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恒峰娱乐视频数控加工技术CNC常用刀具讲解

来源:博天堂官网 | 时间:2018-10-04

  铣削为各种切削方式中变化最大,用途最广的切削方式。所以无论是槽孔、凹切、平面以至于各种造型之面皆可加工,而且经由铣削加工可获得表面亮度极佳与精准之尺寸。铣刀是一种多刃口的圆形刀具,铣削的原理为应用铣刀之多刃旋转产生切削作用,所以虽然刀具切入工件甚深,但每一切刃之切削量并不大,因此每一切刃之切削厚度仍可维持很薄,所得之加工面亦佳,且刀具寿命能维持甚久。切削效率佳,用途广泛,所以铣刀在目前金属加工中占有极高之分量。

  由于铣刀在目前的切削加工中,几乎可取代大部分之传统切削刀具,故无论在铣刀之材料、造型、结构…等等之设计制造上,不但种类极为繁多而且复杂。现在仅就下列一般模具铣削加工中常用之铣刀种类作说明介绍。

  在模具铣削加工中,由于模具本身即是有复杂造型之工件,在考虑切削效率、刀具寿命以及工件形状…等的因素下,因此要只使用单一种形状之铣刀便可将模具加工完成是不可能的。所以在模具加工中常会需要用到不同形状的铣刀来加工模具,一般模具加工最普遍使用的铣刀有以下三种: A、端铣刀;B、球刀;C、圆鼻刀。

  在铣削2D形状的工件时,由于与工件接触的区域为外缘与底面,所以不论是刀间距或是切削深度都可以使用极有效率的数值。反之如果用于铣削3D形状的模具时,你可以发现与工件接触的区域几乎都是靠近尖点的部位,所以你必须要减少刀间距或是切削深度,因此加工效率降低。

  端铣刀之外形如右图所示,铣刀之外缘及底面均有铣齿以构成切刃,所以可以用来铣削工件之垂直面以及垂直面。端铣刀之刀形变化非常复杂,适用于各类加工,如:铣平面、沟槽或轮廓面…等等,可说是被运用最为广泛的一种铣刀。一般来说端铣刀非常适用于2D形状的工件,但是应用于3D形状的模具加工时,就不是那么的适用。我们就以下原因说明端铣刀应用于模具加工时所发生的问题:

  所以在模具加工中,端铣刀一般会被用来加工模具中的2D区域,如:垂直面以及水平面或是模具中尖角的区域会用端铣刀将之加工出来。而在传统方式的模具加工中,端铣刀也会被用来作粗加工。下面图标为端铣刀的实际加工范例。

  与前者-端铣刀比起来,因为球刀没有像端铣刀底部为尖点的刀刃,而是带有R角的刀刃,所以球刀的刀刃更为强壮,不易崩坏;换句话说,球刀的寿命会比端铣刀更为稳定。除此之外,球刀与工件接触的区域为R角的刀刃,因此在精加工时刀间距可用更大的数值,加工面也有极佳的效果。

  因此不论是刀具寿命或是加工效率,球刀在模具加工上是不错的选择!不过同样的,球刀在模具加工时也会遭遇一些问题。在铣削3D模具时球刀虽然与工件接触的区域为R角的刀刃,但是实际的接触位置却会随着工件的形状而改变,这样的差异会带来以下的影响:

  切削最基本的概念就是赋予切削刀刃以及被切削材相对速度,当刀刃材质比被切削材硬而且切削速度达到时,被切削材与刀刃接触的区域就会被移除。因此切削速度对于刀具的切削效果非常重要,如果切削速度不够或太低,那么刀刃就不是在切削工件,而是在磨工件。为了产生切削速度,所以在车削中就是旋转工件产生切削速度;在铣削中就是旋转刀具产生切削速度。如下图中所显示的球刀,

  你可以看到球刀在铣削3D的工件时刀刃与工件接触的位置会不断的改变,因此切削速度一直在改变。在a、c两点时其切削速度稳定,所以此区域为刀刃在切削工件,可以得到良好之加工面。而在b、d两点时会因切削速度太低甚至没有切削速度导致刀刃在摩擦工件,加工面质量当然会大受影响。

  球刀在铣削较平坦的区域时,如下:此时与工件接触的位置大部分都为a、b、c这几个位置。所以其实是用球刀的底部在铣削工件。当整个工件这类的区域范围很大时,球刀底部除了切削速度低外,底部的刀刃也会很快的磨损,两侧的刀刃其实并没有用到,所以加工面不仅质量低落而且因为刀具损耗的关系,加工面的精度也会受到影响。

  除此之外,圆鼻刀比球刀、端铣刀有更佳的加工效率,尤其是在粗加工时。因为圆鼻刀底部是平的,圆鼻刀的水平刀间距可以用的比球刀更大。在精加工时,它同样拥有与球刀一样的优点,所以刀间距也可以可用更大的数值。因此圆鼻刀不论是用于粗加工以至于精加工,都是非常合适的选择。

  在铣削3D模具时,圆鼻刀还有另外一项优点是使用球刀所比不上的。球刀本身会随着与工件接触的位置不同,切削速度而有非常大的变化,恒峰娱乐视频所以加工面质量不稳定。圆鼻刀虽然也有这样的情形,不过它的切削速度的变化并不像球刀那样有极大的变化。因此使用圆鼻刀加工的工件,质量当然稳定。以下说明圆鼻刀切削速度稳定的原因。

  你可以看到在a、b、c、d四点时,刀刃与工件接触的位置。不管刀刃与工件怎么接触,刀刃的接触区域都会落在左下图中所显示的Ⅰ、Ⅱ两个区域。从这图中可以清楚的了解,即使圆鼻刀的接触点也会像球刀一样不断的改变,但是所造成的切削速度变化不会像球刀那样剧烈,甚至在b、d两点的位置时,球刀的切削速度会几乎为0,但是圆鼻刀能保持一定的切削速度。所以使用圆鼻刀加工时当然可以维持刀刃是在切削的状态,加工面的质量当然就会稳定。左下图为使用圆鼻刀进行粗加工,用圆鼻刀粗加工的好处为其水平刀间距可以使用的很大,所以粗加工效率远比球刀来的好;如下

  此种形式刀具,顾名思义,即铣刀之刀刃部分为可更换的设计。通常在设计上分为刀座以及刀片两部分,刀片即为铣刀中的刀刃用来切削工件,而刀座则做为固定或支撑刀片。刀座的直径即决定铣刀的大小,此外,刀座也可作成多刃的设计。刀片部分则有许多形状,材质…等变化。使用者可以视不同的加工情况更换适合的刀片,刀片上所有切刃都使用磨耗后,刀片即抛弃而不重磨,只需更换新的刀片。所以刀具成本、使用弹性为其优点。下列图示为舍弃式刀具。

  整体式刀具为刀刃与刀体为一体的设计,铣刀上之刀刃与铣刀身皆由同一材料所制成,所以在精度以及刀刃的强度上整体式刀具会比舍弃式刀具来的高,但是相对的制作刀具的材料成本就会提高,而且刀刃在磨耗后需再重新研磨才可再使用。另外因为考虑刀刃的强度以及制作上的难度,在制作10mm以下的舍弃式刀具极为不易,所以一般10mm以下的铣刀都为整体式刀具。下列图示为整体式刀具。

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