銑削技術(shù)的新發(fā)展使制造商有可能通過提高加工效率而節(jié)省大量時(shí)間和金錢破罐。從為加工任務(wù)選擇合適的銑削刀具,到在面銑加工中采用滾動(dòng)切入法,以及在條件適合時(shí)用銑刀進(jìn)行孔加工佛雀,制造商可以在無需投資購買新設(shè)備的情況下,大幅提高生產(chǎn)能力哟口。
在選擇適合加工任務(wù)的銑刀時(shí)逃净,必須考慮從被加工零件的幾何形狀和尺寸到工件材質(zhì)的各種因素。
在機(jī)加工車間棠雌,用90°方肩銑刀進(jìn)行平面銑削的情況十分常見萨羽。在某些情況下,這種選擇有其合理性旬城。如果需要銑削的工件形狀不規(guī)則钙径,或鑄件表面會(huì)導(dǎo)致切深量發(fā)生變化,則方肩銑刀可能是最佳選擇卒赖。但在其他情況下踊嘲,選用標(biāo)準(zhǔn)的45°面銑刀可能會(huì)獲益更多。
當(dāng)銑刀的切入角小于90°時(shí)睡清,由于切屑變薄疏菩,軸向切屑厚度會(huì)小于銑刀的進(jìn)給率,則銑刀切入角將對(duì)其適用的每齒進(jìn)給量產(chǎn)生很大的影響刨仑。在面銑加工中郑诺,切入角為45°的面銑刀會(huì)使切屑變得更薄。隨著切入角的減小杉武,切屑厚度會(huì)小于每齒進(jìn)給量辙诞,而這反過來可以使進(jìn)給率提高到原來的1.4倍辙售。在這種情況下,如果采用切入角為90°的面銑刀倘要,由于無法獲得45°面銑刀所產(chǎn)生的軸向切屑減薄效應(yīng)圾亏,生產(chǎn)率會(huì)降低40%。
用戶往往會(huì)忽視選擇銑刀的另一個(gè)重要方面——銑刀的尺寸封拧。許多加工車間對(duì)大型零件(如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體或飛機(jī)結(jié)構(gòu)件)進(jìn)行面銑加工時(shí)志鹃,都是使用直徑較小的銑刀,這就為提高生產(chǎn)率留下了很大余地泽西。在理想情況下曹铃,銑刀應(yīng)有70%的切削刃參與切削。例如捧杉,銑削一個(gè)大型零件的多個(gè)表面時(shí)陕见,一把直徑50mm的面銑刀將只有35mm參與切削,從而降低了生產(chǎn)效率募型。如果使用直徑更大的銑刀指晾,就能節(jié)省大量加工時(shí)間。
改進(jìn)銑削加工的另一種方式是優(yōu)化面銑刀的銑削策略哀揽。在對(duì)平面銑削進(jìn)行加工編程時(shí)理斜,用戶必須首先考慮刀具切入工件的方式。通常睬肮,銑刀都是簡單地直接切入工件伐薯。這種切入方式通常會(huì)伴隨很大的沖擊噪聲,這是因?yàn)楫?dāng)?shù)镀顺銮邢鲿r(shí)匣诉,銑刀所產(chǎn)生的切屑最厚所致诡岂。由于刀片對(duì)工件材料形成很大的沖擊,往往會(huì)引起振動(dòng)曾瞪,并產(chǎn)生會(huì)縮短刀具壽命的拉應(yīng)力登鄙。
一種更好的進(jìn)刀方式是采用滾動(dòng)切入法,即在不降低進(jìn)給率和切削速度的情況下掰儿,銑刀滾動(dòng)切入工件政模。這意味著銑刀必須順時(shí)針旋轉(zhuǎn),確保其以順銑方式進(jìn)行加工蚂会。這樣形成的切屑由厚到薄淋样,從而可以減小振動(dòng)和作用于刀具的拉應(yīng)力,并將更多切削熱傳入切屑中胁住。通過改變銑刀每次切入工件的方式趁猴,可使刀具壽命延長1-2倍。為了實(shí)現(xiàn)這種進(jìn)刀方式彪见,刀具路徑的編程半徑應(yīng)采用銑刀直徑的1/2儡司,并增大從刀具到工件的偏置距離娱挨。
雖然滾動(dòng)切入法主要用于改進(jìn)刀具切入工件的方式,但相同的加工原理也可應(yīng)用于銑削的其他階段捕犬。對(duì)于大面積的平面銑削加工跷坝,常用的編程方式是讓刀具沿工件的全長逐次走刀銑削,并在相反方向上完成下一次切削碉碉。為了保持恒定的徑向吃刀量柴钻,消除振動(dòng),采用螺旋下刀和滾動(dòng)銑削工件轉(zhuǎn)角相結(jié)合的走刀方式通常效果更好垢粮。
機(jī)械師們對(duì)振動(dòng)引起的切削噪聲都很熟悉淫蜕,它通常發(fā)生在刀具切入工件時(shí),或刀具在吃刀狀態(tài)下進(jìn)行90°急劇轉(zhuǎn)向時(shí)抬奠。滾動(dòng)銑削工件轉(zhuǎn)角可以消除這種噪聲和延長刀具壽命肩检。一般來說,工件的轉(zhuǎn)角半徑應(yīng)為銑刀直徑的75%-100%蚓绞,這樣可以縮短銑刀的吃刀弧長和減小振動(dòng)泉疆,并允許采用更高的進(jìn)給率。
為了延長刀具壽命雌吱,在面銑加工中滑攘,應(yīng)盡量避免刀具從工件上的孔或中斷部位通過(如果可能的話)。當(dāng)面銑刀從工件上一個(gè)孔的中間通過時(shí)罐闰,刀具在孔的一側(cè)是順銑凿栅,而在孔的另一側(cè)是逆銑梦立,這樣會(huì)對(duì)刀片造成很大沖擊噪芭。通過在對(duì)刀具路徑編程時(shí)繞過孔和凹腔,就可以避免發(fā)生這種情況港遇。
越來越多的制造商利用銑刀以螺旋插補(bǔ)或圓周插補(bǔ)方式來加工孔楞艾。雖然這種方法的加工速度比鉆孔略遜一籌,但對(duì)于許多加工來說卻更具優(yōu)勢(shì)龄广。
在不規(guī)則表面上鉆孔時(shí)硫眯,鉆頭可能很難沿中心線鉆入工件,從而導(dǎo)致鉆頭在工件表面發(fā)生偏移择同。此外两入,鉆頭每加工25mm的孔徑,就需要大約10馬力的功率敲才,這就意味著裹纳,在小功率機(jī)床上鉆孔時(shí),可能達(dá)不到所需的最佳功率值紧武。此外剃氧,某些零件上需要加工許多不同尺寸的孔敏储,如果機(jī)床的刀庫容量有限,采用銑孔方式則可避免機(jī)床因更換刀具而頻繁停機(jī)朋鞍。
用銑刀銑孔時(shí)已添,刀具尺寸變得尤為重要。如果相對(duì)于孔徑而言滥酥,銑刀的直徑太小鹰觅,則加工時(shí)可能會(huì)在孔的中心形成一個(gè)料芯(圖4)。當(dāng)該料芯落下時(shí)吗修,可能會(huì)損壞工件或刀具烙欧。如果銑刀直徑過大,則會(huì)損壞刀具本身和工件鼠泊,因?yàn)殂姷恫辉谥行那邢靼仪郑赡軙?huì)在刀具底部發(fā)生碰撞(圖5)。
此外耽坤,用銑刀銑孔時(shí)宝庵,應(yīng)從刀具的中心線進(jìn)行加工編程。因?yàn)橛每赊D(zhuǎn)位刀片式銑刀進(jìn)行螺旋插補(bǔ)銑削時(shí)瘸酒,刀片外緣處的進(jìn)給率會(huì)比中心處高得多植碳,而編程人員有時(shí)會(huì)忽視這一點(diǎn),并無意中采用超過刀具有效操作范圍的過高進(jìn)給率钙幼。
通過選擇合適的銑刀雳唧,使刀具以振動(dòng)和拉應(yīng)力最小的方式切入工件材料,并知道在哪種情況下銑孔比鉆孔加工更有效仿村,制造商就能高效率锐朴、低成本地將工件毛坯加工成精美的零件。
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