整体硬质合金螺旋木工铣刀的合理选用

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整体硬质合金螺旋木工铣刀的合理选用
文志民
【作者机构】        浙江浪潮工具公司
【来    源】        《林业机械与木工设备》 2010年第1期 pp.54-55
摘 要：从刀具旋向特点、加工方式、切削参数以及刀具磨损等方面介绍整体硬质合金螺旋木工铣刀的应用和选择。

关键词：木工铣刀；硬质合金；螺旋；磨损

1 硬质合金螺旋木工铣刀常用类型
高速切削是木材加工中效率最高的加工方法，因此在家具生产行业广泛采用。高速切削实际上是通过提高切削速度来减少加工时间且同时提高切削质量。高速切削除了要有合适的机器设备外，同时还需要有特殊刀具来辅助解决高速加工问题。目前应用较多的特殊刀具主要有整体硬质合金螺旋立铣刀、机夹式柄铣刀以及刀头部分钎焊聚晶金刚石材料的柄铣刀等三大类。本文主要对整体硬质合金螺旋木工铣刀的合理选用做简单介绍。

2 直刃铣刀与螺旋铣刀的比较
直刃铣刀加工时，由于切削刃全部同时切入和离开工件，而且刀刃与工件的接触面一般都很大，这样反复加工会产生较大的摩擦阻力使刀刃容易磨损，导致工件加工表面质量不佳，所以直刃铣刀适用于切削较软的材质。螺旋铣刀的切削质量较好，螺旋刀刃的设计使其切入工件时刀刃上某点的受力位置随刀具回转而变化，从而可减小与工件接触而产生的阻力，其在切削较硬的材质和最高进给速度下皆能产生较好的切削效果。此外，螺旋铣刀比直刃铣刀使用寿命长。

3 左旋刀具和右旋刀具的特点
右旋刀具指的是右旋切削且排屑槽为右螺旋沟槽。在切削过程中该类刀具会使木屑沿螺旋槽向上排出，在铣槽或不易排屑的情况下特别有用。但这类刀具在有些加工过程中会将加工件向上拉动，在遇到这种情况时应改变工件的固定装置、增加夹紧力或分阶段完成切削加工。右旋刀可直接做垂直向下的进刀或钻孔动作，但垂直进刀时容易出现崩刃现象，一般不采用，通常采用的是斜向进刀方式。由于斜向进刀方式是逐渐加大轴向切深运动到设定的轴向切深值，铣削力是逐渐加大的，所以对刀具和主轴的冲击比垂直方向进刀小，可明显减少进刀崩刃现象。

左旋刀具指的是右旋切削但排屑槽为左螺旋沟槽，木屑由加工件的底部排出。左旋刀具的切削方式可在切割的同时帮助工件固定。此种刀具加工时工件顶部细致平滑，底部则有粗糙的毛刺边缘。有时向下排屑会发生阻塞现象（特别是在隐蔽式铣槽工况下），因此使用左旋刀具前最好先将工件进行裁切，以增进左旋刀修边加工时的稳定性。此外，左旋刀具不适用于垂直向下的进刀方式，这样易造成断刀或阻屑等问题。复和式螺旋刀是将上旋刀刃和下旋刀刃设在同一刀具上，上、下刃可同时切削和压紧工件以避免其顶部或底部产生碎屑或毛边。

4 螺旋铣刀加工方式的选择
①直接垂直向下进刀易出现崩刃现象，不宜采用，见图 1（a）。

②边缘进刀是一种两段式的进刀方式，刀具向下时并不接触工件而是以横向的方式进刀，可避免垂直进刀，见图 1（b）。

③斜线轨迹进刀方式是逐渐加大轴向切深直至设定的轴向切深值，铣削力是逐渐加大的，因此对刀具和主轴的冲击比垂直进刀小，可明显减少崩刃现象，见图1（c）。

④螺旋式进刀是从工件上方开始，螺旋向下切入。由于采用连续加工的方式故可保证加工精度，且由于没有速度突变，所以可使用较高的速度进行加工，见图1（d）。螺旋进刀最适合不规则形状及型腔（3D）的高速加工。


图1 螺旋铣刀加工方式

5 切削参数选择
切削参数的选择包括刀具的转速和工件的进给速度，以目前机器设备的加工能力而言，一般的转速为10000～40000r/min。回转速度越高，被加工工件的表面越光滑，但转速过高将在刀具与工件之间产生较大的摩擦力，从而造成刀刃的加速磨损。

实际生产中，由于进给量及进给速度受机床精度、功率、夹持系统状态、主轴精度、零件紧密度、工件固定状况等因素的影响而有所变化。

6 如何减少刀具磨损
硬质合金刀具主要的磨损形式分为脆性破损和塑性破损，硬质合金材料由粉末冶金烧结而成，内部含有随机分布的微观缺陷和夹杂物，在不同的切削条件下，刀具因不断受到大小和位置不同冲击载荷的作用而被破坏。

减少刀具磨损的方法主要有以下几种。

①安装刀具的刀夹应清洁无异物，这样才能确保刀具的安装精度；

②选择刀具时，尽可能选用刚性好（直径或柄径大）的刀具；

③刀具安装时，悬出长度应尽可能短；

④刀具在开始使用时，首先应进行低速（速度一般为正常速度的50%）磨合；

⑤粗加工时应尽可能采用顺铣方式；

⑥加工过程中如遇到振动加剧，应及时降低刀具转速及进刀速度。

参考文献：

［1］ 李黎.木材切削原理及刀具［M］.北京：中国林业出版社，2005.

［2］ 徐邦学.最新刀具设计与质量检验标准实用手册［M］.长春：吉林音像出版社，2003.

［3］ 金维洙.木材切削与木工刀具［M］.哈尔滨：东北林业大学出版社，2005.

［4］ 刘强.最新木材粘接、切削、干燥新工艺新技术与木材胶粘剂制备、应用技术和配方设计及木材干燥质量控制、检验检测实用手册［M］.北京：中国工业电子出版社，2007.

［5］ 张华.木工成形刀具的设计与生产［J］.木工机床，2006（2）.

［6］ DIN EN 847-1 2007，木材加工用机床刀具安全性要求(第1部分):铣刀和刨刀.圆盘锯片［S］.

［7］ DIN EN 847-2：2003，木工加工用刀具安全要求（第2部分）：安装在铣刀上的刀柄的要求［S］.

Suitable Selection of Solid Carbide Helix Woodworking Milling Cutters

WEN Zhi-min
（Zhejiang Langchao Machine Tool Co.,Ltd.Leqing Zhejiang 325600,China）

Abstract：The application and selection of solid carbide helix woodworking milling cutters are introduced in terms of rotating directions ofcutters,processingmethod,cuttingparameters and cutter wear.

Key words：woodworkingmilling cutter; solid carbide; helix; wear