关键词 :数控机床；刀具；加工；车体
引言
为了提高铝合金车体的加工效率，及有效的控制加工成本，找到合理的经济平衡点。本文以铝合金车体制造为依托，详细阐述了加工常用刀具的优缺点，以备加工中心在选用刀具时，找到最合理的刀具
一、CNC刀柄系统
加工中心的主轴锥孔主要分为两大类，即锥度为7:24的通用系统和1:10的HSK真空系统。
1 7:24锥度通用刀柄
2、1:10的HSK真空刀柄
HSK真空刀柄的德国标准是DIN69873，有六种标准和规格，即HSK-A、HSK-B、HSK-C、HSK-D、HSK-E、HSK-F，常用的有三种：HSK-A（带内冷自动换刀）、HSK-C（带内冷手动换刀）、HSK-E（带内冷自动换刀、高速型），其中常用于加工的中（自动换刀）上的有A型、E型和F型。
3、典型的刀柄结构及其特性
一般切削最常用的是BT刀柄，而高速切削用得比较多的是HSK刀柄。
4、高速刀柄的平衡技术
由于刀体里存在缺陷，或刀具设计不对称，或刀具进行过新的调节，都有可能引起刀具系统的不平衡。
5、高速中心机加设备刀柄系统
高速中心的刀柄主要有HSK系列和BT系列，如图7，D代表刀柄直径，以“HSK100A”为例：HSK—刀柄的锥体类型为HSK类型，100—刀柄直径D=100mm，A—代表HSK刀柄六种类型中的A型刀柄。
二、铣刀的种类及选择
铣刀的分类：1、按刀齿的方向：分为直齿铣刀和螺线齿铣刀。2、按齿背形式：分为尖齿铣刀和铲齿铣刀。3、按结构：分为整体式、焊接式、镶齿式、可转位式。4、按用途：分为圆柱铣刀、面铣刀、盘铣刀、锯片铣刀、立铣刀、键槽铣刀、模具铣刀、角度铣刀、成形铣刀等。
结构分类：1、整体式、2、焊接式、3、镶齿式、4、可转位式。
用途分类：
1．立铣刀
立铣刀是数控铣削中最常用的一种铣刀，其结构，圆柱面上的切削刃是主切削刃，底面上分布着副切削刃，主切削刃一般为螺旋齿，这样可以增加切削平稳性，提高加工精度。由于普通立铣刀端面中心处无切削刃，所以立铣刀工作时不能作轴向进给，底面刃主要用来加工与侧面相垂直的底平面。目前，多数立铣刀都可实现底刃过中心，因此在实际使用中，只要铣刀满足底刃过中心条件，即可实现侧向与轴向的同时进给。
按照立铣刀铣刀体顶部的形状，可分为直角立铣刀（尖角形），球头立铣刀（球头形）、圆角立铣刀（也叫圆角端铣刀、R圆角形）
高速中心常用的立铣刀
1.1 整体合金立铣刀、1.2 波纹立铣刀、1.3镶焊立铣刀1.4、Φ32整体圆角可转位立铣刀
1.5 Φ72模块化圆角可转位立铣刀
2．平面铣刀
面铣刀，主切削刃分布在圆柱或圆锥表面上，端面切削刃为副切削刃，铣刀的轴线垂直于被加工表面。面铣刀按国家标准规定，直径d=40～250mm，螺旋角β=10°，刀齿数Z=10～26。面铣刀主要用在立式铣床或卧式铣床上加工台阶面和平面，特别适合较大平面的加工，主偏角为90°的面铣刀可铣底部较宽的台阶面。用面铣刀加工平面，同时参加切削的刀齿较多，又有副切削刃的修光作用，使加工表面粗糙度值小，因此可以用较大的切削用量，生产率较高，应用广泛。
图3.10 不同主偏角的面铣刀
铝合金车体典型的平面铣刀加工工艺有，三型车总组成加工，铣削车体与转向架相连的调整垫块、平顶板90°平面铣削、前墙二维曲线平面的45°平面铣削以及小部件加工中的若干平面铣削。
3、三面刃铣刀（T型槽铣刀）
三面刃铣刀简称三面刃：三个刃口均有后角，刃口锋利，切削轻快。三面刃铣刀是标准的机床刀具，通常在卧铣床上使用，一般用于铣沟槽和台阶。其形状就像吃的“烧饼中间有一个圆孔”其外圆，和两个端面靠近外圆的部位都有切削刃（像宽锯齿状）所以叫三面刃。
可转位三面刃铣刀有以下优点：直径 Dc = 80 - 315 mm，切削宽度有3种调整系列 B = 8 - 25 mm，切削宽度通过偏心销调整，实用的调整机构位置设计，保证调整可以在装配好的情况下进行。通过楔块夹紧装置，可使刀座和转配件与现有系统协调，双向切削的刀片即可用于左向切削又可用于又向切削。调整简便，快捷，使用通用刀片，刀片费用降低.，交错布齿，确保切削刃可以全部参加切削（三面刃型），并且可以进行完整的铣槽加工。
典型的三面刃铣削为五型车侧墙门口加工、三型车地板插接口加工、端墙排水槽加工等。
4、锯片
锯片是铝合金长大型材定尺加工最常用的刃具，硬质合金锯片的质量与加工产品的质量有密切关系。正确的合理地选用硬质合金锯片对于提高产品质量、缩短加工周期、减少加工成本具有重要的意义。
安装要求：
（1）设备状态良好，主轴无变形，无径跳，安装固定牢固，无振动等。
（2） 检查锯片有无损坏，齿型是否完整，锯板是否平整光洁，以及有无其他异常现象，以确保使用安全。
（3）装配时，确定锯片箭头方向与设备主轴旋转方向一致。
（4） 锯片安装时要保持轴心，卡盘和法兰盘的清洁，法兰盘内径与锯片内径一致，确保法兰盘与锯片紧密结合，装好定位销，拧紧螺母。法兰盘的大小要适当，外径应不小于锯片直径的1/3。
（5）设备开动前，确保安全的情况下，有单人操作设备，点动空转，检查设备转向是否正确，有无振动、锯片装好后先空转几分钟，无打滑、摆动或跳动后正常工作。
典型的锯片铣削工艺为边梁类、地板类零件的定尺截断，五型车车顶45度定尺截断等。
5、硬质合金钻头
硬质合金钻头顶部的尖点起到定心作用，钻削刃位于钻头的锥面部位上，螺纹曲线槽为排屑槽。
加工精度
选用硬质合金钻头时，首先需要考虑钻削加工的尺寸精度要求。一般来说，被加工孔径越小，其公差也越小。因此，钻头制造商通常根据被加工孔的名义直径尺寸对钻头进行分类,因此它一般用于精度要求不高的孔加工，或者通过换装镗刀片完成孔的精加工。
排屑是钻削加工中不容忽视的问题。事实上，钻削加工中遇到最多的问题就是排屑不畅，且无论使用何种钻头均无法回避这一问题。加工车间经常采用外部注入冷却液的方式辅助排屑，但这种方法只有在被加工孔深小于孔径以及减小切削参数的情况下才有效。此外，必须选用与钻头直径相匹配、合适的冷却液种类、流量和压力。对于没有安装主轴内冷却系统的机床，则应使用冷却液导管。被加工的孔越深，排屑就越困难，需要的冷却液压力也越大，深孔的钻削方式多采用啄钻。
铝合金车体加工典型的钻削工艺为三型车底架大部件吊装孔的钻削、车顶导流罩座安装孔钻削、端墙外风挡丝套安装孔的钻削等。
结 语
本文通过对铝合金车体常用加工刀具的逐点分析及详细论述，剖析的各种刀具的性能，使用范围，常用工艺等，对今后的铝合金加工生产过程中的刀具选型、匹配，车间操作者实际使用等具有强大的实际指导意义。
参考文献
[1]金属切削技术指南. 山特维克可乐满.机械工业出版，2010
[2] 切削工具．KORLOY，2010
论文作者:张欣亮 张艳伟 鞠伟华
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/4
标签：铣刀论文; 加工论文; 刀柄论文; 刀具论文; 车体论文; 立铣刀论文; 钻头论文; 《科学与技术》2019年14期论文;