国产硬质合金螺旋立铣刀在加工中心上的运

CNC加工中心用的立铣刀，品种规范繁复，从结构来分有整体式合金立铣刀、可转位硬质合金立铣刀(包含模块式)及焊接式硬质合金螺旋立铣刀3类。

这3类不同的立铣刀，在CNC加工中心已运用较长时刻，各有千秋，特别是第1类和第2类运用面很广，而第3类螺旋立铣刀运用面窄，运用不多。下面临螺旋立铣刀进行分析。

国产螺旋立铣刀，自上世纪80年代已问世，其时因为刀片需挤压呈螺旋状，工艺杂乱难度大，迟迟未扩大出产，后逐步开展，在2008年***已制定部标，目前国内已有数十家刀具***厂出产螺旋立铣刀，品种规范彻底。以往螺旋立铣刀，用在普通铣床上较多，运用在CNC加工中心上较少，这类刀具尽管切削性能好，但强度低，不易受冲击，耐磨性差，不太适合运用在CNC加工中心上。惯例螺旋立铣刀若在硬质合金原料、刀片截面尺度、刀具几许参数及刀体的强度等方面规划不妥会形成上述缺陷，可这种结构立铣刀，有它独特的利益，不只制作工艺较简略、成本低，***首要的是切削性能好，切削刃锋利，刃口用钝后还能屡次修磨，刀具运用成本低，可弥补可转位刀具在运用中的不足，若能进步刀具的强度，增加刀具的耐磨性，这类刀具是很理想的刀具。

1.螺旋立铣刀的改善

1998年株洲钻石对螺旋立铣刀尝试了改善，硬质合金刀片原料从本来的单一YG8商标改为亚微细颗粒YL10.2及YS25合金商标。YL10.2合金硬度≥91.8HRC，抗弯强度到达4 000N/㎡，首要适于切削各种铸铁、有色金属及非金属资料。YS25商标是在WC-CO-TiC基础上加入8％Tac元素，对应ISO的P25～P30运用范围，首要用于铣削各种钢材，尤其是合金钢之类资料作用杰出。与常用硬质合金刀片资料比较，这两种合金资料无论是物理机械性能仍是运用性能都有很大改善和进步，具有很强的耐磨性、抗冲击韧性、抗痒化性、抗粘结和抗分散才能；同时增加了螺旋硬质合金刀片的截面尺度，刀体进行了淬火处理，刀具刀尖处由本来倒角形改为小圆弧形。改善后立铣刀经姑苏沙迪克三光，在五面体龙门加工中心上多年运用，受到了好评。φ50mm新式螺旋立铣刀彻底可代替从日本进口的“住友”同规范铣刀，其价格是进口刀的1/4，它的可切削耐用度、加工零件精度及外表粗糙度不差劲于日本闻名品牌刀具。

2.导轨螺旋立铣刀

在进步螺旋立铣刀强度与耐用度的基础上，只需改动刀具几许参数就能处理技术难度较高的精加工，下面介绍新研制的精铣导轨用“导轨螺旋立铣刀”（见图1）。此刀具是笔者与田润科高工共同研制的，刀具是由株洲华新硬质合金工具厂制造。

众所周知，精细机床如电火花慢走丝、电火花成型机及CNC加工中心等，机床首要大件床身、立柱及拖板上均装有精度十分高的直线导轨***，固定直线导轨是两个彼此垂直的两组精加工基准面，俗称侧导轨与平导轨面（见图2），一般两组导轨面长1.1～1.5m，直线度为0.005mm，彼此平行度0.005mm，平面度为0.008mm，外表粗糙度值Ra=0.8～1.6μm。加工难度与精度十分高，为保证其精度很多相关公司除选用高精度的作业母机（如大隈、马扎克等高精度龙门铣）外，还在刀具装备上选用进口硬质合金立铣刀或进口可转位立铣刀来切削，这样不只刀具价格昂贵，加工导轨质量有时动摇大，往往还要人工铲刮来修正或上龙门导轨磨床返修；也有企业尝试用国产硬质合金规范螺旋立铣刀加工导轨面，但精度做不到，还常需程序插补来处理，进步作业面精度，有些大中型机床公司直接用CNC龙门导轨磨床进行精磨，这样加工成本更高。因此，精铣高精度的导轨面就成了不少企业的瓶颈。

硬质合金导轨精铣刀是在规范螺旋立铣刀的基础上作了较大改善，虽外形相同，但切削的作用显着不一样，首要改善有如下几方面：

（1）惯例规范螺旋立铣刀，不管国内外产品，刀具均选用密齿结构，如φ50mm惯例规范铣刀z=6，精铣导轨铣刀z=8～10，这样同时加工的齿数增加，切削安稳。

（2）刀具几许参数改动，螺旋角不相同，1刃为25°，相邻1刃为30°；减小端面付偏面（俗称刀隙角）并改善端面修刀刃。侧切削刃留利剑为0.07mm，外表粗糙度需达镜面要求。

（3）切削头部切削刃长度缩短，取刀具直径的1/2，刀体淬火硬度58～60HRC。导轨螺旋立铣刀多年来一直在姑苏三光科技有限公司、姑苏万立精机、江苏苏铃精机、姑苏大器机械公司及常州新瑞等公司运用，均取得了很好作用，详见姑苏三光集团提供的切削对比表（见附表）。导轨螺旋立铣刀已申请专利，2014年已被***知识产业局***。

切削实验定论：8刃新硬质合金立铣刀与以前同规范硬质合金铣刀比较，不只刀具耐用度进步了2倍，并且出产功率分别进步11%和38%。

导轨螺旋立铣刀，因为切削刃锋利，切削安稳，耐用度又高，所以也适合加工一些刚性差、精度高的加工工艺困难的零件。如江苏苏铃精工机械承接德国某闻名公司一加工使命，其中三坐标丈量仪器中的Y轴、Z轴及立柱都是薄壁结构铸件（见图3），德方驻沪***曾在江浙一带找过很多有实力机械厂加工，但均因薄壁易振，导致铣削精度达不到图样要求。江苏苏铃精工选用了导轨螺旋立铣刀，很轻松加工了该公司上述难加工件，检测精度合格，工件直接发往德国安装。

螺旋立铣刀还能铣削复合资料，如有些仪器仪表厂的印刷线路板，此线路板的底板是玻璃层压板，上面覆盖着很薄的有色金属线路，铣印刷线路板的斜插口时，若用一般铣刀，会因切削力大形成金属线路与底板撕裂，并且刀具钝化很快，用导轨螺旋立铣刀可以很顺畅处理这个难题，作业质量安稳，刀具寿命长。

3.定论

改善后的螺旋立铣刀在CNC加工中心上，在精铣、半精铣上都发挥了独特利益，既可改动刀具结构与参数，也能进行粗铣。

国产硬质螺旋立铣刀是一种性价比较高的刀具，在CNC加工中心上具有很好的切削性能与运用价值。

螺纹是机械工程中常见的几何特征之一, 运用广泛。螺纹的加工工艺较多, 如根据塑性变形的滚丝与搓丝, 根据切削加工的车削、铣削、攻螺纹与套螺纹、螺纹磨削、螺纹研磨等。其中, 螺纹车削是单件或小批量生产常用的加工办法之一。作为数控车床, 螺纹车削加工是其根本功能之一。

1螺纹车削加工特色

　　螺纹数控加工不同于轮廓加工，其特色表现为：螺纹加工属于成形加工，同时参与的切削刃较长，易呈现啃刀与扎刀现象，一般均需多刀切削完成；为确保导程(或螺距) 准确，有必要要有适宜的切入与切出长度； 螺纹加工的牙型及牙型角根本由刀具形状确保，因而，刀具的形状与正确装置直接影响螺纹牙型的质量；螺纹加工时的进给量与主轴转速有必要保持严厉的传动比， 即F = Ph(mm/ r)，因而，加工时禁止运用恒线速度操控；螺纹切削加工的切削速度一般不高，以不呈现积屑瘤或刀具塑性损坏为原则。

2螺纹车削加工办法

　　螺纹存在右旋与左旋之分, 其加工办法与主轴转向、刀具方位与进给方向有关。以外螺纹为例, 其加工办法如图1所示。内螺纹的加工办法由读者自行分析。

图1 外螺纹加工办法

a)、d) 右旋螺纹　b)、c) 左旋螺纹

　　图1a 所示为常见的右旋螺纹加工办法, 主轴正转、前置正装或后置反装刀具、从右至左进给。若进给方向反向, 则为左旋螺纹加工, 如图1b 所示。

　　图1c 所示为左旋螺纹加工, 主轴反转、前置反装或后置正装刀具、从右至左进给。

　　若进给方向反向, 则为右旋螺纹加工, 如图1d 所示。

3 螺纹车削进刀办法

　　(1) 进刀办法　螺纹加工有必要多刀切削, 其进刀办法有以下几种, 如图2所示。

图2　进刀办法

a) 径向进刀　b) 侧向进刀　c) 改善式侧向进刀　d) 左右侧替换进刀

　　1) 径向进刀(图2a) 是基础的进给办法, 编程简单, 左、右切削刃后刀面磨损均匀, 牙型与刀头的吻合度高; 但切屑操控困难, 或许发生振荡, 刀尖处负荷大且温度高。适合于小螺距(导程) 螺纹的加工以及螺纹的精加工。

　　2) 侧向进刀(图2b) 属较为基础的进刀办法, 有专用的复合固定循环指令编程,可降低切削力, 切屑排出操控便利; 但由于纯单侧刃切削, 左、右切削刃磨损不均匀, 右侧后刀面磨损大。适合于稍大螺距(导程) 螺纹的粗加工。

　　3) 改善式侧向进刀(图2c) 由于进刀方向的稍微改变, 使得右侧切削刃也参与必定程度的切削, 必定程度上按捺了右侧后刀面的磨损, 减小了切削热, 改善了侧向进刀的缺乏。

　　4) 左右侧替换进刀(图2d) 的特色是左、右切削刃磨损均匀, 能延常刀具寿数,切削排出操控便利; 缺乏之处是编程稍显复杂。适用于大牙型、大螺距螺纹的加工, 乃至可用于梯形螺纹的加工, 在编程才能答应的情况下推荐运用。

　　另外, 在加工梯形螺纹时还经常采用一种分层切削式进刀办法。

　　(2) 进刀深度(又称切削深度) 　螺纹加工多次切削的进刀深度选取办法有两种———恒切削面积与恒切削深度进刀, 如图3 所示。

图3　进刀深度操控

　a) 恒切削面积　b) 恒切削深度

　1) 恒切削面积进刀, 每次进刀的切削面积相等, 即Ai=常数。该办法是数控车螺纹时***常用的办法, 且一般加工功率蕞高; 每次走刀的切削力均匀, 有利于提高刀具寿数。

　　2) 恒切削深度进刀, 其每一刀的切削深度相等, 即api = 常数。该办法切屑厚度不变, 可优化切屑形状。缺乏之处是走刀次数较多, 仅作为一种弥补计划。

4螺纹加工常见问题及解决办法

齿轮加工工艺流程：

1.铸造制坯

热模锻仍然是轿车齿轮件广泛运用的毛坯铸造工艺。近年来，楔横轧技能在轴类加工上得到了大范围推广。这项技能特别合适为比较复杂的阶梯轴类制坯，它不仅精度较高、后序加工余量小，并且出产效率高。

2.正火

这一工艺的意图是取得合适后序齿轮切削加工的硬度和为终究热处理做安排准备，以有用减少热处理变形。所用齿轮钢的材料通常为20CrMnTi,一般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大，使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以操控，造成硬度散差大，金相安排不均匀，直接影响金属切削加工和终究热处理，使得热变形大而无规则，零件质量无法操控。为此，选用等温正火工艺。实践证明，选用等温正火有用改变了一般正火的弊端，产品质量稳定牢靠。

3.车削加工

为了满足高精度齿轮加工的***要求，齿坯的加工全部选用数控车床，运用机械夹紧不重磨车刀，完成了在一次装夹下孔径、端面及外径加工同步完成，既保证了内孔与端面的笔直度要求，又保证了大批量齿坯出产的尺度离散小。然后进步了齿坯精度，保证了后序齿轮的加工质量。另外，数控车床加工的***率还大大减少了设备数量，经济性好。

4.滚、插齿

加工齿部所用设备仍很多选用普通滚齿机和插齿机，尽管调整维护方便，但出产效率较低，若完成较大产能需求多机同时出产。跟着涂层技能的发展，滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀非常方便地进行，通过涂镀的刀具可以明显地进步运用寿命，一般能进步90%以上，有用地减少了换刀次数和刃磨时间，效益显着。

5.剃齿

径向剃齿技能以其效率高，规划齿形、齿向的修形要求易于完成等优势被广泛使用于大批量轿车齿轮出产中。公司自1995年技能改造购进意大利公司专用径向剃齿机以来，在这项技能上已经使用老练，加工质量稳定牢靠。

6.热处理

轿车齿轮要求渗碳淬火，以保证其杰出的力学性能。对于热后不再进行磨齿加工的产品，稳定牢靠的热处理设备是必不可少的。公司引入的是德国劳易公司的连续渗碳淬火出产线，取得了满足的热处理效果。

7.磨削加工

主要是对通过热处理的齿轮内孔、端面、轴的外径等部分进行精加工，以进步尺度精度和减小形位公役。