銑刀銑削的方法

銑刀方法

    為了保證平面銑削的順利進(jìn)行，在開始銑削之前，應(yīng)對(duì)整個(gè)過程有個(gè)清楚的估計(jì)。比如要進(jìn)行的是粗銑還是精銑？所加工的表面是否將作為基準(zhǔn)？銑削過程中表面粗糙度、尺寸精度會(huì)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(diǎn)內(nèi)容。?

銑刀刀體的選擇

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

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

    在進(jìn)行重負(fù)荷粗銑時(shí)，過大的切削力可使剛性較差的機(jī)床產(chǎn)生振顫。這種振顫會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)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(duì)機(jī)床功率的要求。所以，當(dāng)主軸孔規(guī)格較小時(shí)(如R-8、30#、40#錐孔)，可以用粗齒銑刀有效地進(jìn)行銑削加工。?

    粗齒銑刀多用于粗加工，因?yàn)樗�有較大的容屑槽。如果容屑槽不夠大，將會(huì)造成卷屑困難或切屑與刀體、工件摩擦加劇。在同樣進(jìn)給速度下，粗齒銑刀每齒切削負(fù)荷較密齒銑刀要大。

    精銑時(shí)切削深度較淺，一般為0.25～0.64mm，每齒的切削負(fù)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(jìn)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(wú)妨。?

    對(duì)于錐孔規(guī)格較大、剛性較好的主軸，也可以用密齒銑刀進(jìn)行粗銑。由于密齒銑刀同時(shí)有較多的齒參與切削，當(dāng)用較大切削深度(1.27～5mm)時(shí)，要注意機(jī)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(yàn)驗(yàn)證，如果排屑有問題，應(yīng)及時(shí)調(diào)整切削用量。?

刀片的選擇

    某些加工場(chǎng)合選用壓制刀片是比較合適的，有時(shí)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(qiáng)度較好，粗加工時(shí)耐沖擊并能承受較大的切深和進(jìn)給量。壓制的刀片有時(shí)前刀面上有卷屑槽，可減小切削力，同時(shí)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(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。?

    對(duì)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(shì)是磨出卷屑槽，形成大的正前角切削刃，允許刀片在小進(jìn)給、小切深上切削。而沒有尖銳前角的硬質(zhì)合金刀片，當(dāng)采用小進(jìn)給、小切深加工時(shí)，刀尖會(huì)摩擦工件，刀具壽命短。?

    磨過的大前角刀片，可以用來(lái)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(nèi)，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(yīng)用刮光刀片可減小循環(huán)時(shí)間、降低成本。刮光技術(shù)是一種先進(jìn)工藝，已在車削、切槽切斷及鉆削加工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

冷卻和涂層

平面銑削是否要冷卻，存在爭(zhēng)議。當(dāng)用一個(gè)大直徑面銑刀銑削時(shí)，冷卻液難以噴到整個(gè)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(shí)際上冷卻液達(dá)不到刀尖，而是刀尖切入時(shí)被加熱，切出時(shí)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(shí)從刀片座中落下，刀體將會(huì)受到嚴(yán)重的損壞。?

    現(xiàn)代的刀具涂層能使溫度裂紋產(chǎn)生的概率大大降低，更加促進(jìn)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?yàn)楫?dāng)切入金屬時(shí)，切削的熱量使TiAlN表面發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生了更硬的物質(zhì)。?

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

    不銹鋼的導(dǎo)熱率較低，其熱量不能很好地傳至切屑，所以加工不銹鋼應(yīng)選用適當(dāng)?shù)那邢魉俣龋�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(dá)最高限度。有時(shí)，為避免刀瘤，加工不銹鋼切削熱又是需要的。另外，冷卻液會(huì)使切屑冷卻太快而熔合在刀片上，導(dǎo)致刀具壽命降低。?

    過高的進(jìn)給量會(huì)引起材料的堆積，而進(jìn)給量過低又會(huì)使刀具與工件發(fā)生摩擦，也會(huì)導(dǎo)致過熱。

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

    值得一提的是，當(dāng)干切時(shí)，在螺紋/銑刀體的結(jié)合面應(yīng)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(jìn)污物，否則會(huì)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(jī)床上用逆銑方式來(lái)完成。但是，應(yīng)盡量采用順銑，這樣會(huì)取得更好的加工效果。因?yàn)槟驺姇r(shí)，刀片切入前產(chǎn)生強(qiáng)烈摩擦，造成加工表面硬化，使下一個(gè)刀齒難以切入。當(dāng)順銑時(shí)，應(yīng)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?yàn)榍腥霑r(shí)切削厚度變小，每齒進(jìn)給量也將因徑向切削寬度的變窄而減小。“摩擦”的結(jié)果使刀具壽命縮短，對(duì)于硬質(zhì)合金刀具，增加每齒進(jìn)給量和減小切削深度是比較有利的。所以粗銑時(shí)，若徑向切削寬度小于銑刀半徑時(shí)，增加走刀量，其刀具壽命將會(huì)提高，加工時(shí)間隨之縮短。當(dāng)然，精銑需要工件表面光潔，所以應(yīng)限制走刀量。?

    試調(diào)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(jī)床上進(jìn)行，以便在調(diào)整比率的同時(shí)，觀察其工件表面粗糙度的變化。?

銑削效率的評(píng)價(jià)

    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(jī)床功率能否達(dá)到這個(gè)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(jì)算銑削所需動(dòng)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(guān)手冊(cè)、資料等