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，舟山钨钢铣刀，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，废钨钢铣刀，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，钨钢铣刀生产厂家，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。
立铣刀夹头的挑选与运用
虽然每种类型的刀具夹头都对某种特定的切削加工独具优势，但一些加工车间需求的却是能在大部分时间里适用于多种不同加工的刀具夹头。此外，关于立铣加工而言，高质量的旁边面锁紧（sidelock）夹头或ER绷簧夹头或许是蕞佳挑选。虽然市场上也有各种高功能刀具夹头，但它们并非总是必不可少，或许因为价格昂贵而令人却步。
立铣加工时，刀具首要受到侧向推力的效果。因而，这意味着夹头夹持刀具的界面（不管其为何种类型）将成为东西体系的薄弱环节之一。
旁边面锁紧式立铣刀夹头选用紧固螺钉来确保刀具安全。当拧紧螺钉时，它会与刀具柄部的Weldon平面触摸。因为紧固螺钉拧紧时会把刀具面向一边，因而旁边面锁紧夹头的同心度并不理想，然后增大了东西体系的径跳差错和不平衡量。不过，因为紧固螺钉能起到物理止动效果，这种夹头的确能供给强壮的夹持力，可防止立铣刀在重载粗铣加工时发作移位和被拉脱。
同心度更好的绷簧夹头
ER绷簧夹头由夹头体、刺进夹头体内的弹性夹筒和一个套在夹筒上可收紧螺纹的螺母组成。当拧紧螺母时，环抱圆形刀柄的弹性夹筒可对刀柄施加强壮的夹紧力。
绷簧夹头可完成对刀具的高同心度夹持，因而与旁边面锁紧夹头比较，能取得更长的刀具寿数和更高的进给速度，并能改进工件的表面光亮度。因为绷簧夹头的同心度好，因而刀具的所有切削刃都能均匀一致地参与切削。而旁边面锁紧夹头在夹紧时会将刀具推离中心方位，因而铣刀某一边的切削刃将会承担更多切削负荷，一旦该切削刃磨损，整个刀具就会提早失效。
因为没有物理止动***，绷簧夹头的夹持力要小于旁边面锁紧夹头。绷簧夹头环抱刀柄，并利用摩擦力来夹持刀具。铣削加工时，因为夹筒的方位要比夹头稍微高出一点，因而侧向切削负荷所发作的压力首要效果于夹筒和螺母，而不是夹头体上，因而简单形成夹筒挠曲变形。
因为具有良好的同心度和平衡性，绷簧夹头可在主轴转速高达30，000r/min的加工中运用。而旁边面锁紧夹头因为在高速旋转时径跳差错和不平衡量增大，因而很难供给更长的刀具寿数，并且存在切削刃破损的***。
图1 Big Kaiser的绷簧夹头和铣夹头选用无槽口螺母，表面滑润光亮，与旁边面锁紧夹头比较，合适更高的加工速度
运用同心度好的夹头（如绷簧夹头）与旁边面锁紧夹头比较，其径跳差错更小，然后能明显进步刀具的切削功能和运用寿数（关于直径12.7mm以下的小直径立铣刀特别如此）。用小直径立铣刀加工时，立铣刀夹头孔内只要有几微米的跳动，就或许导致刀尖处发作很大的径跳差错。
典型的径跳差错有多大呢？高及绷簧夹头在4倍直径处的径跳差错约为0.0025mm。中档绷簧夹头的径跳差错则或许达到0.0076-0.0127mm。在理想状况下，旁边面锁紧夹头的跳动差错约为0.0127mm，但该差错值大于0.025mm的状况更为常见。
刀具拉脱问题
用于重载粗铣加工时，假如立铣刀夹头刚性较差，则有或许形成刀具移位，甚至从夹头中被拉出。旁边面锁紧夹头的优势在于：在重载粗铣加工时，紧固螺钉能够防止刀具从夹头孔中被拉出，这种状况有或许会发作，特别在加工高温合金和钛合金时。
图2 用于CAT和Coromant
Capto（左）接口的旁边面锁紧夹头利用紧固螺丝来防止立铣刀在重载粗铣时发作滑移和拉脱
假如所选用的立铣刀的切削刃有大于50°螺旋角，则刀具螺旋切入工件时会发作一个负的轴向力，该效果力趋向于将刀具从夹头中拉出。刀具的螺旋角越大，发作的负轴向力就越大，刀具被拉脱的或许性也越大。
在加工高温合金和钛合金时，发作的负轴向力特别大，这首要是因为此类资料的强度和韧性及佳，部分也是因为其具有高回弹性。许多航空制造业的加工车间都将某种类型的旁边面锁紧夹头作为其所有粗铣加工的规范化解决方案，因为他们都从前遇到过刀具被拉脱的状况。在选用大螺旋角立铣刀加工铝合金时，因为铝的粘性很大，也有或许导致刀具被拉脱。
在大切削力的效果下，绷簧夹头更简单发作刀具移位或被拉脱的状况。绷簧夹头具有不错的夹紧力，但单靠这种夹紧力，只能防止刀具切削时在夹筒孔中翻滚，而并不总是足以防止刀具被拉脱。
当刀具开始被拉出，而绷簧夹头无法阻挠其滑移时，刀具或许会被拉长。假如你正尝试加工重要的零件特征，或需求经确操控加工深度，但现在刀具长度变得比它应有的更长，你就会误切掉不该切除的工件资料。
另一种解决方案
加工车间一直在寻找比旁边面锁紧夹头功能更优良的立铣刀夹头，但因为旁边面锁紧夹头能够防止刀具拉脱的潜在***，因而人们不得不继续运用它，钨钢铣刀回收价格，特别是在重载粗铣加工中。
Haimer公司面临航空制造业用户提出的挑战，他们需求进行重载粗铣加工，但又不愿意运用旁边面锁紧夹头，因为它会影响刀具寿数和平衡功能，并且加工表面光亮度也不够好。
Haimer公司开发了Safe-Lock安全夹持技能，并将其应用于Power Collet
Chuck绷簧夹头中。他们与一些刀具制造商合作，推出了带有螺旋形凹槽（称为“Haimer凹槽”）的立铣刀。目的是终究用Safe-Lock凹槽取代Weldon平面，作为规范的刀具止动***。
如图3所示，用户将带有螺旋形凹槽的Safe-Lock铣刀刺进夹头中，并与夹筒后部的安全销可靠衔接，即可防止刀具翻滚或从夹头中被拉出。此外，该规划可使夹筒坐落夹头更深处，然后可防止夹筒在侧向载荷效果下挠曲变形这一ER绷簧夹头的老大难问题。
图3 Safe-Lock体系示意图
绷簧夹头的正确运用
接受采访的每个业内人士都同意，绷簧夹头的一个常见问题是刀具夹持过紧。夹持过紧会使夹筒变形，并下降夹持强度和精度。
当拧紧螺母时，它向下移动并与夹筒表面触摸，然后发作摩擦力。假如螺母拧得太紧，摩擦力就会迫使夹筒顶部发作歪曲。这样非但不能增大夹持力，反而会减小夹持力，因为夹持过紧会使遍地的触摸路径发作差异，并引起更大的径跳差错。
绷簧夹头的正确夹紧方式是遵循夹头供货商引荐的扭矩值，而不同夹头的引荐扭矩值各不相同。
通过运用扭矩扳手，能够防止大部分夹持过紧的状况。当操作者拧紧夹筒上的螺母时，为了确保刀具被真实夹紧，他们往往会用一般扳手来拧紧螺母，并用锤子敲击扳手，或许用一根长的加力杆套在扳手上，尽或许把螺母拧得越紧越好，这样终究或许会损坏夹头螺纹。虽然夹头供货商一般主张用户运用扭矩扳手，但有些加工车间将其视为一种会添加本钱的备用东西，因而不愿花钱购买。
另一个常见问题是没有对绷簧夹头进行清洁。为了坚持绷簧夹头的精度，在安装夹头之前，有必要对夹头体、夹筒和螺母进行完全清洗。夹筒孔周围假如有任何灰尘或尘垢，都会影响径跳精度和夹持力。
此外，根据夹头规划原理，夹筒会逐步磨损，磨损到必定程度就有必要替换，因而需求不断盯梢夹筒的磨损状况。假如刀具寿数突然下降或径跳差错增大，就表明夹筒需求替换。我们主张，平常应仔细检查和清洁夹筒，并定时进行替换。
图4 Rego-Fix在瑞士工厂出产的ER绷簧夹头具有良好的同心度和一致性
重视技能培训
出现上述问题的部分原因是操作者对怎么运用绷簧夹头缺少恰当培训，包含了解堵头螺钉的效果。大多数绷簧夹头的夹筒后边都有一个堵头螺钉，有些人对它的运用并不正确，用它来设定刀具长度。他们把刀具刺进夹筒中，将螺钉向上拧，用螺钉端部顶住刀具，一起拧紧螺母。当夹筒向下拉时，因为刀具被螺钉端部顶住，因而无法随夹筒一起移动，然后使所有拧紧力转化为摩擦力，终究减小了对刀具的夹紧力。
（一）变形程度的表明办法切削层金属变形主要是剪切滑移变形，因此用相对滑移来表明切削层变形程度。
1. 相对滑移 如图1-12a所示，假定四边形OHNM发作剪切变形后，变为OGPM，其相对滑移为：刀具切削时的变形如表明成如图1-12b所示情况，当工件以切削速度vc向刀具移动时，假如没有刀具阻止，点M将移至点N，但由于刀具的阻止，切削层由MN流动到MP（OH向OG），此刻的相对滑移ε应为：用ε能较准确地表明出切削层的变形程度，但它是依据纯剪切计算的，而实践切削进程除剪切外，还有揉捏作用，故用ε表明切削层的变形有必定的近似性，且计算杂乱。
2. 变形系数 实践切削进程中，切削层金属受到揉捏变形后，切屑厚度比切削层变厚，长度比切削层缩短（见图1-13），故可用变形系数来表明。切屑厚度与切削层厚度之比称为厚度变形系数切削长度与切屑长度之比称为长度变形系数一般情况下，切削层宽度方向变化很小，依据体积不变原理，显然
此办法直观简洁，故定性分析问题时用得比较多。外文文献中常用切削比表明变形，且有
3. 剪切角 剪切角是剪切滑移面与切削速度间的夹角，它表明了剪切滑移面的位置，用φ 表
示。
（二）积屑瘤
积屑瘤是切削加工中简单发作的重要加工现象，它的存在对切削加工进程有多重影响，因此有必要了解积屑瘤构成的进程、条件、影响及防备措施等内容。
1. 积屑瘤的意义 在金属切削进程中，常常有一些从切屑和工件下来的金属冷焊（粘结）并积在前刀面上，构成一个非常坚固的金属堆积物，这种金属堆积物称为积屑瘤（见图1-14）。
2. 积屑瘤的构成 切屑对前刀面接触处的摩擦，使后者非常洁净。当两者的接触面达到必定温度，一起压力又较高时，会发作粘接现象。这时切屑从粘在刀面的底层金属***过。假如温度与压力适当，底层上面的金属因内摩擦而变形硬化，被阻滞在底层，粘成一体。这样粘接层就逐渐长大，直到该处的温度与压力不足以造成粘附停止。
3. 影响积屑瘤的因素
（1）切削速度的影响，如图1-15所示：切削塑性金属时，在低速规模区内不发作积屑瘤；当速度不大于20m/min左右时，积屑瘤高度随切削速度***而达蕞大值；当切削速度在20~60m/min时，积屑瘤高度随切削速度增加而减小；当速度大于60m/min左右时，积屑瘤不再生成。
（2）进给量、前角等参数的影响，如图1-16所示。
4. 积屑瘤对切削进程影响
（1）增大刀具的实践前角。
（2）积屑瘤使背吃刀量增加Δac。积屑瘤的发作、成长与脱落是一个周期性的动态进程，Δac值是变化的，因而易引起振荡。
（3）积屑瘤顶部很不安稳，易决裂留在加工表面上，使加工表面很粗糙。
（4）使用硬质合金刀具时，积屑瘤的决裂有可能使刀具颗粒剥落，使磨损加重。
5. 积屑瘤的主要防备办法
（1）调整切削速度，使粘接现象不易发作。
（2）选用高速切削。
（3）选用光滑性能好的切削液，减小摩擦。
（4）改动刀具几许参数，例如增加刀具前角，以减小刀屑接触区压力；选用银白屑切削法（见图1-17）等。
昂迈工具(图)-废钨钢铣刀-舟山钨钢铣刀由常州昂迈工具有限公司提供。常州昂迈工具有限公司（www.onmy-）位于江苏省常州市西夏墅镇翠屏湖路19号13栋。在市场经济的浪潮中拼博和发展，目前昂迈工具在刀具、夹具中拥有较高的知名度，享有良好的声誉。昂迈工具取得全网商盟认证，标志着我们的服务和管理水平达到了一个新的高度。昂迈工具全体员工愿与各界有识之士共同发展，共创美好未来。
