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数控铣刀机械加工之平面铣削加工

机械加工之平面铣削加工

铣削加工是指铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作给运动的切削加工方法。铣削是平面的主要加工方法之一。铣削时，零件随工作台的运铣刀的旋转是主运动。铣床主要有三种：卧式多功能铣床、立式铣床和龙门铣床等。这些机床可以是普通机床，也可以是数控机床。

铣削的工艺特点：

1.生产：铣刀是典型的多齿刀具。并且参与刀削的切削刃较铣削时有几个刀齿同时参加工作。且无刨削那样的空回行程，切削速度也较高。但加工狭长平面或长直刨削比铣削生产率高。

2.刀齿散热比较好：铣刀刀齿在切离工件的一段时间内，可以得到一定的冷却，散热条件较好，刀具寿命较长。

3.铣削时存在冲击：铣刀各刀齿的切削是断续的，铣削过程中参与切削的刀齿数是变化的，切削厚度也是变化的，因此切削力是变化的，导致切削过程中存在冲击。

4.加工精度：加工精度一般为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为1.6～3.2mm。

端铣与端铣刀：端铣是用排列在铣刀端部的刀齿进行铣削，所用铣刀称为端铣刀。端铣刀的结构型式有整体式和镶齿式。端铣一般在立式铣床上进行。

周铣及圆柱铣刀：周铣是用分布在铣刀圆柱面上的切削刃进行铣削，所用铣刀称为圆柱铣刀，圆柱铣刀也分整体式和镶齿式两种。

顺铣与逆铣：

逆铣每个刀齿的切削层厚度是由零大到多值。刀齿接触工件的初期，不能切入工件，而是在工件表面上挤压、滑行，使刀齿与工件之间的摩擦加大，加速刀具磨损，同时也使表面质量下降。顺铣时，每个刀齿的切削层厚度是由大减小到零。

顺铣：顺铣时，每个刀齿的切削层厚度是由大减小到零。逆铣时，铣削力上抬工件；而顺铣时，铣削力将工件压向工作台，减少了工件振动的可能性，尤其铣削薄而长的工件时，更为有利。

顺铣时忽大忽小的水平分力Ff与工件的进给方向是相同的，工作台进给丝杠与固定螺母之间一般都存在间隙，间隙在进给方向的前方。由于Ff的作用使工件连同工作台和丝杆一起向前窜动，造成进给量突然增大甚至打刀。而逆铣水平分力与进给方向相反，铣削过程中工作台丝杆始终压向螺母，不会引起工件窜动。

逆铣与顺铣的确定：

根据上面分析，当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣。因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刃；机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行，因此粗铣时应尽量采用逆铣。

当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，应选用顺铣。因为顺铣加工后，零件表面质量好，刀齿磨损小因此，精铣时，尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量采用顺铣。

铣削的主要应用：

铣削主要用来加工平面(包括水平面、垂直面和斜面)、沟槽、成形面和切断等。单件、小批生产中，加工小、中型工件多用升降台式铣床(卧式和立式两种)。加工中、大型工件时可以采用龙门铣床。龙门铣床与龙门刨床相似，有3～4个可同时工作的铣头，生产率高，广泛用于成批和大量生产中。在单件小批生产中，有些盘状成形零件，也可以用立铣刀在立式铣床上加工。

螺纹加工在机械加工中占有必定方位，特别是对一些管件联接加工就显得特别重要，如米、英寸制螺纹加工、石油管螺纹加工、锥度螺纹加工等方面。

特征及选用

（一）螺纹车刀特征及使用范围

常见的螺纹车刀有：焊接式硬质合金车刀、硬质合金单刃机夹式螺纹车刀、硬质合金机夹可转位式螺纹车刀及棱体螺纹车刀、圆体螺纹车刀等。

焊接式硬质合金车刀，具有制作简略、重磨方便等长处，但一起对机床操作者的螺纹刀具修磨水平要求较高，常用于小工厂或单件零件的加工。硬质合金单刃机夹式螺纹车刀与硬质合金机夹可转位式螺纹车刀，因为刀片装夹敏捷可靠、重复***精度高挡特征，具有较高的切削速度及功率，广泛使用于机械加工企业。常用于车削各类不同的表里螺纹。

棱体型螺纹车刀及圆体型螺纹车刀，一般用于多齿螺纹加工，具有、等特征，但该类螺纹车刀具有结构稍显凌乱、制作及修磨较困难等缺点，仅使用于环套类零件的大螺孔加工，现在该类螺纹刀具渐渐被梳齿螺纹铣刀代替。

（二）螺纹车刀结构方法及底子标准

1．单刃机夹式螺纹车刀的结构及底子标准***标准GB/T10954—2006别离规则了机械夹固式硬质合金螺纹车刀的结构。所用的刀片方法如图所示。

a）外螺纹车刀 b）内螺纹车刀

2.机夹可转位式螺纹车刀的结构方法及底子标准 机夹可转位式螺纹车刀现在尚无***标准，其结构方法及底子标准可参考图，所用可转位刀片如图所示。

典型机夹可转位螺纹车刀夹紧结构有螺钉式、楔块式和上压式等，可根据具体情况自行选用。

螺钉式机夹可转位螺纹车刀

1－刀垫 2－刀垫夹紧螺钉 3－刀片夹紧螺钉 4、5－扳手

楔块式机夹可转位螺纹车刀

1－刀垫 2－中心销 3、5－扳手 4－楔块组件

机夹可转位式螺纹车刀加工如图所示.

螺纹是机械工程中常见的几何特征之一, 运用广泛。螺纹的加工工艺较多, 如根据塑性变形的滚丝与搓丝, 根据切削加工的车削、铣削、攻螺纹与套螺纹、螺纹磨削、螺纹研磨等。其中, 螺纹车削是单件或小批量生产常用的加工办法之一。作为数控车床, 螺纹车削加工是其根本功能之一。

1螺纹车削加工特色

　　螺纹数控加工不同于轮廓加工，其特色表现为：螺纹加工属于成形加工，同时参与的切削刃较长，易呈现啃刀与扎刀现象，一般均需多刀切削完成；为确保导程(或螺距) 准确，有必要要有适宜的切入与切出长度； 螺纹加工的牙型及牙型角根本由刀具形状确保，因而，刀具的形状与正确装置直接影响螺纹牙型的质量；螺纹加工时的进给量与主轴转速有必要保持严厉的传动比， 即F = Ph(mm/ r)，因而，加工时禁止运用恒线速度操控；螺纹切削加工的切削速度一般不高，以不呈现积屑瘤或刀具塑性损坏为原则。

2螺纹车削加工办法

　　螺纹存在右旋与左旋之分, 其加工办法与主轴转向、刀具方位与进给方向有关。以外螺纹为例, 其加工办法如图1所示。内螺纹的加工办法由读者自行分析。

图1 外螺纹加工办法

a)、d) 右旋螺纹　b)、c) 左旋螺纹

　　图1a 所示为常见的右旋螺纹加工办法, 主轴正转、前置正装或后置反装刀具、从右至左进给。若进给方向反向, 则为左旋螺纹加工, 如图1b 所示。

　　图1c 所示为左旋螺纹加工, 主轴反转、前置反装或后置正装刀具、从右至左进给。

　　若进给方向反向, 则为右旋螺纹加工, 如图1d 所示。

3 螺纹车削进刀办法

　　(1) 进刀办法　螺纹加工有必要多刀切削, 其进刀办法有以下几种, 如图2所示。

图2　进刀办法

a) 径向进刀　b) 侧向进刀　c) 改善式侧向进刀　d) 左右侧替换进刀

　　1) 径向进刀(图2a) 是基础的进给办法, 编程简单, 左、右切削刃后刀面磨损均匀, 牙型与刀头的吻合度高; 但切屑操控困难, 或许发生振荡, 刀尖处负荷大且温度高。适合于小螺距(导程) 螺纹的加工以及螺纹的精加工。

　　2) 侧向进刀(图2b) 属较为基础的进刀办法, 有专用的复合固定循环指令编程,可降低切削力, 切屑排出操控便利; 但由于纯单侧刃切削, 左、右切削刃磨损不均匀, 右侧后刀面磨损大。适合于稍大螺距(导程) 螺纹的粗加工。

　　3) 改善式侧向进刀(图2c) 由于进刀方向的稍微改变, 使得右侧切削刃也参与必定程度的切削, 必定程度上按捺了右侧后刀面的磨损, 减小了切削热, 改善了侧向进刀的缺乏。

　　4) 左右侧替换进刀(图2d) 的特色是左、右切削刃磨损均匀, 能延常刀具寿数,切削排出操控便利; 缺乏之处是编程稍显复杂。适用于大牙型、大螺距螺纹的加工, 乃至可用于梯形螺纹的加工, 在编程才能答应的情况下推荐运用。

　　另外, 在加工梯形螺纹时还经常采用一种分层切削式进刀办法。

　　(2) 进刀深度(又称切削深度) 　螺纹加工多次切削的进刀深度选取办法有两种———恒切削面积与恒切削深度进刀, 如图3 所示。

图3　进刀深度操控

　a) 恒切削面积　b) 恒切削深度

　1) 恒切削面积进刀, 每次进刀的切削面积相等, 即Ai=常数。该办法是数控车螺纹时常用的办法, 且一般加工功率蕞高; 每次走刀的切削力均匀, 有利于提高刀具寿数。

　　2) 恒切削深度进刀, 其每一刀的切削深度相等, 即api = 常数。该办法切屑厚度不变, 可优化切屑形状。缺乏之处是走刀次数较多, 仅作为一种弥补计划。

4螺纹加工常见问题及解决办法

国外企业更侧重于对品牌的保护，尤其是那些有着百年历史的闻名外企，他们在成立伊始，并不苛求销售赢利的多少，而是把企业发展要点，放在了品牌建设上。他们向客户宣传产品的质量，产品怎么进步出产功率，以及能为客户降低多少出产成本，这种注重品牌的宣传策略一开始就为企业的发展奠定了良好的根底。

国内企业则正好相反，他们着重以***招引客户，注重眼前利益，大打价格战，导致了刀具商场竞争，而过低的价格，使得产品质量无法保证，终究客户对国产圆刀片失去了决心。下面是中国品牌分切圆刀片的首要细分商场：

（1）、汽车职业汽车职业的加工特点一是大批量、流水线出产，二是加工条件相对比较固定。为了优化出产，进步质量和功率恒力机械，汽车职业对刀具的加工功率和运用寿命提出了十分苛刻的要求。一起，由于选用流水线作业，为了避免因换刀片导致整条出产线的停机、造成巨大的经济损失，所以通常选用强制性的统一换刀的方法。这对刀具质量的稳定性也提出了独衣无二的高要求。

（2）、航空航天职业航空航天业的加工特点一是加工精度要求高，二是材料难加工。该职业所加工的零部件材料大多为耐性和强度都十分高的高温合金和镍钛合金（如INCONEL718等），使得硬质合金圆刀片大有用武之地。

（3）、大型涡轮机、汽轮机、发电机及柴油机出产企业这些企业所要加工的零件大多体积庞大、价值昂贵，在加工时，保证被加工零件的精度和少出废品是至关重要的，所以在这些职业里也经常选用钨钢圆刀片。

（4）、运用数控机床较多的企业俗话说“好马配好鞍”，为了进步加工功率和产品质量，充分发挥数控机床的运用功率，往往选用硬质合金圆刀片更易达到预期的作用。

（5）、外资企业在这些企业中，往往更注重出产功率和质量的保证。由于外资企业的设备许多是引进国外的机床和设备，选用其进口国的圆刀片也是瓜熟蒂落的事。除此之外，还有许多其它职业，如模具职业、军公企业等使用硬质合金圆刀片也都十分普遍。