铣床工培训资料

1、内容回内容页码1.0铣刀介绍1-42.0铣削工艺的基本知识4-103.0铣刀几何参数的合理选择10-124.0碾磨剂量的选择135.0难铣削材料的铣削13-146.0轴上键槽的铣削14-20铣削原理铣削是一种在铣床上以铣刀的旋转为主要运动，以工件为进给运动的切削方法。刀具材料的铣削性能和铣刀角度的合理选择将直接影响切削生产率和加工表面质量。1.0铣刀简介铣削时，应根据铣床的情况和加工需要，合理选择和使用铣刀。1.1。铣刀的类型按用途分类根据用途不同，铣刀可分为铣削平面的铣刀、铣削直角槽的铣刀、铣削特殊槽的铣刀和铣削特殊面的铣刀等。详见表1-1。11.1.2铣刀标记为了识别铣刀的材料、尺寸和制造

2、商，铣刀上刻有标记，主要内容如下。1.制造商商标我国有许多铣刀制造商，如哈尔滨量具厂、上海工具厂和成都量具厂。每个制造商都在其产品上标明其注册商标。2.铣刀材料铣刀的材料通常由材料的品牌来表示。例如，高速钢表明铣刀由高速钢制成。3.铣刀的尺寸和规格铣刀的尺寸和规格根据铣刀的形状略有不同。由于铣刀上标注的尺寸是基本尺寸，使用和刃磨后会发生变化，所以使用时要注意。1)带孔铣刀孔铣刀包括圆柱铣刀、三面刃铣刀、锯片铣刀等。通常，外圆的直径和内孔的宽度用来表示尺寸规格。例如，三面刃铣刀标记为801227，这意味着铣刀的外圆直径为80毫米，宽度为12毫米，内孔直径为27毫米2)手指铣刀手指铣刀包括端铣刀和

3、键槽铣刀等。通常，尺寸规格中只标注外圆的直径。如果18标记在锥柄端铣刀上，这意味着端铣刀的外径为18毫米3)圆盘铣刀圆盘式铣刀，如角铣刀和半圆铣刀，通常用内孔的直径角(或圆弧半径)与外圆直径的宽度来表示。例如，如果角度铣刀的外圆直径为80毫米，宽度为22毫米，内孔直径为27毫米，角度为60，则标记为80222760。同样，如果在半圆铣刀的末端标记8R，铣刀的圆弧半径为8毫米1.1.3铣刀的主要参数铣刀是一种多刃刀具。当理解铣刀的组成和几何角度时，铣刀可以看作是多个简单刀具的组合，如图1-1(a)所示。如图1-1(b)所示，显示了铣刀所有零件和相关辅助平面的名称。21.待加工表面待加工表面是工件

4、上待切割的表面。2.已加工面加工表面是由刀具切削后在工件上产生的表面。3.过渡曲面由当前切削刃形成或被下一个切削刃切断的工件表面在刀具或工件的下一轮被切断，也称为切削表面。4.前面前部是指切屑流过的表面，也称为前刀面。5.在后面背面是指与加工表面相对的表面，也称为侧面。6.前角0前表面和底面之间的角度。7.后角0后表面和切割平面之间的角度。1.1.4铣刀的材料和选择1.高速钢高速钢是一种含钨、钼、铬、钒等合金元素较多的高合金工具钢。通常其碳质量分数约为1%，钨质量分数为8% 20%，铬质量分数为3% 5%。高速钢弯曲强度b3500 MpA，冲击韧性K0.30 MJ/。高速钢具有良好的强度和韧性

5、，能承受冲击，易磨尖，加工性能好，价格便宜。但其耐热性和硬度较低，热处理后硬度为62-65 HRC，耐热温度为550-600，耐磨性也较低。由于耐热温度的限制，高速钢刀具不能用于高速铣削。高速钢是中国最常用的机械铣削刀具材料。我国常用的高速钢品牌有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2和W9Mo3Cr4V。W18Cr4V等含钨高速钢的生产和使用因其价格较高而减少。W2Mo9Cr4V2Co8是进口超硬高速钢。其高温硬度和抗氧化性优于上述高速钢。它可以研磨难加工的材料，适用于更高的研磨速度。我国生产的超硬高速钢牌号为W6Mo5Cr4V2Al。它的价格比W2Mo9Cr4V2Co8便宜得多，但热处理技术

6、要求很高。目前，物理气相沉积(PVD)常用于在高速钢刀具的切削表面沉积2 5 m的氮化钛膜(也称涂层，金黄色)，可提高刀具寿命2 5倍。2.硬质合金硬质合金是由碳化钨、碳化钛、碳化钽、碳化铌和高硬度、高熔点的钴通过粉末冶金结合、压制和烧结而成。常温硬度为88 93 HRA，耐热温度为800 与高速钢相比，它的硬度、耐磨性和耐热性都要好得多。因此，硬质合金刀具的允许铣削速度比高速钢刀具高5 10倍。然而，其抗弯强度仅为高速钢的1/4 1/2，冲击韧性仅为高速钢的十分之几，因此硬质合金的塑性和韧性较差，且害怕冲击和振动。此外，它的可制造性比高速钢差，并且在磨削过程中比高速钢更难磨削，并且不容易制造

7、整体切削工具和成形切削工具，这些切削工具通常被制成刀片以焊接在切削主体上，或者通过机械方法夹紧并固定在切削主体上。目前我国常用的硬质合金有三种1)钨钴硬质合金钨钴硬质合金(代号YG)由碳化钨和钴组成，主要用于加工铸铁、有色金属和非金属材料等脆性材料。常用品牌有YG3、YG6和YG8。品牌中的数字表示一氧化碳的百分比，3其余是厕所的百分比。钴在硬质合金中起粘结作用，含钴量越多的硬质合金越硬，其韧性、硬度和耐磨性越差。因此，YG8适用于粗加工和间歇铣削，YG6适用于半精加工，YG3适用于精加工和连续铣削。2)钨钛钴硬质合金钨钛钴硬质合金(代号YT)由碳化钨、碳化钛和钴组成。由于碳化钛比碳化钨更硬、

8、更脆、更耐磨、更耐热，YT合金的硬度和耐热温度比YG合金高，抗冲击性和抗振性差。加工钢材时，被加工材料的塑性变形非常大，切屑与刀具之间的摩擦非常剧烈，铣削温度非常高。然而，由于带状切屑和光滑的铣削过程，YT硬质合金适用于加工塑料材料，如钢。钨钛钴硬质合金常用品牌有YT30、YT15和YT5。品牌中的数字表示TiC的百分比。TiC含量越高的硬质合金韧性越差，硬度和耐磨性越高，因此YT30适用于钢的精加工和连续铣削，YT15适用于半精加工，YT5适用于粗加工和间歇铣削。3)钨钛钽(铌)硬质合金钨-钛-钽(铌)型硬质合金(代号YW)是在YT型硬质合金中加入少量的TaC或NbC制成的。硬度、耐磨性、耐

9、热温度、弯曲强度和冲击目前，化学气相沉积常用于在硬质合金工具表面沉积5 10 m的TiC膜(银灰色)。也有沉积的TiC和TiN双层膜或TiC、Al2O3和TiN三层膜，并且使用更多的复合涂层。气相沉积后，硬质合金刀具的使用寿命可提高2 10倍。2.0铣削工艺的基本知识2.1铣削过程中的变形金属切削过程中刀具的本质是刀具切削刃和前刀面挤压下被切削金属剪切滑移的变形过程，如图1-2所示。在切割工具的切割力下，待切割的金属层将首先经历压缩弹性变形。当剪切应力超过材料的屈服极限时，将在与应力方向成45的方向上产生最大剪切应力，并且金属内部的晶格将滑动，即在剪切平面上将发生塑性变形。随着刀具继续前进，切

10、削力增加。由于切削刃的楔形效应，应力集中发生，这导致切削刃附近的金属剪切应力超过强度极限并被剥离。当切割层塑性变形时，它在切割边缘附近被剥离以形成切割效果。变形后，剥离的金属层在刀具前刀面的推动作用下沿前刀面流出，从而产生切屑。从图1-2可以看出，由于切削工具和工件之间的相互作用，切削层和附近的金属产生I、ii和iii4三个变形区。第一变形区是滑动变形区，在此处，切削刃前面的工件上的切削层产生塑性变形。它是切屑形成过程中的主要变形区域，也是三个变形区域中变形最大的区域。第二变形区域是切屑底层接触刀具前刀面的区域。金属在切削层中剪切和滑动后，切屑在前刀面的挤压和摩擦作用下流过前刀面，底层的金属流

11、量小于上层的金属流量，从而形成滞留层。第三个变形区是刀具侧面和工件加工表面之间的接触区。由于刀具的切削刃和刀具的后表面之间的挤压和摩擦，工件的加工表面容易发生晶粒纤维化和加工硬化，并伴随有一定的残余应力。2.2碎片肿瘤当刀具切削某些塑性金属时，在一定的切削速度范围内，切屑底层中的一部分金属容易粘结或冷焊在前刀面上，形成高硬度的楔形，从而代替前刀面和切削刃进行切削。如图1-3所示，这种小的楔形称为碎屑堆积。一般来说，切屑块的硬度可以达到工件材料硬度的2-3.5倍。1.碎片肿瘤的形成在一定的切削速度范围内，切屑的底部金属与前刀面有很强的挤压和摩擦，破坏了前刀面上的氧化膜和吸附膜，逐渐增加了与前刀面

12、的接触面积。同时，在巨大的压力和摩擦力的作用下，切屑底层被滞留，切屑底层金属的流动速度比切屑上层金属慢得多，沿前刀面发生较大变形。在适当的压力和温度作用下，切屑底部的金属填满了前刀面的微谷，导致冷焊并形成冷焊层。冷焊层具有较大的强度和硬度，能抵抗切削力的作用，形成第一层碎屑堆积瘤Q1。随着芯片继续流动，与第一层芯片块接触的芯片的底部金属重复上述变形和冷焊过程，并积聚在第一层芯片块上，形成第二层芯片块Q2。这种积累导致了碎片肿瘤的生长。随着切屑堆积改变了前刀面和切削刃的实际形状，切屑和前刀面之间的接触条件和应力条件也会改变。当积屑增长到一定高度时，它不会继续增长，从而形成一个完整的积屑流。2.切

13、屑堆积对切割过程影响切屑块冷焊在刀具的切削刃和前刀面的前端，可以代替切削刃和前刀面切削过程中碎屑堆积的出现和脱落通常会将碎屑堆积粘附到加工表面上，从而增加加工表面的粗糙度。碎屑堆积肿瘤的粗糙表面会导致加工表面的重新映射错误。5随着切屑堆积的增加，实际工作前角oe增大，导致切削变形和切削力减小。当碎片瘤最高时，实际工作前角oe可达30左右。如图1-4所示，碎屑堆积肿瘤的前端延伸到切割边缘之外，延伸量为ac。这种过切厚度改变了加工尺寸。同时，由于碎屑块的不断出现和脱落，加工尺寸不稳定，影响了被加工零件的尺寸精度。粗加工有利，精加工不利。影响芯片肿瘤的主要因素：(1)硬度和塑性当工件材料硬度低、塑性

14、大时，切削过程中金属变形大，切屑与前刀面之间的摩擦系数和接触长度都大，容易发生切屑堆积。(2)切割速度切削速度主要通过切削温度和摩擦系数来影响切屑的堆积。(3)进料速度当进给速度增加时，切削厚度增加，切削温度升高。切削厚度越大，刀具和切屑之间的接触长度越长，切屑堆积的高度越大。(4)前角当刀具前角增大时，切削力减小，切削温度降低，切削变形减小，刀具与切屑的接触长度变短，从而减少了切屑堆积的形成基础。防止碎片肿瘤形成的措施：62.3切割热量和切割温度1.切割热源在刀具的作用下，被切削的金属发生弹塑性变形，金属切削层发生错位和分离，从而形成切屑，消耗功并产生热量。此外，切屑和前刀面、工件和前刀面之

15、间的摩擦也消耗功，从而产生大量热量。因此，在切削过程中，有三个加热区域(即三个变形区域)，包括切削层的切削表面、切屑和刀具的前刀面之间的接触区域以及前刀面和工件的加工表面之间的接触区域。其中，切削变形是切削热的主要来源。2.切割的热度当切削热转移到工件上时，工件的温度会上升。铣削热可使切削区温度达到700 800，甚至高达1 000。一方面，由于热膨胀和冷收缩，工件会变形，影响工件的尺寸和形状精度。粗加工通常影响不大，但精加工的影响更大，尤其是铣削细长或薄壁零件时。另一方面，铣削热量传递给工件。在较高的温度下，工件材料的金相组织必然会发生变化，在加工表面产生残余应力，并发生烧伤和退火，影响其使

16、用性能。切削热量传递到铣刀上，导致铣刀温度升高，产生热变形，影响加工精度，特别是对于精密复杂的铣刀，温度需要控制。另一方面，刀具温度的升高会引起铣刀的热磨损或刀具材料力学性能的变化。因此，使用高速钢铣刀时，切削温度应控制在500以下。使用硬质合金刀具时，切削温度应控制在800左右。3.降低铣削热的措施采用端面铣削时，加工系统刚性好，可以适当减小主偏角，改善刀具散热条件，降低切削区域的平均温度。在保证切削刃强度的情况下，适当增加前角，减少切削层金属的塑性变形，减少切削热的产生。当工件余量大且机床刚性好时，切削速度可以降低，进给速度和回给速度或侧进给速度可以增加。提高了铣刀的磨削质量，前刀面和凸缘的粗糙度值切割速度越高，单位时间内移除的金属越多，金属变形和摩擦消耗的功越多，产生的切割热越多，因此切割温度升高。同时，切削速度加快，切屑流动速度加快，切削层变形产生的热量无法传递给工件和刀具，大量切削热量被