卡尔比塔铣刀与传统铣刀对比

• 径向和轴向切深大大加大，从而提高生产效率；
• 前角和螺旋角角度的连续渐变有效减少了刀振；
• 采用这种几何设计，作用于切削刃的压力非常小，从而有效减少刀具磨损，延长刀具寿命；
• 新型的断屑槽设计使得排屑更加容易。

轮槽铣刀的试验研究

1. 刀具结构的研究
   曾对以下3种槽型进行过研究：

   • 第一种为圆弧形：容易加工，但切削刃部两尖点热量集中，散热较慢，强度较差，易磨损。
   • 第二种为梯形：切削刃部两尖点强度较好。但刀具在使用过程中槽底容易产生应力集中，使之崩刃。刃磨该槽时，砂轮两尖点容易脱粒，槽形不容易保证。
   • 第三种为圆弧梯形：它具有梯形槽型刀尖强度较高的特点，又具有槽底圆弧易加工、不易产生应力集中的好处。

   
   3种槽型对比
   通过试验分析，我们选择了第三种圆弧梯形槽型，并应用于生产。
   圆弧梯形槽型虽然效果较好，但还存在一定的问题。首先，刀具刃磨质量不稳定，加工效率低；其次，分屑槽刃部有拐点(即刃尖)，热量集中，易磨损。
   波型刃轮槽粗铣刀的引进解决了上述槽型存在的缺陷。所谓波型刃其实也是分屑槽的一种，只是刃型有所不同，波型刃就是在数控刃磨机床上把铣刀的切削刃按类似正弦波曲线的形式刃磨出来，刃部曲线圆滑连接。每条切削刃上的波峰波谷相互互补，使加工出来的零件表面平整。它具有刃尖强度高、散热快、不易磨损、排屑顺畅、切削力小、耐用度高等特点。
   在研究过程当中，我们对3组数据的轮槽粗铣刀波型刃的刃型进行了分析。
   试验分析表明，波刃的尺寸、形状的选择对刀具的使用性能也有一定影响，如波形齿距太小，刀尖强度低，切削热会集中在刀尖上，刀具易磨损，刀具的使用寿命降低。波形齿距太大，切削刃与工件接触面积大，会产生很大的磨擦力、切削力和很高的切削热，对刀具的使用寿命也有很大影响。
   2396-1005轮槽粗铣刀切削用量切削用量第一组第二组第三组第四组主轴转速(r/min)300360400470进给速度(mm/min) 22304545
   通过试验对比，第二组的数据即当波形深度为0.36mm，波形齿距为1.56mm ，波形半径为0.51mm时，刀具的耐用度最好，而且切削效果最佳。
   波型刃轮槽粗铣刀是锥度铣刀，刀尖部位直径较小，不易刃磨波型刃，刃磨得不好会影响刀具强度。刃部第一个波形槽要在距刀尖2～3mm处磨出。
   另外，引进的轮槽半精铣刀也选用了波型刃，从而减小了切削力，降低了切削热，使切屑面积变小，排屑顺畅，提高了刀具的切削效率和使用寿命。
2. 几何参数的确定
   几何参数选择得是否合理，会直接影响刀具的使用寿命。为了保证转子轮槽型线的准确性和完整性，轮槽精铣刀的前角和螺旋角均选择为0°, 轮槽半精铣刀的前角和螺旋角可在0°～5°之间选用。
   目前，轮槽粗铣刀螺旋角有“等导程”和“等螺旋角”2种形式，采用这2种形式都是为了切削平稳、轻快，减小冲击，提高刀具耐用度。由于轮槽粗铣刀是锥度铣刀，前后直径相差悬殊，所以刀具的几何角度变化很大，给刀具的制造、修磨带来很大麻烦，刀具的使用寿命也将受到影响。
   等导程铣刀在直径大的位置，螺旋角在40°左右，而在直径小的刀尖部分，螺旋角只有2°～3°。在刀尖部分，由于直径小，螺旋角小，必然要产生较大的切削力，很容易造成刀具损坏。
   等螺旋角铣刀的螺旋角是不变的，它不随刀具直径的变化而变化。在直径小的刀尖部分，有稳定的螺旋角，就会减小切削力，切削轻快，从而保证了刀具的耐用度，而且制造、修磨都很容易。
   经过分析对比，波型刃轮槽粗铣刀采用了等螺旋角形式。螺旋角选择为30°，前角为10°～12°，第一后角为12°，第二后角为25°，此时刀具的耐用度和切削效率最佳。
3. 刀具材料和刀具表面强化处理分析
   轮槽铣刀技术含量高，导致其制造困难，价格昂贵。为了提高刀具耐用度，延长刀具使用寿命，我们的轮槽铣刀采用了综合性能较好的一种特殊材质，并且全部采用表面强化处理技术。表面强化处理的方法很多，比如表面涂层、表面多元共渗、深冷处理等。目前我们采用的是表面涂层处理技术。
   在实际应用中，我们对TiN、TiC和TiCN 3种涂层进行了对比，结果发现TiCN的涂层刀具应用效果较好。
4. 切削用量的合理选择
   切削用量是影响切削效率和刀具使用寿命的关键因素。在研究过程中选择了几组数据进行切削对比试验。现以2396-1005轮槽粗铣刀为例加以说明。
   通过数据的对比试验表明，第三组数据即主轴转速为40Or/min，进给速度为45mm/min 时，刀具的耐用度和切削效果最理想。

刀具的正确合理使用