磨损和破损。
3.有色金属:如铝、铜等有色金属,其硬度较低,切削力较小,但对加工表面质量要求较高。可选用金刚石刀具或 PCD 刀具,它们具有极高的硬度和耐磨性,能够实现高精度、高效率的切削加工,获得良好的表面质量。此外,也可以使用涂层刀具,如含铝、钛等元素的涂层刀具,能够提高刀具的硬度和润滑性,减少刀具与工件之间的摩擦,降低切削力和切削温度,提高加工效率和表面质量。
2.根据加工工艺
1.粗加工:粗加工时,主要目的是快速去除大量材料,提高加工效率。应选择大直径、大进给量的铣刀,如可转位铣刀。可转位铣刀具有多个可更换的刀片,能够在一次装夹中完成多个切削刃的切削,减少了刀具的更换次数,提高了加工效率。同时,可转位铣刀的刀片通常采用硬质合金材料,具有较高的硬度和耐磨性,能够承受较大的切削力。
2.精加工:精加工的要求是获得高的加工精度和良好的表面质量。此时应选用高精度、小直径的铣刀,如球头铣刀、立铣刀等。球头铣刀适用于加工曲面,能够通过精确的编程控制,实现对复杂曲面的高精度加工。立铣刀则可用于加工平面、台阶面、沟槽等,其切削刃锋利,能够保证加工表面的平整度和光洁度。此外,精加工刀具的切削刃通常经过精细研磨和抛光处理,以减少切削刃的粗糙度,降低加工表面的粗糙度值。
3.根据机床类型
1.加工中心:加工中心通常使用带有刀柄的刀具,如 BT、HSK 等标准刀柄。这些刀柄具有高精度、高刚性和良好的互换性,能够保证刀具在机床主轴上的准确安装和可靠定位。因此,在加工中心上应选择与刀柄规格相匹配的铣刀,如带有相应刀柄的端铣刀、立铣刀等。同时,由于加工中心通常具有较高的转速和进给速度,因此需要选择能够适应高速切削的刀具,如采用硬质合金材料、经过动平衡处理的刀具。
2.普通铣床:普通铣床的刀具装夹方式较为简单,通常使用直柄或锥柄刀具。直柄刀具适用于直径较小的铣刀,其装夹方便,成本较低。锥柄刀具则适用于直径较大、切削力较大的铣刀,其锥度与机床主轴的锥度相匹配,能够提供较好的刚性和定位精度。在普通铣床上加工时,由于转速和进给速度相对较低,对刀具的高速性能要求不高,但需要刀具具有较好的通用性和适应性,能够满足不同类型的加工需求。
4.根据加工类型
1.平面加工:端铣刀是平面加工的首选刀具,其刀刃分布在圆柱表面和端面上,能够在一次走刀中完成较大面积的平面加工,效率较高。对于较大尺寸的平面,可选用大直径的端铣刀;对于精度要求较高的平面,可采用微调式端铣刀,能够精确调整刀刃的高度,保证加工平面的平整度。
2.沟槽加工:加工沟槽时,可根据沟槽的形状和尺寸选择不同的刀具。对于窄而深的沟槽,可选用键槽铣刀,其刀刃呈圆形,能够在沟槽的底部和侧面进行切削。对于宽沟槽,可采用三面刃铣刀或盘形铣刀,它们能够在一次走刀中完成沟槽的两侧和底部的切削,提高加工效率。如果沟槽的精度要求较高,可选用成型铣刀,其刀刃形状与沟槽的形状相匹配,能够直接加工出符合要求的沟槽,减少了加工余量和加工时间。
3.曲面加工:球头铣刀是曲面加工的常用刀具,其刀刃呈球形,能够在加工过程中与曲面保持良好的接触,实现对曲面的精确加工。在加工复杂曲面时,通常需要采用多轴联动加工中心,配合球头铣刀进行编程和加工,以获得高质量的曲面表面。此外,对于一些特殊形状的曲面,如椭圆面、抛物面等,也可以采用专门设计的成型铣刀进行加工,以提高加工效率和精度。
5.考虑刀具的成本和寿命
1.刀具成本:不同类型和品牌的铣削刀具价格差异较大。在选择刀具时,需要综合考虑加工成本和加工要求。对于一些批量较大、加工精度要求不高的零件加工,可以选择价格相对较低的普通刀具;而对于一些高精度、高难度的零件加工,则需要选择性能较好、价格较高的刀具,以保证加工质量和效率,降低综合加工成本。
2.刀具寿命:刀具寿命直接影响加工效率和成本。一般来说,硬质合金刀具的寿命比高速钢刀具长,涂层刀具的寿命比未涂层刀具长。在选择刀具时,应根据加工材料、加工工艺和加工要求等因素,选择具有较长寿命的刀具。同时,还可以通过优化切削参数、采用合适的切削液等措施,延长刀具的使用寿命。
在选择铣削刀具时,需要综合考虑加工材料、加工工艺、机床类型、加工类型、刀具成本和寿命等多个因素,以选择最合适的刀具,提高加工效率、加工质量和经济效益。