数控铣削加工刀具的分类

3.1.1　数控铣削加工刀具的分类

数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要连接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。

铣刀的种类很多，这里主要介绍数控铣床上常用的铣刀。

（1）面铣刀（端铣刀）　面铣刀一般多在40Cr的盘状刀体上，机夹、焊接硬制合金刀片或其他刀头上，刀齿排列在刀体的端面上，端铣刀刀杆部分短，刚性好，切削平稳，生产效率高；加之有副切削刃，可得到较低的表面粗糙度。故得到广泛应用，铣平面时大都采用端铣刀。

端铣刀有用高速钢做成整体的，但更多的是镶硬质合金，也有采用机械式可转位的硬质合金。硬质合金端铣刀可进行高速切削，如图3-1所示。硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高，加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体式、机夹-焊接式和可转位式三种，如图3-2所示。

图3-1　硬质合金端面铣刀

由于焊接式和机夹-焊接式面铣刀难于保证焊接质量，刀具耐用度低，重磨较费时，目前已逐渐被可转位式面铣刀所取代。

可转位式面铣刀是将可转位刀片通过夹紧元件夹固在刀体上。系列化刀片具有不同的厚度、切削刃角、类型、固定形式与断屑槽。当刀片的一个切削刃用钝或缺损后，直接在机床上将刀片转位或更换新刀片，不至于报废刀体。因此，这种铣刀在缩短生产准备周期、提高产品质量和生产效率、节省刀具费用等方面都具有明显的优越性。

图3-2　硬质合金面铣刀

可转位式铣刀要求刀片定位精度高、夹紧可靠、排屑容易、更换刀片迅速等，同时各定位、夹紧元件通用性要好，制造要方便，并且应经久耐用。

（2）立铣刀　立铣刀是数控铣削加工中最常用的一种铣刀，广泛用于加工平面类零件。立铣刀除了可用端刃铣削外，也常用其侧刃铣削，有时端刃、侧刃同时进行铣削。如图3-3所示是两种最常见的立铣刀，既能铣平面，又能加工沟槽的立铣刀（棒铣刀），相当于一把带柄的圆柱铣刀，柄部用于夹持在立铣头上。其形式有直柄（φ20以下的小直径铣刀）、莫氏锥柄（φ14～φ50）和7∶24锥柄（φ25～φ80，用于普通铣床）三种。

图3-3　立铣刀

立铣刀一般用于铣台阶面、小平面、圆弧面，特别适于铣凹形面和两端不通的沟槽。立铣刀的刀齿为螺旋齿。

立铣刀的圆柱刀刃起主要切削作用，端面刃只起修光作用。立铣刀只能沿铣刀径向进给，不能沿铣刀轴向进给。立铣刀有粗齿、细齿之分。粗齿承载能力高，容屑空间大，用于粗加工；细齿则用于精加工。

（3）成型铣刀　成型铣刀，如图3-4所示，一般都是为特定的工件或加工内容专门设计制造的，适用于加工平面类零件的特定形状柳角度面、凹槽面等，也适用于特形孔或凸台。

图3-4　成型铣刀

（4）球头铣刀　球头铣刀如图3-5所示，适用于加工空间曲面零件，有时也用于平面类零件上有较大转接凹圆弧的过渡加工。球头铣刀与铣削特定曲率半径的成型曲面铣刀相比较，虽然加工对象都是曲面类零件，但两者仍有较大差别。它们的主要差别在于球头铣刀的球半径通常小于加工曲面的曲率半径，而成型曲面铣刀的曲率半径则与加工曲面的曲车半径相等。

（5）鼓形铣刀　如图3-6所示是一种典型的鼓形铣刀，它的切削刃分布在半径为R的圆弧面上，端面无切削刃，主要用于对变斜角类零件的变斜角面的近似加工。这种刀具的缺点是刃磨困难，切削条件差，而且不适合加工有底的轮廓表面。

图3-5　球头铣刀

图3-6　鼓形铣刀

（6）模具铣刀　模具铣刀由立铣刀变化发展而来，国标规定直径d=4～16mm。主要用于加工模具型腔或凸凹模成型表面，在三维曲面铣削中应用也较广泛。它分为圆锥形立铣刀（圆锥半角a/2为3°、5°、7°、10°）、圆柱形球头立铣刀和圆锥球头立铣刀三种，如图3-7所示。其柄和立铣刀一样有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。模具铣刀的结构特点是，球头或端面上布满了切削刃，圆周刃于球头刃圆弧连接，可作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。硬质合金模具铣刀可取代金刚石锉刀和磨头来加工淬火后硬度小于HRC65的各种模具，其切削效率可提高几十倍，也可用于清理铸、锻、焊件的飞边和毛刺。（模具铣刀用于加工模具型腔或凸模成型表面。硬质合金模具铣刀的用途非常广泛，除可铣削各种模具型腔外，还可代替手用锉刀和砂轮磨头清理铸、锻、焊工件的毛边，以及对某些成型表面进行光整加工等。该铣刀可装在风动或电动工具上使用，生产效率比锉刀提高数十倍。）

（7）键槽铣刀　键槽铣刀的圆柱面有两个螺旋刀齿，端面刃延至中心，可以把它看成立铣刀的一种，按国家标准规定，直柄键槽铣刀直径d=2～22mm，键柄键槽铣刀直径d=14～50mm，键槽铣刀直径的偏差有e8和d8两种。键槽铣刀可轴向进给。可以像钻头一样轴向进给达到槽深，又能像立铣刀沿键槽方向铣出键槽全长，如图3-8所示。

图3-7　高速钢模具铣刀

图3-8　键槽铣刀

选择铣刀时首先要注意根据加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，同时铣刀类型应与工件表面形状和尺寸相适应。加工较大的平面应选择面铣刀；加工凹槽、较小的台阶面及平面轮廓应选择立铣刀；加工空间曲面、模具型腔或凸模成型表面等多选用模具铣刀；加工封闭的键槽选择键槽铣刀；加工变斜角零件的变斜角面应选用鼓形铣刀；加工各种直的或圆弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等应选用成型铣刀。根据不同的加工材料和加工精度的要求，应选择不同参数的铣刀进行加工。