铣削原理及铣刀磨损形式

1、铣削三要素,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,切削参数计算,切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%。,刀片材料和切削线速度, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 8,铣削热

2、和机械循环,工件, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 9,铣削刀具类型,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,铣削刀具命名规则,S E K N 12 04 AF E N L N, 2012 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 10 of 79, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l P

3、roprietary and Confidential l 11,铣刀设计,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, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 12,端面铣刀尺寸294,AR,LA,B,K,H,BC,RR,ap, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 13,铣削刀具主偏角ISO,作用: 向主轴方向施加力不同 切屑厚

4、度 切削深度 切削直径, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 14,主偏角,主偏角,100% DOC,70%,50%,主偏角对切屑厚度的影响（ANSI标准）,铣刀中心线位于工件的位置, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 15,前角, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Co

5、nfidential l 16,双负角铣刀,优点 进给量更大 刀片强度最大化 切刃利用最大化 缺点 切削力更大 将切屑推向工件后方 会产生毛刺,Most disadvantages are overcome by using inserts with chip groove geometry, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 17,双正向铣刀,缺点 切刃薄弱 Not recommended for tough or hard material 如定位不当,会加工时抬起工件,

6、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, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 18,正负角铣刀,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, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 19,不等距齿距,68,75,73,74

7、,70,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 較多的齒接觸 更高的每分鐘進給量 較小的切削深度 較小的排屑空間 多一點的切削馬力, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 21,铣刀齿距,500 RPM .005 ipt 0.13 mm/z,7 Teeth x 0.13 mm/z (0.005 IPT) x 500 RPM = 445 mm/z (17.5 IPT),12 Teeth x 0.13 mm/tooth (0.00

8、5 IPT) x 500 RPM = 762 mm/min (30 IPT),粗齿,细齿, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 22,铣刀旋转方向,左手刀盘 不常见 特殊应用,右手刀盘 更常见 通用, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 23,刀片前刀面轮廓,不同的前角 - 5, 11 , 15, 2008 Kennametal Inc. l All right

9、s reserved. l Proprietary and Confidential l 24,刀片转位,15 前刀面角度,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., 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 25,铣刀基本操作,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, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 26,铣削技术

10、,顺铣,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,作用于工件的力,工作台进给,選擇刀盤直徑,好的,不好的,工件, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 28,铣刀定位,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, 2008 Kennam

11、etal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 29,刀具定位,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, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 30,铣刀啮合,薄切屑 6齿切削 不需要,厚切屑 需要4齿切削,进给方向, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l

12、 Proprietary and Confidential l 31,铣刀啮合,尽可能避免中心线过中心线,切削力,Table Feed,Cutter,Rotation,Cutter,Rotation,Workpiece,Table Feed,Workpiece,前角影響切削力,偏移,偏移,Feed,Feed,正的軸向前角,負的軸向前角,(+),(-),铣刀切削参数计算实例,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？,600 rpm 720 mm/min,铣刀的有效齿数计算 S

13、ecure the effection insert numbers,圆弧插补铣削时走刀量的折算 Circular interpolation feed value comparison,圆弧插补铣削时走刀量的折算 Circular interpolation feed value comparison,180mm,60mm,假设铣刀有4个齿，切削速度180m/min, 要求fz=0.17mm/z, 问Vf1应该是多少？,k=0.82 Vf1=557.6,平均铣屑厚度和最大切屑厚度 Average chip thickness inspection,铣削功率和扭矩的计算 Power consu

14、ming and Torque force,铣削功率和扭矩的计算 Power consuming and Torque force,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, 每齿进刀为fz=0.2mm/z, 切深ap=4mm, 切宽ae=60mm, 问他们的铣削功率和扭矩,N铝=2388rpm vf铝=2865mm/r p铝=9.16kw T铝=36Nm,N不锈钢=597rpm vf不锈钢=716mm/r p不锈钢=6.87kw T不锈钢=109Nm,Dodeka 系

15、列,Indexable Milling Teams, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 43,Dodeka Mini - 特点,Dodeka Mini 45,Dodeka Mini 大进给,刀片 HNGJ0604 HNPJ0604,刀片t HNGJ0604 HNPJ0604,不同主偏角刀盘 一种 刀片,Ap1 max = 3.2 mm,Ap1 max = 1,6 mm,Dodeka Mini 60,刀片 HNGJ0604 HNPJ0604,Ap1 max = 4.4 mm,D

16、odeka 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, 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 44,Dodeka MAX 45 - 特点,A,切深 max = 8 mm,AP1,45 主偏角,刀片座经过特殊硬化处理，可更好的保护刀体,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

17、，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,刀体标准品直径 D1=80 到 315 mm,高效的重载面铣刀, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 45,Dodeka 系列,Dodeka 45,Dodeka High-Feed,Dodeka Max 45,Insert HN.J0905,Insert HN.J0905,Insert HN.J1307,市场上最全面的铣刀系列,Ap1 max = 4.5 mm,Ap1 max = 2 mm,Ap1 max = 8mm, 2

18、008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 46,Dodeka Mini - 刀片特点,Roughing,Light Machining,Finishing,Finishing,General Machining,Heavy Roughing,Wiper Insert,Wiper Insert,Periphery Ground,Periphery Ground,Periphery Ground,Periphery Ground,PSTS,PSTS,Edge Prep: Sharp,Edg

19、e Prep: Sharp,Edge Prep: Hone,Edge Prep: Hone,Edge Prep: Positive T-Land + Hone,Edge Prep: 0T-Land + Hone,32HD,非铁金属和铝合金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, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 47,-7,并非刀

20、尖首先切入工件 刃口设计强壮，刀片前角 大，可以轻快切削,Dodeka Mini - 特点, 2011 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 48,Dodeka Mini HF (15),Dodeka Mini 45,Dodeka Mini HD (60),Dodeka Mini - 刀体特征, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 49,Dodeka Mini - 坡铣能力

21、,Liniar Ramp Length =,AP MAX,Tangens Ramp Angle,D1,AP MAX,Ramp Angle,Dodeka Mini 45,Dodeka Mini HD (60), 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 50, min = 1,5 x D1,f max = apmax = 3,2mm,Dodeka Mini 45 - 螺旋插补,EXTERNAL,INTERNAL,f max,f max,不能再实体上插补螺旋铣 !, 2008 Kenna

22、metal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 51,修光刃 only 用于 Dodeka Mini 45 主偏角,Dodeka Mini - 修光刃使用, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 52,Dodeka Mini-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,D1,1,2,修光刃只和磨削刀片搭配, 2011

23、 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 53,Dodeka Mini 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- 45 - 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, 2008 Kennametal Inc. l All

24、rights reserved. l Proprietary and Confidential l 54,Skoda 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: 144m,Dodeka MAX 案例, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 55,在 Waldrich 龙门机床 功率80 kW, SK50 材料 St 52 （Q345） 面

25、铣, vc=150 m/min, 每齿进给 fz=1,0 mm/tooth 轴向切深 8mm Dodeka Max 315mm,. KCPK30 出色的金属去除率,Dodeka MAX 案例,KCMS 刀座式铣刀,Indexable Milling Teams Eric Qiao, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 57,KCMS - 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.,

26、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, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 58,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 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

27、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., 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 59,KCMS - 特点,快换定位面. 粗加工时可以不用调节.,一个刀体可以实现粗精加工,标准品范围 D1 = 125 - 315 mm D1 = 5“- 12“,轴向调节楔块,楔块调整螺钉,刀座,刀座锁紧螺钉, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved

28、. l Proprietary and Confidential l 60,KCMS - 刀座标准品,KCMS Cartridges covering all major front lines for Face- Shoulder- and Copymilling,Fix-Finisher,Dodeka Mini HF,Dodeka Mini 45,Dodeka Mini HD,Dodeka HF,Dodeka 45,KSOM Mini,KSOM,KSSM45,Mill 1-10,Mill 1-14,Mill 1-18,CIP,CIP,CIP,KSSM90-IC10,KSSM90-IC12,

29、KSRM Daisy,KSRM Daisy,ISO Standard,ISO Standard,ISO Standard,ISO Standard,ISO Standard,ISO Standard,ISO Standard, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 61,Mill-1系列,Mill 1-25 Mill 1-18 Mill 1-14 Mill 1-10 Mill 1-07, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l

30、Proprietary and Confidential l 63,Design details, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 64,Design details, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 65,Design details inserts,Innovative Design to provide a high performance mil

31、ling system, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 66,Complete insert range! Ground inserts with “E” (honed) edge preparation GD or LD) Ground inserts with “F.J” (sharp & polished) edge prep LD for ALU PSTS (pressed) inserts with “E” (honed) and “S” (T-land & h

32、one) edge preparation GD Plus our M Grades Steel:KC725M, KC935M Stainless:KC725M, (KC522M) Cast Iron:KC915M (dry), KC935M (wet, GGG) Non-Ferrous:KC410M High Temp Alloys:KC725M, KC522M,Product offering inserts, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 68,Applicatio

33、n example,Application data: Material: 42CrMoS4(HB 340) vc = 201 m/min n = 2000 min-1 vf = 3300 mm/min ap = 6 mm/orbit ae = 32 mm with coolant,Tool:32A03R050B32SED18 Insert:EDCT180512PDERGD KC725M,How to manufacture four blind holes dia. 52,5 mm 36 mm pocket depth? Use Mill 1-18 instead of a drill!, 2008 Kennametal Inc. l All rights reserved. l Proprietary and Confidential l 69,Application example,Tool:63A05RS90ED18D Insert:EDCT1805