数控加工行业的常见硬质合金铣刀介绍

在数控加工行业中，硬质合金铣刀因其高硬度、高耐磨性和良好的热稳定性，成为铣削加工的主流刀具。以下是对常见硬质合金铣刀的详细介绍：

一、按形状和功能分类

1.硬质合金圆柱形铣刀：

- 应用场景：主要用于卧式铣床上加工平面。

- 分类方式：按齿形可分为直齿和螺旋齿；按齿数可分为粗齿和细齿。

- 特点：直齿铣刀切削平稳，但排屑性能相对较差；螺旋齿铣刀切削性能更好，排屑更顺畅。

2.硬质合金面铣刀：

- 应用场景：用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面。

- 结构类型：整体式、镶齿式和可转位式。

- 特点：可转位式面铣刀具有更换刀片方便、刀具耐用度高等优点，应用广泛。

3.硬质合金立铣刀：

- 应用场景：广泛用于加工平面类零件，如台阶面、沟槽等。

- 结构特点：圆柱表面和端面上都有切削刃，可同时进行切削或单独进行切削。主切削刃一般为螺旋齿，以增加切削平稳性，提高加工精度。

- 分类方式：按端部切削刃的不同可分为过中心刃和不过中心刃两种。过中心刃立铣刀可直接轴向进刀；不过中心刃立铣刀则不能作轴向进刀。

4.硬质合金模具铣刀：

- 应用场景：由立铣刀发展而成，是加工金属模具型面的铣刀的通称。

- 结构类型：圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀。

- 特点：球头和端面上布满了切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给切削，适用于复杂曲面的加工。

5.硬质合金键槽铣刀：

- 应用场景：用于加工键槽。

- 结构特点：有两个刀齿，圆柱面和端面部有切削刃，端面刃延至中心。利用键槽铣刀铣削键槽时，先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长。

6.硬质合金三面刃铣刀：

- 应用场景：主要用于加工中等硬度、强度的金属材料的台阶面及槽形面，也可加工非金属材料。

- 结构特点：主体采用普通材料制成，齿部焊接硬质合金。根据焊接材质可分为YG类（适用于铸铁、耐热合金及有色金属）、YT类（适用于碳素钢、合金钢及钢锻件）和YW类（适用于耐热钢、高锰钢及不锈钢）三种类型。

7.硬质合金成形铣刀：

- 应用场景：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（如角度面、凹槽面等），也适用于特形孔加工。

二、按产品类型（基材）分类

1.碳化钨基硬质合金铣刀：

- 特点：以碳化钨（WC）为主要成分，钴（Co）为粘结剂。具有高硬度、高耐磨性和良好的热稳定性。

- 应用：广泛用于加工各种金属材料和非金属材料。

2.碳化钛基硬质合金铣刀：

- 特点：以碳化钛（TiC）为主要成分，镍（Ni）、钼（Mo）为粘结剂。具有更高的硬度和耐磨性，但抗弯强度和冲击韧性相对较低。

- 应用：适用于高速精加工合金钢、淬硬钢等难加工材料。

3.通用型硬质合金铣刀：

- 特点：在碳化钨基或碳化钛基硬质合金的基础上添加其他碳化物或氮化物，以提高其性能。如添加碳化钽（TaC）或碳化铌（NbC）可以提高其抗弯强度和冲击韧性。

- 应用：适用于加工多种材料，具有广泛的适用性。

三、技术发展趋势

1.晶粒材质：

- 特点：晶粒尺寸小于1μm，甚至小于0.5μm。具有更高的硬度和耐磨性，同时抗弯强度和冲击韧性也得到提高。

- 应用：适用于加工难加工材料，如不锈钢、耐热钢等。同时，也适用于制造小尺寸整体硬质合金铣刀。

2.创新涂层技术：

- 特点：通过化学气相沉积（CVD）技术在硬质合金铣刀表面沉积一层或多层高硬度耐磨层。如TiN、TiCN、TiAlN等涂层技术可以显著提高铣刀的切削性能和寿命。

- 应用：广泛用于各种硬质合金铣刀的表面处理，以提高其耐磨性和热稳定性。

3.非对称几何设计：

- 特点：通过优化铣刀的几何形状，如采用不等分齿间距、非对称刃形等设计，可以减少切削振动，提高加工精度和表面质量。

- 应用：适用于高精度加工领域，如模具制造、航空航天等。

4.微米级精度控制及副容屑槽等结构优化：

- 特点：通过微米级精度控制铣刀的制造过程，以及设置副容屑槽并配备加强部（如加强筋）的设计，可以提高铣刀的刃口锋利度、减小切削力，并从增强刃口耐磨损性以及冷却刀具和切屑、控制切屑尺寸等多个方面提高切削性能。

- 应用：适用于精密加工领域，如电子信息、生物等。