車-銑加工曾是一個不明確的術(shù)語日缨。有時將配備有旋轉(zhuǎn)刀具功能的車削加工中心稱為車-銑機床。而有一種特殊的金屬加工操作掖看,真正值得被稱為“車-銑加工”匣距,即在工件旋轉(zhuǎn)的同時,使用一把旋轉(zhuǎn)著的銑刀進行切削馁捌。
有以下幾個理由梗药,可以說明車間為什么想要使用這種加工方法。容易控制切屑是其一往蚕。能進行間斷切削另一個原因自凛。目前至少一家刀具供應(yīng)商 — 山特維克可樂滿(Sandvik Coromant)公司,已經(jīng)看到車-銑加工被頻繁地使用纱栓,將會有很好的市場前景费抚,他們專門為這一操作開發(fā)出一些特殊刀具。山特維克的產(chǎn)品專家Jim Grimes為本文提供了很多有關(guān)車-銑加工技術(shù)方面的資料韭惧。他說斟拘,隨著先進的多功能車床被廣泛地使用,車-銑加工不再象通常人們想像的那樣加工哀姿,今天的車-銑機床用戶暑赏,將會體會到,這一新的加工方法的獲得菜碌,無一不是克服傳統(tǒng)車加工弊端的產(chǎn)物贼穆。
刀具上安裝的wiper刀片緊跟并比進行切削加工的刀片稍微突出。目的是加工出好的零件表面粗糙度兰粉。
從旋轉(zhuǎn)著的工件中心開始進行偏心車削故痊,以保證切削刃緩慢地切入工件。
面臨挑戰(zhàn)的車-銑加工
以下是車-銑加工解決的一些特殊技術(shù)難題的挑戰(zhàn):
刀具上安裝的wiper刀片緊跟并比進行切削加工的刀片稍微突出玖姑。目的是加工出好的零件表面粗糙度愕秫。
從旋轉(zhuǎn)著的工件中心開始進行偏心車削,以保證切削刃緩慢地切入工件焰络。
大金屬切除率加工: 如果車削零件需要去除大量余量戴甩,車-銑加工應(yīng)是一個最好的選擇符喝。
間斷切削: 車刀通常不能很好地用于間斷切削,而使用銑刀則能做得很好甜孤。銑削加工經(jīng)常被定義為一種間斷切削协饲。所以凡是遇到進行間斷切削的場合,那將應(yīng)該想到將車削加工改為車-銑加工缴川。
優(yōu)良的斷屑加工: 多次加工實踐證明茉稠,對某些零件材料,采取車-銑加工代替車削加工把夸,可以消除以往的纏繞在刀頭的“鳥窩”狀切屑的現(xiàn)象扑姆。因為切削中復(fù)合了具有天然斷屑加工優(yōu)勢的銑削加工,將連續(xù)切屑折斷成容易排除的小碎片尉武。
柔性軸加工: 當(dāng)車削長而細(xì)且中間還不能支撐的零件牌宜,使用車-銑加工能較好地防止零件在加工中產(chǎn)生撓(彎)曲 。與車削相比源洒,理論上講骡眼,銑削能夠在刀具承受很小壓力的情況下切削零件。但實際上還需解決大量的技術(shù)難題荐呵。
長時間加工: 在難加工材料切削中稿焚,一把車刀的使用壽命很短唇锡,而銑刀因為是通過多刃切削而分配切削載荷蔬聚,所以能使用很長時間。由于銑刀有較長的使用壽命矗绅,所以能夠省去切削中間多次換刀的麻煩墙违。
偏心加工或異形加工: 銑刀的徑向(X軸)運動能夠與工件的旋轉(zhuǎn)運動相合,加工復(fù)雜零件的外形輪廓叼枝。Sandvik公司使用這一技術(shù)粗加工三葉狀圓錐形的“capto”刀具夾頭诽表。同樣原理,在一次裝夾中隅肥,零件作旋轉(zhuǎn)運動竿奏,銑刀作往復(fù)運動,也能在一次裝夾中加工偏心的不對稱零件腥放。加工汽車發(fā)動機的曲軸上的偏心軸也是一個很好的例子泛啸。但在加工精度方面還需作大量的研究工作。
車-銑加工技術(shù)
車-銑加工秃症,對機床沒有什么特別的要求候址,但最少得提供一個Y軸運動。
工件的轉(zhuǎn)動為銑刀傳遞需要的進給速度(動力)种柑,提供了C 軸運動岗仑。然而匹耕,工件需達(dá)到的切削速度是以ipm計量而不是車床的以spm計量(這意味著工件在車-銑加工中,比車削時的切削速度低很多)荠雕。但是稳其,Y軸運動是需要的,因為這時的銑刀不得不做很多的偏心加工库樊。而且刀具在進行偏心加工時棠裹,還不能加工到零件的要求尺寸,因為刀具在中心時数壤,刀具中心與零件的旋轉(zhuǎn)中心正好相交效迹,刀具只能使用其端面進行切削(即不能切削),而不是用它的切削刃切削趣闻。為保證切削刃能適當(dāng)?shù)剡M行切削啰蕴,刀具中心線將必須偏移零件旋轉(zhuǎn)中心線至刀具直徑的1/4。
在車-銑加工中存学,有三種刀具能有效地使用码承,其主要原因是使用wiper刀片或切削刃。對于車-銑加工中的端面銑刀(左圖)优生,可進行大型平面或重載間斷切削城离。鑲齒立銑刀(中圖)用于臺階銑削 。使用整體式立銑刀(右圖)加工外圓零件和精銑較深的窄槽等泪确。以上刀具的wiper刀片結(jié)構(gòu)娜食,是通過刀具四個切削刃中的兩個通往零件深處進切行削,達(dá)到高效高精度加工的敞峭。
但使用這種方法踊谋,在刀具接近一個臺階和一槽兩側(cè)面加工時,就將出現(xiàn)問題旋讹。這時在偏心刀具加工后殖蚕,將會在零件表面留下許多個圓角。
為了加工掉這些圓角沉迹,刀具必須進行第二次加工睦疫。這時不再需要刀具偏斜,沿Y軸將刀具移動到零件的中心位置進行加工鞭呕。而這次所謂的二次加工蛤育,沒有能夠切削到金屬材料(有時需要留些余量加工),除非要求臺階處必須清根琅拌,而這在實際使用中是不允許的缨伊。
在車-銑加工中,一個盡管使人不滿意但它確是無法改變的事實进宝,是產(chǎn)生出加工零件的形狀誤差刻坊。銑刀在圍繞零件進行圓周銑削時枷恕,將在零件表面不可避免地形成一些有規(guī)律間隔的扇貝狀痕跡。這個誤差不能被完全消除易祖,但是它能夠使用wiper刀片進行有效地控制遵艰。一個wiper刀片是一個緊跟著其它刀片之后,使切削刃在寬度方向上悍写,稍微突出电摔,使刀片切削刃正好延長至加工零件表面中,加工出新的切削表面暴艘,將扇形痕跡稍微地修平了一些稀崔。
Grimes先生說,他的公司為車-銑加工開發(fā)的刀具都集中在wiper刀片結(jié)構(gòu)上柬沾。這種wiper刀片結(jié)構(gòu)的刀具泉剔,已經(jīng)使扇貝狀痕跡得以較好地控制。因為規(guī)律揭示住秉,一個特殊的wiper刀片假却,使用戶能在選擇合理的車-銑加工參數(shù)下,將類似的這種給零件造成的形狀誤差睹傻,控制到一般產(chǎn)品質(zhì)量可以允許的程度夏跷。
切削力和變形
一個裝有wiper刀片的刀具是一個可以將四個切削刃中的兩個切削刃達(dá)到很深的零件中,使wiper刀片發(fā)生很大影響的整體式立銑刀明未。這一新結(jié)構(gòu)刀具的另一個優(yōu)點是槽华,這個刀具設(shè)計能在一個有利的切削方式下,改變切削力的方向亚隅。在車-銑加工中硼莽,當(dāng)為使刀具獲得足夠切削力需要零件進行高速旋轉(zhuǎn)時庶溶,即產(chǎn)生一推向刀具軸方向的切削力煮纵。因為現(xiàn)在只有兩個切削刃位于刀具底部,這將較好地減小刀具切削力的軸向分力偏螺。這時的更大切削力行疏,將作用于刀具的直徑方向。
事實上套像,這一改變將使我們看出酿联,車-銑加工與普通銑削加工之間的區(qū)別。在普通銑削加工中夺巩,沿著刀具軸向的切削力很小贞让。而加工零件也正好裝夾在這一方向。但是右木,在車-銑加工中砰染,零件一般多是長而細(xì)跳犹,且為兩端支撐而中間剛性最差。所以即使在刀具軸方向标增,作用于很小的切削力玻冗,也將會產(chǎn)生振動的趨勢。為在這一應(yīng)用中使刀具軸方向的受力狀態(tài)更好杠卜,就要求設(shè)計出與眾不同的新型的刀具結(jié)構(gòu)逐枢。這也是目前車-銑加工技術(shù)發(fā)展中,急需解決的技術(shù)難題坠屹。
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