第三节 铣刀

一、铣刀的常用材料

1.高速钢

高速钢是高速工具钢的简称，俗称锋钢。它是以钨（W）、铬（Cr）、钒（V）、钼（Mo）、钻（Co）为主要元素的高合金工具钢。其淬火硬度为62～70HRC；在600℃高温下，其硬度仍能保持在47～55HRC，具有较好的切削性能。故高速钢允许的最高温度为600℃，切削钢材时的切削速度一般在35m/min以下。高速钢具有较高的强度和韧性，能磨出锋利的刃口，并具有良好的工艺性，是制造铣刀的良好材料。W18Cr4V是钨系高速钢，是制造铣刀最常用的典型材料，常用的通用高速钢材料还有W6Mo5Cr4V2和W14Cr4MnRe等。特殊用途的高速钢，如含钴高速钢W6Mo5Cr4V2Co8，还有超硬型的高速钢W9Mo3Cr4V3Co10等，适用于加工特殊材料。

2.硬质合金

硬质合金是由高硬度、难熔的金属碳化物（如WC和TiC等）和金属黏接剂（以Co为主）用粉末冶金方法制成的。其硬度可达72～82HRC，允许的最高工作温度可达1000℃。硬质合金的抗弯强度和冲击韧性均比高速钢差，刃口不易磨得锐利，因此其工艺性比高速钢差。

硬质合金可分成三大类，其代号是P（钨钛钴类，牌号为YT）、K（钨钴类，牌号为YG）和M（通用硬质合金类）。表3-7为切削加工用硬质合金的应用范围分类和用途。

3.涂层刀具材料及超硬材料

涂层刀具材料主要是TiC、TiN、TiC-TiN（复合）和陶瓷等，这些材料都具有高硬度、高耐磨性和很好的高温硬度等特性。把涂层材料涂在高速钢和韧性较好的硬质合金上，厚度虽仅几微米，但能使高速钢刀具的寿命延长2～10倍，硬质合金的寿命延长1～3倍。目前较先进的涂层刀具，为了综合各种涂层材料的优点，常采用复合涂层，如TiC-TiN和Al2O3-TiC等。目前涂层高速钢刀具，在成形铣刀和齿轮铣刀上的应用已较广泛。

超硬刀具材料有天然金刚石，聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼等。超硬刀具材料可切削极硬材料，而且能保持长时间的尺寸稳定性，同时刀具刃口极锋利，摩擦系数也很小，适合超精加工。超硬刀具材料可烧结在硬质合金表面，做成复合刀片。

二、铣刀的种类

如图3-2所示为铣刀的种类，铣刀是多刀（齿）多刃刀具，其种类繁多，一般有四种分类方法：

（1）按其切削部分的材料分

按其切削部分的材料可分为高速钢和硬质合金两种。

（2）按其用途分

① 铣平面用的铣刀（如圆柱铣刀、面铣刀等）。

② 铣沟槽用的铣刀，如立铣刀、T形槽铣刀、角度铣刀、错齿三面刃铣刀等。

③ 铣成形面用的铣刀，如成形铣刀等。

（3）按齿背形式分

有尖齿铣刀和铲齿铣刀两种，如图3-3所示。两者的区别主要在于铲齿铣刀的齿背面是经铲制成的，使其在刃磨后仍能保持与原来的切削刃正式形状一样，用于成形铣刀上。

（4）按刀齿数目分

有粗齿铣刀和细齿铣刀，这主要是根据生产加工性质及其加工的几何精度要求而分类的。粗齿铣刀齿数少，用于粗加工，细齿铣刀齿数多，多用于半精加工和精加工。

三、铣刀的选用

1.选择铣刀型式

各种型式的铣刀有各自对应的用途，有些铣刀可以有多种用途，而一些铣刀只能专门进行单一用途的铣削加工，因此，选用铣刀首先应根据铣刀的用途进行选择。各种铣刀用途可参见表3-8。

2.铣刀规格的选择

铣刀形状复杂，种类较多，为了便于辨别铣刀的规格和性能，铣刀上都刻有标记。铣刀标记一般包括：制造厂的商标；制造铣刀的材料；铣刀的基本尺寸。

如圆柱铣刀、三面刃铣刀和锯片铣刀，一般标记为外圆直径×宽度（长度） ×内孔直径。如三面刃铣刀上标记为：“100×16×32”，则表示该三面刃的外圆直径为100mm，宽度为16mm，内孔直径为32mm。立铣刀、带柄面铣刀和键槽铣刀等，一般只标注刀具直径。如锥柄立铣刀上标记是φ18mm，则表示该立铣刀的外圆直径是18mm。半圆铣刀和角度铣刀，一般标记为：外圆直径×宽度×内孔直径×角度（或半径）。如角度铣刀上标记是“60×16×22×55°”则表示该角度铣刀的外圆直径是60mm，厚度是16mm，内孔直径是22mm，角度是55°。

铣刀标记主要是为了说明铣刀的尺寸和规格，使用方便，不易弄错。常用的几种标准铣刀规格的基本尺寸见表3-9。

四、铣刀的安装

铣刀的安装是铣削前必要的准备工作，其安装方法的正确与否，决定了铣刀的回转精度，并将影响铣削加工质量以及铣刀的使用寿命，因此安装铣刀必须要有一个正确的方法和步骤。

1.铣刀安装精度分析及其对铣削加工的影响

铣刀安装得不好，旋转时就很可能产生振摆、跳动等，达不到平稳、同轴的要求。安装精度不高的原因很多，主要是由以下几个因素引起：

① 配合部位没有擦干净，有垃圾杂物，影响了正常配合，使刀轴、铣刀产生跳动。

② 刀轴精度、垫圈精度差，引起铣刀运转不平稳。这时如刀轴弯曲，则应校准或换用新的刀轴；垫圈平行度差，则应修磨后再使用。

③ 机床主轴及挂架轴承精度差，这时应请机修工人配合，予以修正后再使用。铣刀在铣削时，因是多刀刃断续切削，如果跳动明显，切削就不平稳，产生的振动较大，会使工件表面的粗糙度下降，并加剧铣刀的磨损，使铣削工作的效率和精度都大为降低。因此，铣刀安装完毕后，一定要仔细检查铣刀安装精度是否良好，有无明显跳动，如不好则要分析原因，重新安装，直至符合要求为止。

2.直柄立铣刀的安装

直柄铣刀的直径一般为3～20mm，常用弹簧夹头套筒安装或用钻夹头安装。有些生产部门也常用三爪卡盘来安装直柄铣刀，拆装刀具比较方便，但回转同轴度较差。直柄立铣刀的安装见表3-10。

3.锥柄立铣刀的安装

锥柄立铣刀的柄部锥度为莫氏锥度，分别为莫氏1号～5号五种，按照铣刀直径的大小不同，做成不同号数的锥柄。安装这种铣刀，有以下两种方法，见表3-11。

4.圆柱铣刀的安装步骤（表3-12）

5.安装端铣刀

端铣刀的形式有两种。一种是内孔带键槽的套式端铣刀，另一种是端面带槽的套式端铣刀，其安装类型及说明见表3-13。

用以上结构形式的刀轴，可以安装直径大的端铣刀，也可以安装直径160mm以下的铣刀盘。另外在安装端铣刀时，也可以先在平口钳上将铣刀与刀轴安装好，使用时再将刀轴和铣刀安装到铣床主轴锥孔内，用拉紧螺杆拉紧。

五、铣刀的维护与保养

铣刀是一种精度较高的金属切削刀具，铣刀切削部分的材料价格和制造成本都比较高，因此使用过程中必须注意合理的维护和保养。使用和存放铣刀应注意以下事项：

① 铣刀的切削刃的锋利完整，是保证铣削精度的基本要求。在放置、搬运和安装拆卸中，应注意保护铣刀切削刃的精度，即使是使用后送磨的铣刀，也要注意保护好切削刃的精度。

② 铣刀装夹部位的精度比较高，套式铣刀的基准孔和装夹平面，柄式铣刀的圆柱面和圆锥面，如果有毛刺或凸起，会直接影响安装精度。而且铣刀有较高的硬度，修复比较困难，在安装、拆卸和放置、运送过程中，应注意保护。

③ 对使用后送磨的铣刀应注意清洁，使用过切削液的铣刀应及时清理残留的切削液和切屑，以防止铣刀表面氧化生锈影响精度。

④ 在铣刀放置时，应避免切削刃与金属物接触。在工具箱存放时，应设置专用的器具，使铣刀之间有一定的间距，避免切削刃之间互相损伤。如需要叠放的，可在铣刀之间衬垫较厚的纸片。柄式铣刀一般应用一定间距的带孔板架，将铣刀柄部插入孔中。

⑤ 对长期不用的铣刀，或工作环境比较潮湿时，应注意涂抹防锈油进行保护。

⑥ 具有端部内螺纹的锥柄铣刀和刀体，应注意检查和维护内螺纹的精度，以免使用中发生事故。

⑦ 专用铣刀和成套的齿轮铣刀，应按规格和刀具编号分类保管，以免搞错型号和规格。