可轉(zhuǎn)位銑刀加工工件時總是伴隨著振動趣临,在車間里殴客,可以感受到振動帶來的熟悉的聲音和感覺铝儒。當通過增大刀具的切削深度來提高金屬切削率時醒腹,往往會損壞刀具的刃尖,縮短機床的壽命抬邑。
除了提高機床性能外漆暑,還有一種方法可以改善加工狀況,那就是使用仿形銑刀个扰。這種刀具又稱做“鈕扣刀具”瓷炮。
仿形銑刀只是在傳統(tǒng)的立銑刀基礎(chǔ)上有一個簡單的變化,與傳統(tǒng)的菱形刀片或方形刀片不同递宅,仿形銑刀使用圓形刀片娘香。這個變化使仿形銑刀具備多種優(yōu)點,其中大部分益處可以說是當今小切深恐锣,大進給,和高速加工發(fā)展趨勢下的一個補充舞痰。本文將分別介紹這些優(yōu)點:
進刀能力強加強螺旋銑和斜面加工能力切削刃強度更高更多的切削刃參與加工低功率下獲得高切削率接近精加工的粗加工
進刀
一些仿形銑刀可以象鉆頭那樣土榴,直接進刀,切入工件响牛。如:端銑刀式仿形銑刀玷禽,但僅在制造商在刀具末端留有足夠的間隙時才可以沿這個方向切削。套式仿形銑刀也可直接切入工件呀打,但加工時功率消耗很大矢赁。
仿形銑刀不可能取代鉆頭,因為鉆削時參與加工的面積較大贬丛,超過了這種刀具所能承受的切削深度蹈瑟。但仿形銑刀這種可以直接切入工件的能力解決了加工中一個令人頭疼的問題:那就是在粗加工之前需要預鉆一個起始孔。
因為普通的可轉(zhuǎn)位立銑刀不能沿Z軸直接切入材料坊秉,所以需要預先鉆一個起始孔相誓。另一種進刀方法是通過一個斜面進入,通常需要應(yīng)用CAM軟件來完成前忿。而使用仿形銑刀贡按,這一步可以省去”馍荩可將刀具的進刀操作與型腔加工編為一個完整的程序惫吝,無需特別考慮刀具的進刀問題。這種可自由進刀的方式對于復雜型腔的粗加工逻袭,以及調(diào)用表面粗加工例行程序很有用每镀。
螺旋插補
綜合運用仿形銑刀和螺旋插補可以容易、快速地加工大直徑孔。這種技術(shù)類似于螺紋銑削绷匀,三個軸(X哭振、Y、Z)同時運動楔绞。但它又不同于螺旋銑削结闸,因為用仿形銑刀加工不需要起始孔,就可以直接切入材料酒朵。此外桦锄,由于仿形銑刀有大的后角,螺旋插補過程中的升角可以很大蔫耽,而且不用擔心會摩擦到切削刃的底部结耀。這個簡單易行的過程帶來很多好處,可以用相同直徑的刀具加工不同尺寸的孔匙铡,只需將孔尺寸的變化編入程序图甜。
一個典型的對比可以說明這種技術(shù)有提高效率的潛力。
切削刃強度
由于沒有尖角鳖眼,在可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片中黑毅,圓形刀片的切削刃強度最高。因此可用于重切削钦讳,或者不穩(wěn)定條件下的粗加工矿瘦。當需要使用長型刀具時,圓形刀片能承受更大的刀具偏轉(zhuǎn)和振動栖挣,允許加工中提高轉(zhuǎn)速学蛤、增大進給,同時減少崩刃的危險夫次。
使用圓形刀片時夭菲,切削力可以得到有效的分布。而對于典型的直角銑刀搔冈,刀具壓力主要為徑向力辰襟,這導致了刀具變形大,增加了振動和刀具破損的可能躯括。圓形切削刃均勻地分散切削力赏赔,將更多的切削力轉(zhuǎn)化為軸向力。這正是使用加長型刀具時所希望的轮昧,因為減小徑向力也就減小了刀具變形雷倦。
但使用臥式加工中心時則要小心。軸向力的增加可能使安裝在機床角板上的夾具出現(xiàn)撓曲熟排,這是因為該結(jié)構(gòu)不象在立式加工中心上時那樣穩(wěn)固肺灭。在臥式加工中心上,撓曲會帶來振動,進而會導致刀片出現(xiàn)輕微的崩刃开泽。刀具壽命會因此而縮短牡拇,刀具破損的可能性加大。為了減少或避免這種情況穆律,應(yīng)該使用正軸向前角的刀具惠呼,這樣可以減小對工件向下推的力。
切削刃數(shù)目
圓形刀片還有一個優(yōu)點就是比普通的硬質(zhì)合金刀片擁有更多可用的切削刃峦耘。根據(jù)刀片的尺寸以及切削深度剔蹋,圓形刀片可以有4到8次有效的轉(zhuǎn)位,材料去除量至少是普通菱形和方形刀片的兩倍辅髓。這種優(yōu)勢可以減少操作者去工具室換新刀片的次數(shù)(保證了操作者的有效工作時間)泣崩,減少了刀片的存貨量(降低庫存費用),降低了每條切削刃的成本洛口。
例如矫付,普通的菱形刀片價格大約為8美元一片,有兩條可用切削刃第焰,每條切削刃的成本為4美元洞歼。方形刀片的成本是10美元,那么平均到每條切削刃就是2.5美元郁表。
將這些刀片的成本與圓形刀片比較匣描,圓形刀片每片的價格會達到11美元(多數(shù)情況下還要少些)豌楷。
假設(shè)在最惡劣條件-重切削-下加工罕腿,刀片只可以轉(zhuǎn)位4次,每切削刃的成本是2.75美元彭倡。更多的情況下看群,可以轉(zhuǎn)位8次,那么每條刃的成本就是1.38美元赴笨。通過實際應(yīng)用和成本比較涯锅,圓形刀片不僅比其它類型刀片的金屬切削率高,其經(jīng)濟性也頗具吸引力忆键。
高切削率漱南、低能耗
如果使用恰當,圓形刀片可擁有很高的金屬切削率憋庙,而不需要很高的機床功率笔喉。因為圓形刀片的強度高,可以在直角銑刀無法達到的進給率下加工工件硝皂,甚至允許在輕型機床上進行較大負載的粗加工常挚。需要了解的關(guān)鍵問題是:切削深度越大,切屑也越厚,這將增大功率的消耗奄毡。采用淺切削-切削深度為0.025到0.050英寸-普通的圓形刀片刀具可在0.040英寸的每齒進給率下加工鋼材折欠,某些時候,還可以達到0.06ipt吼过。而大部分菱形刀片和方形刀片的最大值只有0.010-0.012ipt锐秦。
值得注意的是,一些鈕扣刀具的使用者會遇到這樣的問題那先,加工過程中农猬,或是刀片磨損后,刀片會在刀具的安裝座內(nèi)發(fā)生移動售淡。這兩種情況都是由于刀具承受的壓力過大斤葱,超過了刀片夾緊元件的夾持力。因此需要在設(shè)計刀具的時候綜合考慮可能發(fā)生的情況揖闸。比如帮廉,有些刀具在用螺釘固定刀片的同時,上面還有一個小夾鉗阐赖,這種雙重夾緊的方式確保了刀片的安全闲耿。
另一個重要的問題是刀片安裝座的正向鎖定功能。很多鈕扣刀具用戶使用便宜的壓鑄刀片皆舅,光滑的圓面無法徑向鎖定减组。作用在刀片切線方向切削力會導致刀片上的螺釘損失扭矩。剛度更大的仿形銑刀通過在刀片側(cè)面增加鎖緊面來解決這個問題-鎖緊面與刀體的鎖緊面緊密配合特植,使二者之間相對運動的可能性降到最低哆卓。
當要進行大進給率切削時,需要刀具能夠給切削刃提供最大的支承力逝惑。使用負軸向前角的仿形銑刀(讓刀片向下傾斜岂苏,朝向工件),用保守的加工參數(shù)巾沟,可以獲得好的加工效果限禀,但進給率很大時則會失敗。這種設(shè)計本身就有缺陷祷安,在切削刃受力的主要區(qū)域缺乏支承姥芥。使用正軸向前角的仿形銑刀則可以給切削刃提供很好的支承,這是因為切削刃后面的硬質(zhì)合金與切削力接近于平行汇鞭。這種方式使用硬質(zhì)合金凉唐,可以讓用戶感受到硬質(zhì)合金吸收壓應(yīng)力的能力。
但這種情況下虱咧,刀具夾緊的剛度很重要熊榛。因此強烈推薦使用短型的立銑刀夾頭或者套式銑刀夾頭锚国。
使用恰當?shù)募庸ぃ词故侵挥?0或15馬力的機床玄坦,也可以獲得有競爭力的切削血筑,而且減少設(shè)置步驟,工廠的生產(chǎn)安排也更靈活煎楣。
接近精加工的粗加工
將圓形刀片用于粗加工豺总,給半精加工或精加工提供了更好的“準備工作”。用直角銑刀進行粗加工择懂,向下切削時喻喳,會留下一個臺階。每一遍走刀的切削深度越大蝶映,這種臺階效果就越明顯巍坦。這種不平的工件表面會導致半精加工時刀具受力不均,給刀具帶來沖擊擦斑,并導致刀具變形腿若,這樣就不可能從粗加工直接過渡到精加工。不僅需要半精加工才昔,而且還要進行多次精加工谓蹂。
使用圓形刀片大大減少了上述情況的發(fā)生。不象直角刀具那樣留下臺階峰礁,而只有一些很小的“褶皺”漠恰,且高度很低,可以輕松地加工掉鞠洪。在切削深度小的情況下蹲自,圓形刀片也是最佳選擇,“褶皺”的高度變得更小苔寝,粗加工后的工件表面比較平整肤叼,可以很容易進行半精加工塑猖。某些時候竹祷,甚至可直接進行精加工。
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