小ME知識講堂：什麼是銑刀

2021-04-13專題報導 來源出處：365me工業服務平台

產品型式

圓柱形銑刀
用於臥式銑床上加工平面。刀齒分布在銑刀的圓周上，按齒形分為直齒和螺旋齒兩種。按齒數分粗齒和細齒兩種。螺旋齒粗齒銑刀齒數少，刀齒強度高，容屑空間大，適用於粗加工；細齒銑刀適用於精加工。

面銑刀
又稱盤銑刀，用於立式銑床、端面銑床或龍門銑床上加工平面，端面和圓周上均有刀齒,也有粗齒和細齒之分。其結構有整體式、鑲齒式和可轉位式3種。

立銑刀
用於加工溝槽和台階面等，刀齒在圓周和端面上，工作時不能沿軸向進給。當立銑刀上有通過中心的端齒時，可軸向進給。

三面刃銑刀
用於加工各種溝槽和台階面,其兩側面和圓周上均有刀齒。

角度銑刀
用於銑削成一定角度的溝槽，有單角和雙角銑刀兩種。

鋸片銑刀
用於加工深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒。為了減少銑切時的摩擦，刀齒兩側有15′~1°的副偏角。此外,還有鍵槽銑刀、燕尾槽銑刀、T形槽銑刀和各種成形銑刀等。

T形銑刀
用來銑T形槽。

產品結構
整體式
刀體和刀齒製成一體。

整體焊齒式
刀齒用硬質合金或其他耐磨刀具材料製成，並釺焊在刀體上。

鑲齒式
刀齒用機械夾固的方法緊固在刀體上。這種可換的刀齒可以是整體刀具材料的刀頭,也可以是焊接刀具材料的刀頭。刀頭裝在刀體上刃磨的銑刀稱為體內刃磨式；刀頭在夾具上單獨刃磨的稱為體外刃磨式。

可轉位式
(見可轉位刀具)：這種結構已廣泛用於面銑刀、立銑刀和三面刃銑刀等。

關於銑削相關知識
在優化銑削效果時，銑刀的刀片是另一個重要因素，在任何一次銑削時如果同時參加切削的刀片數多於一個是優點，但同時參加切削的刀片數太多就是缺點，在切削時每一個切削刃不可能同時切削，所要求的功率和參加切削的切削刃多少有關，就切屑形成過程，切削刃負載以及加工結果來說，銑刀相對於工件的位置起到了重要作用。

在面銑時，用一把比切削寬度約大30%的銑刀並且將銑刀位置在接近於工件的中心，那麼切屑厚度變化不大。在切入切出的切屑厚度比在中心切削時的切削厚度稍稍薄一些。

為了確保使用足夠高的平均切屑厚度/每齒進給量，必須正確地確定適合於該工序的銑刀刀齒數。銑刀的齒距是有效切削刃之間的距離。可根據這個值將銑刀分為3個類型——密齒銑刀、疏齒銑刀、特密齒銑刀。

和銑削的切屑厚度有關的還有面銑刀的主偏角，主偏角是刀片主切削刃和工件表面之間的夾角，主要有45度、90度角和圓形刀片，切削力的方向變化隨著主偏角的不同將發生很大的變化：主偏角為90度的銑刀主要產生徑向力，作用在進給方向，這意味著被加工表面將不承受過多的壓力，對於銑削結構較弱的工件是比較可靠。

主偏角為45度的銑刀其徑向切削力和軸向大致是相等的，所以產生的壓力比較均衡，對工具機功率的要求也比較低，特別適合於銑削產生崩碎切屑的短屑材料工件。

圓形刀片的銑刀意味著主偏角從0度到90度連續變化，這主要取決於切削深度。這種刀片切削刃強度非常高，由於沿長切削刃方向產生的切屑比較薄，所以適合大的進給量，沿刀片徑向切削力的方向在不斷改變，而且在加工過程中所產生的壓力將取決於切削深度。現代刀片幾何槽形的研製使圓形刀片具有平穩的切削效應、對工具機功率需求較低、穩定性好等優點。今天，它已不再是一種有效的粗銑刀，在面銑和立銑中都有廣泛的應用。

銑削方式
相對於工件的進給方向和銑刀的旋轉方向有兩種方式：
▲順銑，逆銑
第一種是順銑，銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相同的，在開始切削時銑刀就咬住工件並切下最後的切屑。

第二種是逆銑，銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相反的，銑刀在開始切削之前必須在工件上滑移一段，以切削厚度為零開始，到切削結束時切削厚度達到最大。

在三面刃銑刀、某些立銑或面銑時，切削力有不同方向。面銑時，銑刀正好在工件的外側，切削力的方向更應特別注意。順銑時，切削力將工件壓向工作檯，逆銑時切削力使工件離開工作檯。

由於順銑的切削效果最好，通常首選順銑，只有當工具機存在螺紋間隙問題或者有順銑解決不了的問題時，才考慮逆銑。

在理想狀況下，銑刀直徑應比工件寬度大，銑刀軸心線應該始終和工件中心線稍微離開一些距離。當刀具正對切削中心放置時，極易產生毛刺。切削刃進入切削和退出切削時徑向切削力的方向將不斷變化，工具機主軸就可能振動並損壞，刀片可能碎裂而加工表面將十分粗糙，銑刀稍微偏離中心，切削力方向將不再波動——銑刀將會獲得一種預載荷。我們可以把中心銑削比做在馬路中心開車。

銑刀刀片每一次進入切削時，切削刃都要承受衝擊載荷，載荷大小取決於切屑的橫截面、工件材料和切削類型。切入切出時，切削刃和工件之間是否能正確咬合是一個重要方向。

當銑刀軸心線完全位於工件寬度外側時，在切入時的衝擊力是由刀片最外側的刀尖承受的，這將意味著最初的衝擊載荷由刀具最敏感的部位承受。

銑刀最後也是以刀尖離開工件，也就是說刀片從開始切削到離開，切削力一直作用在最外側的刀尖上，直到衝擊力卸荷為止。當銑刀的中心線正好位於工件邊緣線上時，當切屑厚度達到最大時刀片脫離切削，在切入切出時衝擊載荷達到最大。當銑刀軸心線位於工件寬度之內時，切入時的最初衝擊載荷沿切削刃由距離最敏感刀尖較遠的部位承受，而且在退刀時刀片比較平穩的退出切削。

對於每一個刀片來說，當要退出切削時切削刃離開工件的方式是重要的。接近退刀時剩餘的材料可能使刀片間隙多少有所減少。當切屑脫離工件時沿刀片前刀面將產生一個瞬時拉伸力並且在工件上常常產生毛刺。這個拉伸力在危險情況下危及切屑刃安全。

產品分類
尖齒銑刀
在後刀面上磨出一條窄的刃帶以形成后角，由於切削角度合理，其壽命較高。尖齒銑刀的齒背有直線、曲線和折線3種形式。直線齒背常用於細齒的精加工銑刀。曲線和折線齒背的刀齒強度較好，能承受較重的切削負荷，常用於粗齒銑刀。

鏟齒銑刀
其後面用鏟削（或鏟磨）方法加工成阿基米德螺旋線的齒背，銑刀用鈍後只須重磨前面，能保持原有齒形不變，用於製造齒輪銑刀等各種成形銑刀。

主要用途
大體上分為：
1．平頭銑刀，進行粗銑，去除大量毛坯，小面積水平平面或者輪廓精銑。
2．球頭銑刀，進行曲面半精銑和精銑；小型球頭銑刀可以精銑陡峭面/直壁的小倒角還有不規則輪廓面。
3．平頭銑刀帶倒角，可做粗銑去除大量毛坯，還可精銑細平整面（相對於陡峭面）小倒角。
4．成型銑刀，包括倒角刀，T形銑刀或叫鼓型刀，齒型刀，內R刀。
5．倒角刀，倒角刀外形與倒角形狀相同，分為銑圓倒角和斜倒角的銑刀。
6．T型刀，可銑T型槽。
7．齒型刀，銑出各種齒型，比如齒輪。
8．粗皮刀,針對鋁銅合金切削設計之粗銑刀，可快速加工。

常見問題

銑刀尺寸不夠精準：
解決方法:
1．過度切削
減低切削時的深度及寬度
2．機器或固定具缺乏準度
修理機器及固定具
3．機器或固定具缺乏剛性
改變機器\固定具或是切削設定
4．刃數太少

使用多刃端銑刀
銑刀發展很快，業內人稱是旋轉類刀具，如圖所示只是整體硬質合金銑刀，其實，更多的銑刀應用在孔加工和型腔加工，這種銑刀大多是安裝刀片的！

使用方法

銑刀的裝夾
加工中心用銑刀大多接納彈簧夾套裝夾方式，使用時處於懸臂形態。正在銑削加工過程中，有時可能出現銑刀從刀夾中逐步伸出，以致完整?失落，以致工件報廢的景象，其緣由一般是由於刀夾內孔與銑刀刀柄外徑之間存正在油膜，形成夾緊力不敷所致。銑刀出廠時一般都塗有防鏽油，假如切削時使用非水溶切削油，刀夾內孔也會附著一層霧狀油膜，賣刀柄和刀夾上都存正在油膜時，刀夾很難牢固夾緊刀柄，正在加工中銑刀就造成鬆動和失落。所以正在銑刀裝夾前，應先將銑刀柄部和刀夾內孔用清洗液清洗潔凈，擦乾後再進行裝夾。

當銑刀的直徑較大時，即使刀柄和刀夾都很乾凈，還是可能發生失刀事故，這時應選用帶削平缺口的刀柄和相應的側面鎖緊方式。

銑刀夾緊後可能出現的另一問題是加工中銑刀正在刀夾埠處折斷，其緣由一般是由於刀夾使用時間過長，刀夾埠部已磨損成錐形所致，此時應更換新的刀夾。

銑刀的振動
由於銑刀與刀夾之間存正在微小間隙，所以正在加工過程中刀具有可能出現振動景象。振動會使銑刀圓周刃的吃刀量不均勻，且切擴量比原定值增大，影響加工精度和刀具使用壽命。但當加工出的溝槽寬度偏小時,可以有目的地使刀具振動，經過增大切擴量來獲得所需槽寬，但這種情況下應將銑刀的最大振幅正在0.02mm以下,否則無法進行穩定的切削。正常加工中銑刀的振動越小越好。

當出現刀具振動時，應考慮降低切削速度和進給速度，如兩者都已降低40%後仍存正在較大振動，則應考慮減小吃刀量。

如加工零碎出現共振，其緣由可能是切削速度過大、進給速度恰恰小、刀具零碎剛不敷、工件裝夾力不敷以及工件外形或工件裝夾要領等要素所致，此時應接納調解切削用量、添加刀具零碎剛度、進步進給速度等措施。

銑刀的端刃切削
正在模具等工件型腔的數控銑削加工中，當被切削點為下凹部分或深腔時，需加長銑刀的伸出量。假如使用長刃型銑刀，由於刀具的撓度較大，易孕育發生振動並導致刀具折損。因此正在加工過程中，假如只需刀具端部相近的刀刃參加切削，則最好選用刀具總長度較長的短刃長柄型銑刀。正在臥式數控工具機上使用大直徑銑刀加工工件時，由於刀具自重所孕育發生的變形較大，更應非常注重端刃切削超卓出現的標題。正在務必使用長刃型銑刀的情況下，則需大幅度降低切削速度和進給速度。

切削參數的選用
切削速度的挑選主要取決於被加工工件的材質；進給速度的挑選主要取決於被加工工件的材質及銑刀的直徑。國外一些刀具生產廠家的刀具樣本附有刀具切削參數選用表，可供參考。但切削參數的選用同時又受工具機、刀具零碎、被加工工件外形以及裝夾方式等多方面要素的影響，應憑據實踐情況適賣調解切削速度和進給速度。

當以刀具壽命為優先考慮要素時，可適當降低切削速度和進給速度；當切屑的離刃情況欠好時，則可適當增大切削速度。

切削方式的挑選
接納順銑有益於防禦刀刃掩護，可進步刀具壽命。但有兩點需求注重：
①如接納普通工具機加工，應想法消弭進給機構的間隙；
②當工件外貌殘留有鑄、鍛工藝組成的氧化膜或其它硬化層時，宜接納逆銑。

材料要求
銑刀切削部分材料的基本要求
1）高硬度和耐磨性：在常溫下，切削部分材料必須具備足夠的硬度才能切入工件；具有高的耐磨性，刀具才不磨損，延長使用壽命。
2）好的耐熱性：刀具在切削過程中會產生大量的熱量，尤其是在切削速度較高時，溫度會很高，因此，刀具材料應具備好的耐熱性，既在高溫下仍能保持較高的硬度，有能繼續進行切削的性能，這種具有高溫硬度的性質，又稱為熱硬性或紅硬性。
3）高的強度和好的韌性：在切削過程中，刀具要承受很大的衝擊力，所以刀具材料要具有較高的強度，否則易斷裂和損壞。由於銑刀會受到衝擊和振動，因此，銑刀材料還應具備好的韌性，才不易崩刃，碎裂。

銑刀常用材料
1）高速工具鋼（簡稱高速鋼，鋒鋼等）
分通用和特殊用途高速鋼兩種。
其具有以下特點：
a、合金元素鎢、鉻、鉬、釩的含量較高，淬火硬度可達HRC62—70。在600℃高 溫下， 仍能保持較高的硬度。
b、刃口強度和韌性好，抗振性強，能用於製造切削速度一般的刀具，對於鋼性較差的工具機，採用高速鋼銑刀，仍能順利切削。
c、工藝性能好，鍛造、加工和刃磨都比較容易，還可以製造形狀較複雜的刀具。
d、與硬質合金材料相比，仍有硬度較低，紅硬性和耐磨性較差等缺點。

2）硬質合金
是金屬碳化物、碳化鎢、碳化鈦和以鈷為主的金屬粘結劑經粉未冶金工藝製造而成的。

其主要特點如下：
a、能耐高溫，在800—1000℃左右仍能保持良好的切削性能，切削時可選用比高速鋼高4—8倍的切削速度。
b、常溫硬度高，耐磨性好。
c、抗彎強度低，衝擊韌性差，刀刃不易磨的很鋒利。

常用的硬質合金一般可以為三大類：
① 鎢鈷類硬質合金（YG）
常用牌號YG3、YG6、YG8，其中數字表示含鈷量的百分率，含鈷量愈多，韌性愈好，愈耐衝擊和振動，但會降低硬度和耐磨性。因此，該合金適用於切削鑄鐵及有色金屬，還可以用來切削衝擊性大的毛坯和經淬火的鋼件和不鏽鋼件。

② 鈦鈷類硬質合金(YT)
常用牌號有YT5、YT15、YT30，數字表示碳化鈦的百分率。硬質合金含碳化鈦以後，能提高鋼的粘結溫度，減小磨擦係數，並能使硬度和耐磨性略有提高，但降低了抗彎強度和韌性，使性質變脆，因此，該類合金適應切削鋼類零件。

③ 通用硬質合金
在上述兩種硬質合金中加入適量的稀有金屬碳化物，如碳化鉭和碳化鈮等，使其晶粒細化，提高其常溫硬度和高溫硬度、耐磨性、粘接溫度和抗氧化性，能使合金的韌性有所增加，因此，這類硬質合金刀具有較好的綜合切削性能和通用性，其牌號有：YW1、YW2和YA6等，由於其價格較貴，主要用於難加工材料，如高強度鋼、耐熱鋼、不鏽鋼等。

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