銑刀銑削的方法

銑刀方法

    為了保證平面銑削的順利進行，在開始銑削之前，應對整個過程有個清楚的估計。比如要進行的是粗銑還是精銑？所加工的表面是否將作為基準？銑削過程中表面粗糙度、尺寸精度會有多大變化？另外，還需要正確選擇銑刀的切削參數(shù)。本文分析了需要考慮的重點內容。?

銑刀刀體的選擇

    銑刀的價格比較貴，一把直徑為100mm的面銑刀刀體價格可能要超過600美元，所以應慎重選擇，以能達到真正適合具體的加工需要。?

首先，在選擇一把銑刀時，要考慮它的齒數(shù)。例如直徑為100mm的粗齒銑刀只有6個齒，而直徑為100mm的密齒銑刀卻可有8個齒。齒距的大小將決定銑削時同時參與切削的刀齒數(shù)目，影響到切削的平穩(wěn)性和對機床切率的要求。每個銑刀生產廠家都有它自己的粗齒、密齒面銑刀系列。?

    在進行重負荷粗銑時，過大的切削力可使剛性較差的機床產生振顫。這種振顫會導致硬質合金刀片的崩刃，從而縮短刀具壽命。選用粗齒銑刀可以減低對機床功率的要求。所以，當主軸孔規(guī)格較小時(如R-8、30#、40#錐孔)，可以用粗齒銑刀有效地進行銑削加工。?

    粗齒銑刀多用于粗加工，因為它有較大的容屑槽。如果容屑槽不夠大，將會造成卷屑困難或切屑與刀體、工件摩擦加劇。在同樣進給速度下，粗齒銑刀每齒切削負荷較密齒銑刀要大。

    精銑時切削深度較淺，一般為0.25～0.64mm，每齒的切削負荷小(約0.05～0.15mm)，所需功率不大，可以選擇密齒銑刀，而且可以選用較大的進給量。由于精銑中金屬切除率總是有限，密齒銑刀容屑槽小些也無妨。?

    對于錐孔規(guī)格較大、剛性較好的主軸，也可以用密齒銑刀進行粗銑。由于密齒銑刀同時有較多的齒參與切削，當用較大切削深度(1.27～5mm)時，要注意機床功率和剛性是否足夠，銑刀容屑槽是否夠大。排屑情況需要試驗驗證，如果排屑有問題，應及時調整切削用量。?

刀片的選擇

    某些加工場合選用壓制刀片是比較合適的，有時也需要選擇磨制的刀片。粗加工最好選用壓制的刀片，這可使加工成本降低。壓制刀片的尺寸精度及刃口鋒利程度比磨制刀片差，但是壓制刀片的刃口強度較好，粗加工時耐沖擊并能承受較大的切深和進給量。壓制的刀片有時前刀面上有卷屑槽，可減小切削力，同時還可減小與工件、切屑的摩擦，降低功率需求。?

    但是壓制的刀片表面不像磨制刀片那么緊密，尺寸精度較差，在銑刀刀體上各刀尖高度相差較多。由于壓制刀片便宜，所以在生產上得到廣泛應用。?

    對于精銑，最好選用磨制刀片。這種刀片具有較好的尺寸精度，所以刀刃在銑削中的定位精度較高，可得到較好的加工精度及表面粗糙度。另外，精加工所用的磨制銑刀片發(fā)展趨勢是磨出卷屑槽，形成大的正前角切削刃，允許刀片在小進給、小切深上切削。而沒有尖銳前角的硬質合金刀片，當采用小進給、小切深加工時，刀尖會摩擦工件，刀具壽命短。?

    磨過的大前角刀片，可以用來銑削粘性的材料(如不銹鋼)。通過鋒利刀刃的剪切作用，減少了刀片與工件材料之間的摩擦，并且切屑能較快地從刀片前面離開。?

    作為另一種組合，可以將壓制刀片裝在大多數(shù)銑刀的刀片座內，再配置一磨制的刮光刀片。刮光刀片清除粗加工刀痕，比只用壓制刀片能得到較好的表面粗糙度。而且應用刮光刀片可減小循環(huán)時間、降低成本。刮光技術是一種先進工藝，已在車削、切槽切斷及鉆削加工領域廣泛應用。

冷卻和涂層

平面銑削是否要冷卻，存在爭議。當用一個大直徑面銑刀銑削時，冷卻液難以噴到整個銑刀。特別是銑削屬于斷續(xù)加工。刀片在頻繁地切入、切出，實際上冷卻液達不到刀尖，而是刀尖切入時被加熱，切出時被冷卻。這種很快地加熱、冷卻，極易引起熱裂紋。如果刀片出現(xiàn)裂紋，并且在切削時從刀片座中落下，刀體將會受到嚴重的損壞。?

    現(xiàn)代的刀具涂層能使溫度裂紋產生的概率大大降低，更加促進了干式切削的發(fā)展。特別是TiAlN涂層刀具很適合于干式切削。因為當切入金屬時，切削的熱量使TiAlN表面發(fā)生化學變化，產生了更硬的物質。?

    干式切削的優(yōu)點是，操作者可以看清切屑實際的形狀和顏色，為操作者提供了評定切削過程的信息，由于工件的化學成分不同，發(fā)出的信息也不一樣：當加工碳鋼時，形成暗褐色切屑，說明采用切削速度適當；當速度進一步提高，褐色切屑將變成藍色。如果切屑變黑，表明切削溫度過高，此時應降低切削速度。

    不銹鋼的導熱率較低，其熱量不能很好地傳至切屑，所以加工不銹鋼應選用適當?shù)那邢魉俣�，使切屑帶有淡淡的棕褐色。如果切屑變成深褐色，表明其切削速度已達最高限度。有時，為避免刀瘤，加工不銹鋼切削熱又是需要的。另外，冷卻液會使切屑冷卻太快而熔合在刀片上，導致刀具壽命降低。?

    過高的進給量會引起材料的堆積，而進給量過低又會使刀具與工件發(fā)生摩擦，也會導致過熱。

    干切的目標是調整切削速度與進給量，使熱傳到切屑而不是工件或銑刀上。因此，應避免使用冷卻液，以便觀察飛濺的切屑，適當?shù)卣{整主軸速度和進給量。熱切屑意味著熱量沒有傳到零件和刀具上，不會發(fā)生熱裂紋，從而延長了刀具壽命。但當加工易燃性的材料(如鎂和鈦)時，應注意冷卻并備好滅火設施。?

    值得一提的是，當干切時，在螺紋/銑刀體的結合面應涂少量防止“咬死”(難以拆卸)的化合物也很重要，但要注意不要帶進污物，否則會影響銑刀的安裝精度。?

順銑和逆銑

    大多數(shù)平面銑削都是在帶有絲杠或滾珠絲杠的輕型機床上用逆銑方式來完成。但是，應盡量采用順銑，這樣會取得更好的加工效果。因為逆銑時，刀片切入前產生強烈摩擦，造成加工表面硬化，使下一個刀齒難以切入。當順銑時，應使銑削寬度大約等于2/3銑刀直徑，這可保證刀刃一開始就能立即切入工件，幾乎沒有摩擦。如果小于1/2銑刀直徑，則刀片又開始“摩擦”工件，因為切入時切削厚度變小，每齒進給量也將因徑向切削寬度的變窄而減小。“摩擦”的結果使刀具壽命縮短，對于硬質合金刀具，增加每齒進給量和減小切削深度是比較有利的。所以粗銑時，若徑向切削寬度小于銑刀半徑時，增加走刀量，其刀具壽命將會提高，加工時間隨之縮短。當然，精銑需要工件表面光潔，所以應限制走刀量。?

    試調這一徑向銑削寬度，確定銑刀直徑與徑向銑削寬度之比的工作，最好在高精度機床上進行，以便在調整比率的同時，觀察其工件表面粗糙度的變化。?

銑削效率的評價

    面銑工作效率可以用多種方式衡量，一種是通過確定每分鐘金屬切除量，即：WOC(切削寬度)×DOC(切削深度)×FR(走刀量)。如：3(WOC)×0.150英寸(DOC)×3.5英寸/minFR=15.75立方英寸/分。金屬切除率表示的是切下的金屬體積，所用的機床功率能否達到這個切除率要取決于被加工金屬的硬度。因而有另外一種衡量方法，就是直接計算銑削所需動率。它等于：金屬切除率×材料硬度系數(shù)。如：鋁硬度系數(shù)約為0.3，則所需功率為15.75×0.3=4.725(馬力)；4140鋼硬度系數(shù)約為0.7，所需功率為15.75×0.7=11(馬力)，硬度系數(shù)可查有關手冊、資料等