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铣削曲面时必须注意的8个问题

铣削曲面时必须注意的8个问题

1.刀具的选择

数控机床在加工模具时所采用的刀具多数与通用刀具相同。经常也使用机夹不重磨可转位硬质合金刀片的铣刀。由于模具中有许多是由曲面构成的型腔，所以经常需要采用球头刀以及环形刀（即立铣刀刀尖呈圆弧倒角状）。

2.装配铣床夹具需要注意的事项

按照铣削时的进给方式通常将铣床夹具分为直线进给式、圆周进给式、及靠模铣夹具。那么给铣床装配这些夹具时需要注意什么问题呢？

一、为了提高铣床夹具在机床上安装的稳定性和动态下的抗振性能，各种装置的结构应紧凑，夹具的要尽可能低，夹具体与机床工作台的接触面积要大。

第二、利用铣床铣削加工生产率高（切削时间短），设计夹具时要考虑如何快速地安装工件以缩短辅助时间，一般在夹具卜．还设置有确***置及方向的元件，以便于迅速地调整好夹具、机床的相对位置。

第三、装配铣床夹具时还要考虑切屑流出及清理方便。铣削加工时产生大量切屑，应有足够的排屑空间，大型夹具应考虑排屑口、出屑槽；对不易清除切屑的部位和空间应加防护罩。加工时采用切削液时，夹具体设计要考虑切削液的流向和回收。对于重型铣床夹具，为便于搬运，还应在夹具体上设置吊环等。

3.铣削曲面时应注意的问题

(1) 粗铣 粗铣时应根据被加工曲面给出的余量，用立铣刀按等高面一层一层地铣削，这种粗铣。粗铣后的曲面类似于山坡上的梯田。台阶的高度视粗铣精度而定。

(2) 半精铣 半精铣的目的是铣掉“梯田”的台阶，使被加工表面更接近于理论曲面，采用球头铣刀一般为精加工工序留出0.5㎜左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。

(3) 精加工 终加工出理论曲面。用球头铣刀精加工曲面时，一般用行切法。对于开敞性比较好的零件而言，行切的折返点应选在曲表的外面，即在编程时，应把曲面向外延伸一些。对开敞性不好的零件表面，由于折返时，切削速度的变化，很容易在已加工表面上及阻挡面上，留下由停顿和振动产生的刀痕。所以在加工和编程时，一是要在折返时降低进给速度，二是在编程时，被加工曲面折返点应稍离开阻挡面。对曲面与阻挡面相贯线应单作一个清根程序另外加工，这样就会使被加工曲面与阻挡面光滑连接，而不致产生很大的刀痕。

(4) 球头铣刀在铣削曲面时，其刀尖处的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面铣削比较平缓的曲面时，球刀刀尖切出的表面质量比较差，所以应适当地提高主轴转速，另外还应避免用刀尖切削。

(5) 避免垂直下刀。平底圆柱铣刀有两种，一种是端面有尖孔，其端刃不过中心。另一种是端面无尖孔，端刃相连且过中心。在铣削曲面时，有尖孔的端铣刀对不能像钻头似的向下垂直进刀，除非预先钻有工艺孔。否则会把铣刀顶断。如果用无尖孔的端刀时可以垂直向下进刀，但由于刀刃角度太小，轴向力很大，所以也应尽量避免。好的办法是向斜下方进刀，进到一定深度后再用侧刃横向切削。在铣削凹槽面时，可以预钻出工艺孔以便下刀。用球头铣刀垂直进刀的效果虽然比平底的端铣刀要好，但也因轴向力过大、影响切削效果的缘故，好不使用这种下刀方式。

(6) 铣削曲面零件中，如果发现零件材料热处理不好、有裂纹、***不均匀等现象时，应及时停止加工，以免浪费工时。

(7) 在铣削模具型腔比较复杂的曲面时，一般需要较长的周期，因此，在每次开机铣削前应对机床、夹具、刀具进行适当的检查，以免在中途发生故障，影响加工精度，甚至造成废品。

(8) 在模具型腔铣削时，应根据加工表面的粗糙度适当掌握修锉余量。对于铣削比较困难的部位，如果加工表面粗糙度较差，应适当多留些修锉余量；而对于平面、直角沟槽等容易加工的部位，应尽量降低加工表面粗糙度值，减少修锉工作量，避免因大面积修锉而影响型腔曲面的精度。

超实用的刀具涂层的深度解析，看完选刀无忧！

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金属切削加工有必要满意对出产率和加工速度不断进步的要求。加工时产生的冲突、工件和刀具的磨损是构成出产率丢失的主要要素。根据德国冲突学会的陈述，在工业化***，每年仅由冲突和磨损构成的丢失就占到社会出产总值的大约5%。

刀具涂层能够改善刀具的冲突和磨损功能，因而在切削加工中必不可少。多年来，外表处理技能提供商一直在开发定制化的涂层解决计划，以进步刀具的耐磨性、加工功率和使用寿数。独特的挑战来自于对以下四个要素的重视与优化：①刀具外表的涂前和涂后处理；②涂层资料；③涂层结构；④涂层刀具综合加工技能。

图1 切削加工的成功取决于刀具、涂层、资料等各种要素之间相互效果的优化

刀具磨损来源

在切削过程中，一些磨损机理发作在刀具与工件资料的接触区。例如，切屑与切削外表之间的粘结磨损、工件资猜中的硬质点对刀具的磨料磨损，以及冲突化学反应（由机械效果和高温引起的资料化学反应）引起的磨损。因为这些冲突应力会减小刀具的切削力和缩段刀具的使用寿数，因而它们主要影响刀具的加工功率。

外表涂层能够减小冲突力的影响，一同，刀具基体资料可对涂层起到支撑效果，并吸收机械应力。冲突系统功能的改善除了能够进步出产率以外，还能节约资料和下降能源消耗。

图2 涂层刀具

涂层对下降加工本钱的效果

在出产周期中，刀具的使用寿数是一个重要的本钱要素。除了其他含义以外，可将刀具寿数理解为机床在需求维护之前能够不间断加工的时常。刀具寿数越长，因出产中断而产生的本钱就越低，机床的维护工作也越少。

即便在切削温度很高的情况下，使用涂层也能够延伸刀具的使用寿数，然后大大下降加工本钱。此外，刀具涂层还能够削减对润滑液的需求。这不但能够下降物料本钱，并且还有助于保护环境。

图3 即便在高速切削淬硬钢时，涂层铣刀的使用寿数也能大幅进步

涂层前和涂层后处理对出产率的影响

在现代切削加工中，刀具要承受高压（＞2GPa）、高温和不断循环的热应力。在刀具涂层之前和涂层以后，有必要对其进行相应的工艺处理。

在刀具涂层之前，可选用各种预处理方法使刀具为随后的涂层工艺做好准备，一同明显进步涂层的附着力。经过与涂层的一同效果，对刀具切削刃的制备也能进步切削速度和进给率，并延伸刀具的使用寿数。

涂层后处理（刃口制备、外表处理和结构化处理）对刀具的优化也起着决定性效果，特别能够避免经过构成积屑瘤（工件资料粘结到刀具切削刃上）而可能构成的前期磨损。

图4 PVD涂层炉内部一瞥

涂层考虑要素与挑选

对涂层功能的要求可能迥然不同。在切削时刃口温度很高的加工条件下，涂层的耐热磨损功能就变得极其重要。人们希望，现代涂层还应具有以下特性：优异的高温功能、抗痒化功能、高硬度（即便在高温条件下），以及经过纳米结构层规划而具有的微观韧性（塑性）。

对刀具而言，优化的涂层粘附性和合理散布的剩余应力是两个决定性要素。首要，需求考虑基体资料与涂层资料的相互效果。其次，涂层资料与被加工资料之间应具有尽可能小的亲和性。经过选用适当的刀具几何形状和对涂层进行抛光的方法，能够明显下降涂层与工件发作粘结的可能性。

铝基涂层（如AlTiN）是切削加工行业常用的刀具涂层。在切削高温效果下，这些铝基涂层能够构成薄而细密的氧化铝层，而氧化铝层在加工中能够不断自我更新，并保护涂层和其下的基体资料不被氧化侵蚀。

经过改变铝含量和涂层结构，能够调整涂层的硬度和抗痒化功能。例如，经过增加铝含量，选用纳米结构或微合金化（即与低含量元素合金化），就能够改善涂层的抗痒化功能。

除了涂层资料的化学成分以外，涂层结构的改变也会明显改变涂层的功能。不同的刀具功能取决于涂层微观结构中各种元素的散布情况。

图5 经过改变各层涂层中不同元素的散布情况，能够调整涂层功能（如各层硬度、资料相的稳定性和冲突特性）

如今，可将几种具有不同化学成分的单一涂层组合成复合涂层，以取得所需的功能。这种趋势往后还将不断发展——特别是经过新的涂层系统与涂层工艺，如将三种高离子化涂层工艺组合到一同的HI3电弧蒸腾与溅射混合涂层技能。

作为一种全能型涂层，钛硅基（TiSi）涂层能够提供优异的加工功能。此类涂层既可用于加工具有不同碳化物含量的高硬度钢（芯部硬度高达HRC65），也能用于加工中等硬度钢（芯部硬度HR***0）。为了习惯不同的加工用途，可对涂层结构的规划进行相应调整。因而，钛硅基涂层刀具可用于切削加工从高合金钢、低合金钢到淬硬钢和钛合金的各种工件资料。在平面工件（硬度为HR***4）上进行的高光洁度切削实验标明，涂层刀具可使刀具寿数进步近两倍，加工外表粗糙度减小10倍左右。

钛硅基涂层可蕞大极限地削减后续的外表抛光处理。此类涂层将有望应用于切削速度高、刃口温度高、金属去除率高的加工中。

关于其他一些PVD涂层（特别是微合金化涂层），涂层公司也与加工企业密切合作，研讨开发各种优化的外表处理计划。因而，在加工功率、刀具使用、加工质量，以及资料、涂层与加工之间的相互效果等方面，都可能取得很大的改善，并得到实际应用。经过与***涂层同伴合作，用户就能够在刀具的整个生命周期中进步其使用功率。

为了提高ISO S资料的铣削性能，咱们将推出一系列具有独特槽型和原料的立铣刀。CoroMill?Plura

HFS (高进给侧铣) ISO S刀具可保证钛合金和镍基合金工件的加工牢靠且富有成效，在航空发动机和结构件应用中均有不俗的体现。

为了应对未来几年航天航空业务的预期增加，CoroMillPlura HFS 产品包含两个针对钛合金优化的立铣刀系列，以及一个针对镍基合金优化的立铣刀系列。排屑和发热是钛合金加工的特定应战，咱们开发了一款硬质合金立铣刀以应对普通排屑工况，以及一款选用内冷却液和全新内冷增强器

(专利申请中) 的立铣刀以保证蕞佳切屑和温度操控。

加工钛合金的立铣刀

选用GC1745原料，具有巩固的细晶粒 (亚微米) 烧结硬质合金基体，其尖利且可控的切削刃可应对非常严苛的铣削工况。此外，全新含硅涂层具有出色的耐磨性和低热传导性。刀具为6齿产品，端刃不过中心，具有不等齿距设计。此外，芯部尺寸经过优化，在钛合金加工中具有更高的刚性，而刀尖圆弧半径、前角和后角均专门针对这些严苛资料的加工而设计。

加工镍基合金的立铣刀

选用GC1710原料，也具有尖利且可控的切削刃。坚硬耐磨的细粒度基体，经优化可用于在加工具有硬质点、高粘性、作业硬化资料

(比方时效处理的Inconel 718) 时接受高作业负荷。此处，选用立异HIPIMS (高功率脉冲磁控溅射) 技能制造的新涂层也具有下降表面粘脱附特性，可以防止构成BUE (积屑瘤) 并延伸刀具寿命。

山特维克可乐满硬质合金立铣刀***产品经理Tiziana Pro说：“新刀具的设计可保证大轴向切深

(ap)

和小径向切深 (ae) 以及可控蕞大切屑厚度的高进给侧铣，可以有效操控切削力并完成流畅切削。生产效率的提高带来了更高产量，而刀具寿命的延伸和牢靠性的增强又下降了高价值零件的报废率。客户还进一步下降刀具单个零件本钱并提高了安全水平。”

谁将受益？

方针航天航空零件包含钛合金机翼和挂架零件，以及由Inconel 718制造的发动机机匣。石油和天冉气、衣疗和晒车运动等领域

(其间钛和镍合金变得越来越遍及) 的应用也将从中受益。

用于铣削加工的铣刀

用于铣削加工的铣刀

用于铣削加工的、具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀首要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。

铣刀按用途区别有多种常用的型式（图1）。①圆柱形铣刀：用于卧式铣床上加工平面。刀齿分布在铣刀的圆周上，按齿形分为直齿和螺旋齿两种。按齿数分粗齿和细齿两种。螺旋齿粗齿铣刀齿数少，刀齿强度高，容屑空间大，适用于粗加工；细齿铣刀适用于精加工。②面铣刀：用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面,端面和圆周上均有刀齿,也有粗齿和细齿之分。其结构有整体式、镶齿式和可转位式 3种。③立铣刀：用于加工沟槽和台阶面等，刀齿在圆周和端面上，工作时不能沿轴向进给。当立铣刀上有通过中心的端齿时,可轴向进给。④三面刃铣刀:用于加工各种沟槽和台阶面,其两边面和圆周上均有刀齿。⑤角度铣刀:用于铣削成一定角度的沟槽，有单角和双角铣刀两种。⑥锯片铣刀：用于加工深槽和切断工件，其圆周上有较多的刀齿。为了减少铣切时的冲突,刀齿两边有15′～1°的副偏角。此外,还有键槽铣刀、燕尾槽铣刀、T形槽铣刀和各种成形铣刀等。

铣刀的结构分为4种。①整体式:刀体和刀齿制成一体。②整体焊齿式：刀齿用硬质合金或其他耐磨刀具资料制成,并钎焊在刀体上。③镶齿式:刀齿用机械夹固的办法紧固在刀体上。这种可换的刀齿可所以整体刀具资料的刀头,也可所以焊接刀具资料的刀头。刀头装在刀体上刃磨的铣刀称为体内刃磨式；刀头在夹具上独自刃磨的称为体外刃磨式。④可转位式(见可转位刀具)：这种结构已广泛用于面铣刀、立铣刀和三面刃铣刀等。

铣刀按齿背的加工办法分为两类。①尖齿铣刀：在后边上磨出一条窄的刃带以形成后角，由于切削角度合理，其寿数较高。尖齿铣刀的齿背有直线、曲线和折线3种方式（图2）。直线齿背常用于细齿的精加工铣刀。曲线和折线齿背的刀齿强度较好，能承受较重的切削负荷，常用于粗齿铣刀。②铲齿铣刀：其后边用铲削（或铲磨）办法加工成阿基米德螺旋线的齿背，铣刀用钝后只须重磨前面，能保持原有齿形不变，用于制作齿轮铣刀等各种成形铣刀。