铣削原理及铣刀磨损形式-

1、 铣铣削三要素削三要素 线性切削速度Vc,切深ap和每转走刀量f是切削三要素。Vc: m/min 米/分钟ap: mm 毫米 fr(fn): mm/r 毫米/转切削参数切削参数计计算算切切削三要素与刀具寿命削三要素与刀具寿命影响刀片寿命的原因有切削热，摩擦和切削抗力，这三者随着切削速度的增加而加剧最为强烈。切切削三要素与刀具寿命削三要素与刀具寿命切削速度增加20%刀片磨损增加50%；走刀量增加20%刀片磨损增加20%；切深增加50%刀片磨损增加20%。工 件 材 料CMC代 码 HB硬 度材 质 粗 略 分 类Kc0.4(N/mm2)非 合 金 钢 类CMC01.1110C0.25%2200C

2、MC01.3150C0.8%2600CMC01.5310C450硬 化 和 调 质 的4500可 煅 铸 铁CMC07.1110-145短 屑1200CMC07.2200-230长 屑1300灰 铸 铁CMC08.1180低 拉 伸 强 度1300CMC08.2260高 拉 伸 强 度 ， 合 金1500球 墨 铸 铁CMC09.1160铁 素 体 态1200SG铸 铁CMC09.2250珠 光 体 态2100铸 钢 类CMC06.1150非 合 金2200CMC06.2150-250低 合 金2500CMC06.3160-200高 合 金3000不 秀 钢 类CMC05.1150-270素

3、体 ， 马 氏 体 13-25%铬2800CMC05.2150-275奥 氏 体 镍 8%， 18-25%铬2450CMC05.3275-425淬 火 和 调 质2800马 氏 体 0.12%CCMC05.4150-450沉 积 硬 化3500铁 基 耐 热 合 金CMC20.11 180-230退 火 态 或 固 溶 处 理3700CMC20.12 250-320时 效 处 理 或 固 溶 处 理 并 时 效3900镍 基 耐 热 合 金CMC20.21 140-300退 火 态 或 固 溶 处 理3500CMC20.22 300-475时 效 处 理 或 固 溶 处 理 并 时 效4150

4、CMC20.24 200-425铸 造 或 铸 造 并 时 效4150钴 基 耐 热 合 金CMC20.31 180-230退 火 态 或 固 溶 处 理3500CMC20.32 270-320时 效 处 理 或 固 溶 处 理 并 时 效4150CMC20.33 220-425铸 造 或 铸 造 并 时 效4150钛 合 金CMC23.1400MPa 通 用 的 纯 钛 ， 99.5%Ti1530CMC23.21 950MPa 退 火 态 的 ， 近 似 和 钛 合 金1675CMC23.22 1050MPa 时 效 态 的 + 合 金1690退 火 或 时 效 态 的 合 金铝 合 金CM

5、C30.1130-80锻 造 或 冷 拔 态800CMC30.1275-150锻 造 和 固 溶 处 理800CMC30.2140-100铸 造 态900CMC30.2270-125铸 造 ， 固 溶 处 理 并 时 效400CMC30.380非 合 金 ， AL=99%900高 硅 铝 合 金CMC30.410-14% SI150014-16% SIbaaabb刀片材料和切削刀片材料和切削线线速度速度高速钢车刀：高速钢车刀：20-30米米/分钟分钟硬质合金：硬质合金：70-90米米/分钟分钟涂层硬质合金：涂层硬质合金：100-300米米/分钟分钟氧化铝涂层：氧化铝涂层：200-400米米/分

6、钟分钟金属陶瓷金属陶瓷: 200-350米米/分钟分钟陶瓷刀片：陶瓷刀片：500米米/分钟以下分钟以下CBN刀片：刀片：400-1000米米/分钟分钟金刚石刀片：金刚石刀片：1000-3000米米/分钟分钟铣铣削削热热和机械循和机械循环环 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 8 of 79冷却冷却冷却冷却 冷却冷却加热加热工件工件铣铣削刀具削刀具类类型型 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and

7、Confidential l 9 of 79面铣刀槽铣刀整体硬质合金立铣刀玉米铣刀仿形铣刀90方肩铣刀铣铣削刀具命名削刀具命名规则规则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铣铣刀刀设计设计 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietar

9、y and Confidential l 11 of 79 铣削刀具类型 铣削刀具命名规则 主偏角 前角 齿数 刀片命名规则 刀片刃口处理端面端面铣铣刀尺寸刀尺寸294 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 12 of 79D1ARLABKD2HBCRRD1= 有效刀具直径有效刀具直径RR = 径向前角径向前角 K = 键槽宽度键槽宽度 B = 刀柄安装直径刀柄安装直径 LA = 主偏角主偏角 BC = 螺栓孔周向直径螺栓孔周向直径 AR = 轴向前角轴向前角 H = 刀体高度刀

10、体高度 D2= 最大直径最大直径 ap = 最大切削深度最大切削深度ap铣铣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: : 向主轴方向施加力不同 切屑厚度 切削深度 切削直径力力力力力力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% 主偏角主偏角对对切屑厚度的影响（切屑厚度的影响（ANSI标标准）准） 2012 Kennametal Inc. l All

11、 rights reserved. l Proprietary and Confidential l 14 of 79铣刀中心线位于工件的位置主偏角与切屑厚度主偏角与切屑厚度主偏角主偏角齿进给量齿进给量实际切屑厚度实际切屑厚度0AA15A.96 x A20A.94 x A30A.86 x A45A.70 x A主偏角与切屑厚度主偏角与切屑厚度主偏角主偏角齿进给量齿进给量实际切屑厚度实际切屑厚度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)轴向前角轴向视图(前视图)(1)主偏角径向视图(上视图)(3)径向前角(+)(-)(+)(-)双双负负角角铣铣刀刀 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 1

13、6 of 79(-)(-)负向轴向前角负向轴向前角 负向径向前角负向径向前角优点优点进给量更大刀片强度最大化切刃利用最大化缺点缺点切削力更大 将切屑推向工件后方会产生毛刺 (-)(-) 负径向前角负径向前角 负轴向前角负轴向前角 排屑方向 Most disadvantages are overcome by using inserts with chip groove geometry 双正向双正向铣铣刀刀 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 17 of 79缺点缺点切刃薄弱N

14、ot recommended for tough or hard material如定位不当,会加工时抬起工件优点优点减少切削力机床功率消耗最小排屑远离工件 Suitable for work hardening and soft material 正向轴向前角正向轴向前角(+)(+)正向径向前角正向径向前角(+)(+) 切屑方向 正径向前角正径向前角 正轴向前角正轴向前角正正负负角角铣铣刀刀 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 18 of 79正向轴向前角正向轴向前角(轴向前

15、角 10 高剪切)(轴向前角 10 剪切)负向径向前角负向径向前角(-)(+)(+)(-) 负径向前角负径向前角 正轴向前角正轴向前角 排屑方向优点优点比之前提到的两种铣刀切削力小 更容易切削 提高了金属去除率 MRR 排屑远离工件 不等距不等距齿齿距距 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 19 of 796875737470齒距齒距 梳齿 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 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铣铣刀刀齿齿距距 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)粗齿粗

17、齿细齿细齿铣铣刀旋刀旋转转方向方向 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 22 of 79左手刀盘左手刀盘 不常见不常见特殊应用特殊应用右手刀盘右手刀盘 更常见更常见 通用通用刀片前刀面刀片前刀面轮轮廓廓 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 刀片刀片转转位位 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实现最佳径向预轴向要实现最佳径向预轴向 TIR，刀片方向应该与图标位置凹槽一致，刀片方向应该与图标位置凹槽一致.铣铣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 进刀角度 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铣铣削技削技术术顺铣顺铣逆铣逆铣刀具旋转刀具旋转工作台进给(采用滚珠丝杆机器)(使用丝杆机器 )推荐使用驱动系统有背隙时避免使用更好的刀具寿命提高了表面质量向下挤压工件用于淬硬材料及表面黑皮材料拉离工件差 的刀具寿命差的表面质量低效产生大量的切削热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台进给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铣铣刀定位刀定位 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l

20、 Proprietary and Confidential l 28 of 79略微偏离中心线 减少振刀机率 在进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)直径刀具直径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 需要两次进刀 1/4 到 1/3 刀具悬臂梁 顺铣 负向切入角 避免使用整个刀具 尽量使用主偏角 选择齿距，保证2到4齿用于加工 刀具定位刀具定位工件进给量工件进给量刀具悬臂

21、梁刀具悬臂梁铣铣刀刀啮啮合合 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 30 of 79薄切屑薄切屑 6齿切削 不需要厚切屑厚切屑 需要4齿切削 进给方向+4+6铣铣刀刀啮啮合合 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 面铣刀直径80mm, 6个刀片刃口，若刀片的切削速度为150m/min, 问主轴的转速是多少？如果每齿进刀量为fz=0.2mm/z, 问机床的工作台进刀量是多少？Torque (Nm) = kW (nett) x 9549 RPM 面铣刀直径80mm, 6个刀片刃口，铣削的材料分别为铸铝合金（kc:800) 和奥氏体不锈钢(kc:2400), 若刀片的切削速度为600m/min和150m/min, 每齿进刀

23、为fz=0.2mm/z, 切深ap=4mm, 切宽ae=60mm, 问他们的铣削功率和扭矩Indexable Milling Teams 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 43Dodeka Mini - 特点特点Dodeka Mini 45Dodeka Mini 大大进给进给刀片刀片 HNGJ0604 HNPJ0604刀片刀片t HNGJ0604 HNPJ0604不同主偏角刀盘 一种一种 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 大进给铣刀可以使用除了修光刃以外的所有 Dodeka Mini 标准刀片,通用型铣刀 最大切深 = 3.2 mm. 小切深铣刀首选切深增大，最大切深 Ap1 = 4.4 mm 使用标准 Dodeka Mini 刀片 2010 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 44Dodeka MAX 45 - 特点特点A切深切深 max = 8 mmAP1 45 主偏角主偏角刀片座经过特殊硬化刀

25、片座经过特殊硬化处理，可更好的保护处理，可更好的保护刀体刀体在最大切深时也可以达到每齿进给在最大切深时也可以达到每齿进给 0.7 mm在加工钢件，不锈钢，铸铁和高温合金材料时在加工钢件，不锈钢，铸铁和高温合金材料时不同材质的刀片都具有卓越的性能不同材质的刀片都具有卓越的性能PMKS刀体标准品直径刀体标准品直径 D1=80 到到 315 mm高效的重载面铣刀高效的重载面铣刀 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市场上最全面的铣刀系列市场上最全面的铣刀系列TrueCuttingEdges12TrueCuttingEdges12TrueCuttingEdges12Ap1 max = 4.5 mmAp1 max = 2 mmAp1 max = 8mm 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 46Dodeka Mini - 刀片特点刀片特点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非铁金属和铝合金

28、粗加工和半精加工首选铝合金和非铁金属精加工修光刃不锈钢和高温合金轻型加工首选修光刃，用于加工钢件，不锈钢，铸铁和高温合金通用加工首选，适合各种材料重型加工首选，适合各种材料 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设计强壮，刀片前角刃口设计强壮，刀片前角大，可以轻快切削大，可以轻快切削Dodeka Mini - 特点特点 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 - 刀体特征刀体特征 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 49Dodeka Mini - 坡铣能力坡铣能力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 - 螺旋插补螺旋插补EXTERNALINTERNALf maxf max不能再不能再实实体上插体上插补补螺旋螺旋铣铣 ! 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盘最大外径会有变化，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 特点特点特点: 每个刀片12个刃口益处: 降低成本特点: 切削轻快，可以降低25% 的切削力益处: 金属去除率可以提供 30%特点: 只有一个备件益处: 更换刀片容易，节省时间F: Dodeka Mini 15- 4

33、5 - 60主偏角B: 一种刀片可以满足多种应用需求F: Beyond 铣削材质B: 从轻型加工到重型加工都可以提高35% 的刀具寿命 2010 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 54Skoda 铣床应用 150 kW, SK60材料 St 52 （Q345）面铣, vc=200m/min, fz=0,4 mm/tooth切深 8mm 200mm, KCPK30刀具寿命刀具寿命: 144mDodeka MAX 案例案例 2010 Kennametal Inc. l All rights

34、 reserved. l Proprietary and Confidential l 55在 Waldrich 龙门机床 功率80 kW, SK50材料 St 52 （Q345）面铣, vc=150 m/min, 每齿进给 fz=1,0 mm/tooth轴向切深 8mmDodeka Max 315mm,. KCPK30出色的金属去除率出色的金属去除率Dodeka MAX 案例案例Indexable Milling TeamsEric Qiao 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential

35、l 57KCMS - 优势优势特点: 一把刀具可以实现粗精加工益处: 可调刀座配合快换定位，容易操作特点: 容易调整.益处: 精加工时更容易达到很好的粗糙度. 特点: 快换定位.益处: 粗加工时不需调整也能达到很好的轴向跳动特点: 可以更换不同的主偏角和刀片类型益处: 节省成本，应用更加灵活 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 58应用说明应用说明大直径铣刀的全新解决方案直径 125mm 到315mm刀具损坏后，一般只需更换刀夹如果毛坯的余量太多，可以通过更换刀夹来增大切深范围

36、可以根据客户需求，选择不同主偏角的刀夹.对于单件小批量生产模式，可以提供更好的灵活性可以通过调整修光刃来完成精加工可以通过调整，使得烧结刀片的跳动变小刀夹式结构使齿数比较疏，切削力也相对小可以选择刀片的新产品圆刀片刀夹使用的是最新的 RP 刀片 刀片锁紧螺钉和标准普通刀体的一致. 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 59KCMS - 特点特点快换定位面.粗加工时可以不用调节.标准品范围D1 = 125 - 315 mmD1 = 5“- 12“ 2011 Kennametal I

37、nc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 60KCMS - 刀座标准品刀座标准品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