本文討銑削加工解夜，說明在以銑削加工為主的斷續(xù)切削工況中，刀具和切削參數(shù)的選擇對熱量的產(chǎn)生脾询、吸收和控制有何影響李狼。

熱量難題 金屬切削在切削區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的溫度高達(dá) 800 至 900 攝氏度，在該切削區(qū)內(nèi)斧枚，切削刃會促使工件材料變形并將其切除榆模。在連續(xù)車削加工中，熱量以穩(wěn)定的線性方式產(chǎn)生稽舱。與此相反积辞，銑刀齒間歇性地切入和切出工件材料，切削刃的溫度也會交替地升高和下降趋大。 加工系統(tǒng)的元件會吸收金屬切削過程中產(chǎn)生的熱量菠卖。通常，10% 的熱量進(jìn)入工件袭靶，80% 進(jìn)入切屑相种，10% 進(jìn)入 刀具。最好的情況是切屑帶走絕大部分的熱量品姓，因為高溫會縮短刀具壽命寝并，并損壞所加工的零件。

工件材料的不同導(dǎo)熱性以及其他加工因素腹备，都會對熱量的分布產(chǎn)生顯著影響衬潦。例如，高溫合金的導(dǎo)熱性較差植酥。當(dāng)加工導(dǎo)熱性較差的工件時别渔，傳入刀具的熱量會增加。此外惧互，加工硬度較高的材料會比加工硬度較低的材料產(chǎn)生更多熱量哎媚。在通常情況下，更高的切削速度會增加熱量的產(chǎn)生喊儡，而更高的進(jìn)給量會加大切削刃中受高溫影響的區(qū)域拨与。

嚙合弧度

由于銑削過程的間歇性質(zhì)，切削齒只在部分加工時間內(nèi)產(chǎn)生熱量艾猜。切削齒的切削時間百分比由銑刀的嚙合弧決定买喧，而嚙合弧則受到徑向切削深度和刀具直徑的影響。

不同銑削工藝的嚙合弧也不同首冒。例如在槽銑中榔屈，工件材料在加工過程中包圍一半的刀具;嚙合弧是刀具直徑的 100%斑宴。切削刃一半的加工時間都花在切削上，因此熱量迅速積聚亏铭。這種情況與側(cè)銑不同窒埃，在側(cè)銑中，任何時候都只有相對較小的刀具部分與工件嚙合闰纪，并且切削刃有更多的機(jī)會向空氣中散熱宽考。

刀具中積聚過多熱量會造成刀具磨損或變形，進(jìn)而縮短刀具壽命畴瓜。相反啃碗，許多切削刀具材料必須在溫度高于臨界最低水平時才能充分發(fā)揮效率。

特別是硬質(zhì)合金刀具轨充，它由堅硬但易碎的粉末金屬制成荞看。如果溫度高于特定最低水平，則會提高粉末金屬材料的韌性并減少斷裂情況蜂筹。與之相對需纳，當(dāng)切削溫度過低時，刀具會易碎并導(dǎo)致斷裂狂票、微崩或刃口積屑候齿。因此，目標(biāo)是維持合理的切削溫度范圍闺属。

切屑厚度和熱量問題

本系列中的前一篇文章探討了徑向切削深度慌盯、切削刃主偏角進(jìn)給量和切屑厚度在銑削過程中對機(jī)械負(fù)荷的影響。同樣的加工因素加上切削速度掂器，也會影響銑削的熱負(fù)荷亚皂。

切屑厚度會對熱量和刀具壽命產(chǎn)生極大的影響。如果切屑厚度過大国瓮，造成的重負(fù)荷會產(chǎn)生過多的熱量和切屑灭必，甚至導(dǎo)致切削刃斷裂。如果切屑厚度過小乃摹，切削過程只在切削刃的較小部分上進(jìn)行禁漓，而增加的摩擦和熱量會導(dǎo)致迅速的磨損。

銑削中產(chǎn)生的切屑的厚度會隨著切削刃進(jìn)出工件而不斷變化踪觉。因此泳寥，刀具供應(yīng)商采用“平均切屑厚度”的概念來計算旨在保持最高效切屑厚度的刀具進(jìn)給量。

確定正確的進(jìn)給量所涉及的因素包括：刀具的嚙合弧或徑向切削深度以及切削刃的主偏角撕第。嚙合弧越大疹神，產(chǎn)生理想平均切屑厚度所要求的進(jìn)給量就越小。

同樣抓深，刀具的嚙合弧越小掀尊，獲得相同切屑厚度就需要更高的進(jìn)給量芥斋。刀具的切削刃主偏角也會影響進(jìn)給要求。當(dāng)切削刃偏角為 90 度時玩猿，切屑厚度最大趋沧，因此，為了達(dá)到相同的平均切屑厚度隘吆，減小切削刃主偏角就需要提高進(jìn)給量箭溜。

為了保持切削區(qū)內(nèi)的切屑厚度和溫度與刀具在滿刀切削時的值相等溉贞，刀具供應(yīng)商制定了補償系數(shù)晕石，用于在刀具嚙合量百分比減小時增加切削速度。

例如咒循，如果滿刀切削(100% 的直徑在切削中嚙合)的速度系數(shù)為 1.0据途，90 度切削刃主偏角刀具(20% 的直徑在切削中嚙合)的速度補償系數(shù)為 1.35。因此叙甸，如果滿刀切削的切削速度為 100 m/min颖医，對于僅五分之一的直徑在切削中嚙合的刀具，保持其最佳切屑厚度所需的切削速度為 135 m/min裆蒸。

從熱負(fù)荷角度來看熔萧，如果嚙合弧小，切削時間可能不足以產(chǎn)生最大刀具壽命所需的最低溫度僚祷。由于增加切削速度通常會產(chǎn)生更多的熱量佛致，將小嚙合弧與更高的切削速度相結(jié)合有助于將切削溫度提升至所需的水平。更高的切削速度還會縮短切削刃與切屑接觸的時間辙谜，從而減少傳入刀具的熱量俺榆。總體而言装哆，更高的切削速度還會減少加工時間并提高生產(chǎn)率罐脊。另一方面，更低的切削速度會降低加工溫度昆秩。如果加工中產(chǎn)生的熱量過多萎雁，降低切削速度可將溫度降至可接受的水平。

切削刃槽型

銑刀刀體的幾何角度和切削刃有助于控制熱負(fù)荷聂帜。刀體的基本角度決定了刀片相對于工件的位置您眉。切削刃處于正前角(切削刃的刀尖部分先接觸工件從工件材料向后滑)的刀具可產(chǎn)生較小的切削力以及較少的熱量，同時還允許使用更高的切削速度盆述。但是实腹，正前角刀具比負(fù)前角刀具更薄弱，工件材料的硬度及其表面狀況將決定是否應(yīng)使用負(fù)前角刀具霜铸。負(fù)前角刀具可產(chǎn)生更大的切削力和更高的切削溫度滥诀。

切削刃的槽型本身可以引起和控制切削作用及切削力沐亏，從而影響熱量的產(chǎn)生。刀具與工件接觸的刃口可以進(jìn)行倒角婴可、鈍化或是鋒利的。經(jīng)過倒角或鈍化的刃口強(qiáng)度更大卿捎，但同樣會產(chǎn)生更大的切削力和更多熱量径密。鋒利的刃口盡管強(qiáng)度沒有這么大午阵，但可以減小切削力并降低加工溫度享扔。

切削刃后的倒棱用于引導(dǎo)切屑惧眠，它可以是正倒棱也可以是負(fù)倒棱，正倒棱同時會產(chǎn)生較低的加工溫度氛魁，而負(fù)倒棱設(shè)計強(qiáng)度更高但會產(chǎn)生更多熱量暮顺，二者各有利弊秀存。

由于銑削過程為斷續(xù)切削，銑削刀具的切屑控制特征通常不如在車削中那么重要宙项。然而鲜映，根據(jù)所涉及的工件材料以及嚙合弧，判斷形成和引導(dǎo)切屑所需的能量可能會變得十分重要袭仲。狹窄或強(qiáng)制斷屑切屑控制槽型能夠立即卷起切屑箭基，并產(chǎn)生更大的切削力和更多熱量。更開闊的切屑控制槽型可產(chǎn)生更小的切削力和更低的加工溫度芭甚，但可能不適用于某些工件材料和切削參數(shù)組合。

冷卻問題

另一個控制金屬切削加工中產(chǎn)生的熱量的方法是控制冷卻液的應(yīng)用蜕逾。溫度過高會導(dǎo)致切削刃快速磨損或變形，因此必須盡快控制熱量挑庶。

為了有效地降低溫度迎捺，必須對熱源進(jìn)行冷卻。然而凳枝，將冷卻液注入切屑和切削刃之間的壓力為 20000 bar 左右的高溫切削區(qū)卻非常困難。此外合是，在這種惡劣環(huán)境下锭环，冷卻液會立即蒸發(fā)泊藕。在此類情況下，冷卻液可能無法非常有效地帶走熱量娃圆，但冷卻液多少會有所幫助固脸。

冷卻液流究竟有多大影響尚不清楚;冷卻液有效性自身就是一個研究課題。它就像是宗教;您可以信或者不信泳嵌。通常，如果預(yù)計有過多的熱量猾灰，則可以應(yīng)用冷卻液。例如萌小，在槽銑中，使用冷卻液通常沒有害處狱心。它會有所幫助音诫，但有多大幫助還值得探討惨奕。但在切削溫度較低的側(cè)銑中，最好還是不要應(yīng)用冷卻液茧泪。

結(jié)論

多種彼此相關(guān)的因素共同形成了金屬切削加工中的負(fù)荷聋袋。在加工過程中幽勒，這些因素會相互影響。本文探討了銑削加工中的熱量問題以及它們與機(jī)械因素的關(guān)系啥容。熟悉產(chǎn)生金屬切削負(fù)荷的各項因素及其相互作用的總體結(jié)果咪惠，將有助于制造商優(yōu)化其加工工藝并最大限度地提高生產(chǎn)率和盈利能力击吱。

附注：補償?shù)囊嫣?/p>

為銑削加工計算的補償因子指出了多種途徑來改變與刀具嚙合量有關(guān)的切削參數(shù)馁胁，從而保持所需的加工溫度六主。如果溫度過低，則無法使刀具材料達(dá)到最大的韌性锦列，同時還可能會形成積屑瘤(積屑瘤是導(dǎo)致切削刃斷裂或微崩的情況)誊预。如果溫度過高跛农，則會加快切削刃磨損或刀具變形。通過參數(shù)調(diào)整進(jìn)行補償可以平衡熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷胶见，優(yōu)化刀具壽命和生產(chǎn)率呛谜。

應(yīng)用補償因素還有助于采用先進(jìn)的銑削策略。例如猫妙，在使用采用小徑向和軸向切削深度的高速加工 (HSM) 方法時割坠，刀具供應(yīng)商應(yīng)用指南建議提高切削速度。如果不采用更高的速度來生成熱量对妄，HSM 較輕的切削刃嚙合可能無法產(chǎn)生足夠高的剪菱、有助于實現(xiàn)最佳刀具性能的溫度拴签。總之折焙，調(diào)整 HSM 的切削參數(shù)可以顯著提高金屬移除率倍熄。

為 HSM 加工所選的刀具應(yīng)具有鋒利的切削刃，并采用耐磨性良好的硬切削材料制造。高效排屑至關(guān)重要稼注，特別是在加工鋁等較軟的材料時;建議使用具有大切屑槽或開闊排屑槽的刀具。重要的是栓堕，用于 HSM 的機(jī)床應(yīng)能夠在足夠高的速度下運行于嚼，從而滿足補償規(guī)格的要求。

另外裤爆，當(dāng)調(diào)整參數(shù)以平衡熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷時处监，硬銑削策略也會受益。由于硬銑削產(chǎn)生大量的熱痢士，因此可以建議減小切削深度彪薛。在切削深度和進(jìn)給量保持較小的情況下，可以使用切削速度來優(yōu)化切削參數(shù)怠蹂。

硬銑削中采用的機(jī)床必須具有良好的剛度和減振能力善延，能夠在大切削負(fù)荷下進(jìn)行精確的加工易遣。堅固的刀具夾持系統(tǒng)可以提供更大的強(qiáng)度和抗振性豆茫，如有可能揩魂，應(yīng)避免使用長接長桿肤京。多刃短刀具也有助于加工穩(wěn)定性腿逞。負(fù)前角刀體和研磨過的刃口可以增加切削刃的強(qiáng)度汤钻。

在高進(jìn)給銑削 (HFM) 策略中，每個切削齒都具有較大的進(jìn)給量状堰，這通過小切削深度和中等切削速度來平衡糯驯。該方法提供了較高的金屬移除率耙福，同時切削力和功耗要低于其他策略。刀具上的彎曲負(fù)荷更小姜钳，減少了振動風(fēng)險坦冠，并能夠使用更長、剛性較差的刀具哥桥。另外辙浑，該策略最適于具有足夠速度和功率的高剛度機(jī)床。應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牡毒咧髌且詫⑤S向切削力引導(dǎo)至機(jī)床主軸上拟糕。

在高性能加工 (HPM) 策略中判呕，首先軸向和徑向切削深度得到了最大限度的增加，然后選擇進(jìn)給量和切削速度來盡可能減小刀具磨損已卸。該方法以最低的成本實現(xiàn)了高金屬移除率佛玄。HPM 需要專門設(shè)計的卷屑器硼一、強(qiáng)度更大的切削刃以及能夠高效排屑的排屑槽。HPM 還適用于移除大量材料以及加工難以切削的材料梦抢。

簡單的切削速度或其他參數(shù)調(diào)整將有助于控制切屑厚度般贼，從而控制簡單銑削加工中的熱負(fù)荷。但在銑削復(fù)雜的輪廓時奥吩，卻難以根據(jù)不斷變化的切削工況來控制參數(shù)哼蛆。為了實現(xiàn)最大生產(chǎn)率，先進(jìn)的 CAM 軟件與可以快速處理大量命令的強(qiáng)大 CNC 技術(shù)的前瞻能力一起划搓，能夠應(yīng)用先進(jìn)的銑削策略沮念，包括擺線銑削加工策略、片皮法等策略验脐。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)澜碎，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)织活，也不構(gòu)成任何其他建議嫡境。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳稼那，對此類作品本站僅提供交流平臺褒饱，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻搞吱、圖片援儡、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知硼县，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容酿装，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn涎才。