铣削加工用于平面或轮廓加工(图1)。铣刀旋转一圈的过程中,铣刀切削刃先切入工件,然后切出工件,同时施加冷却。切削刃上的切削力和温度将因断续切削而随之发生变化。
切削参数
切削速度vc的选取取决于切削材料和工件材料。这里,应注意刀具制造商对粗铣和精铣的推荐参数值(表1)。铣刀每旋转一圈的进给量f(每转进给量)和铣刀每个刀齿的进给量f(每齿进给量),决定着工件的表面质量和刀刃负荷。为使铣削加工成本经济划算,应选取尽可能大的切削速度vc。加大每齿进给量fz将同时増加切削厚度、切削力和刀具的磨损。
从每齿进给量fz、铣刀齿数z和铣刀转速n中可计算出进给速度vt其单位是mm/min。
可根据已选定的每齿进给量fz和切削速度vc设定铣床的进给速度和转速。在端铣刀上,切削厚度h是一个固定数值,相比之下,圆柱铣刀由于铣出的是点状切屑,所以很难给出切削速度(图2)。因此,应有目的地通过平均切削厚度hm估算出切削刃的负荷。圆柱铣刀产生出哪一种切削厚度hm,取决于切削深度ae、铣刀直径d和每个刀齿的进给量fz(表2)。使用圆周铣刀,例如圆柱铣刀,如果提高每个刀齿的进给量,那么采用小切削深度即可达到足够的切削厚度(表2)。切削宽度ae,或称铣削宽度或切入宽度,表明铣刀切入工件的宽度(图1,图3)。在带柄铣刀和圆柱铣刀上,径向切削深度ae表示刀具的径向调节深度(图2)。在带柄铣刀和立式铣刀上,轴向切削深度ap表示刀具的轴向调节深度,因此实际上表示的是单位时间切削量。单位时间切削量Q,单位:cm3/min,表示每分钟切除的工件体积,它是衡量一种加工方法经济性能的一个尺度。切入角ψs是铣刀切入和铣刀切出之间的角度(图4),它表明有多少切削刃同时切入。同时切入工件的切削刃数量越多,切削过程越稳定。
铣削刀具
我们可按照刀具夹持的种类(带柄铣刀或套式铣力),按照切削刃或刀片的切削材料和形状(粗铣刀和精铣刀),或按照铣削加工来划分铣削刀具,例如立式铣刀、直角面铣刀、槽铣刀、仿形铣刀(表1)。根据铣刀的螺旋角和切削前角,可把带柄铣刀划分为N、H和W三个用途组(铣刀类型)(表1)。HSS(高速钢)粗铣刀产生短厚切屑,这是小切削力作用的结果,这种切屑容易排出(图1)。带有圆形成形滚花齿的粗铣刀适用于粗铣,带有扁平形成形精齿的粗铣刀产生的切屑更薄。无分屑槽的铣刀加工出的工件表面质量最高,但它产生的是宽切屑。根据切削刃走向,我们把铣刀划分为直齿形铣刀、交叉齿形铣刀和螺旋齿形铣刀(图2)。通过螺旋使铣刀在铣削时产生轴向力,但在交叉齿形的铣刀上,这种轴向力相力抵消。螺旋齿形带柄铣刀大部分是右螺旋,便于把切屑排出工件。大螺旋角可使一个以上的多个切削刃同时切入工件。由此产生的切削力更均匀,使铣床的运行更安静平稳。
铣削刀具的切削材料
与硬质合金铣刀相比,HSS(高速钢)带柄铣刀具有更高的韧性,因此可具有更大的切削角度、更小的切削力和较薄的切屑。整体硬质合金(VHM)或金属陶瓷(碳化钛+氮化钛)制成的带柄铣刀具有更高的刀具耐用度和刚性,它们也适用于高速铣削加工(HSC)和硬加工。装刀片的铣刀硬质合金刀片。大部分硬质合金刀片是涂层刀片,可用于包括HSC(高速铣削加工)、硬加工以及无冷却润滑加工在内的几乎所有铣削加工。氮化陶瓷刀片(主要是氮化硅)可以铣削已淬火工件和灰口铸铁。用聚晶金刚石(DP)涂层的刀片在铣削加工轻金属、铜和热塑材料时,可使用髙切削速度并保证高表面质量(图3)。用聚晶(立方形)氮化硼(缩写BN)涂层的刀片,适用于铣削已淬火的钢和用高切削速度精铣灰口铸铁。
刀具的磨损
铣刀的工作运行以断续切削方式进行。切削刃切入工件后相应产生一定的温升,接着通过冷却使切削刃又降温,这个过程使切削刃上出现頻繁的温度变化。刀片的每一次切次都会产生冲击型负荷(图1)。若铣刀轴线位于工件之外,切入工件时刀刃的冲击可能导致刀刃崩裂;若铣刀轴线位于工件之内,穏定的切削面将会吸纳这种冲击负荷。铣刀切出工件时也会因突然的压力减荷而导致脆硬切削材料出现裂纹或刀片断裂。
磨损问题(表1)
随着磨损的増加,工件的表面质量将变差,切削后面的磨损甚至导致工件尺寸偏差,因为切削刃出现了偏移。?铣削过程中若出现刀片断裂,应立即停机。切削材料过脆、进给量过大或铣刀刀体上刀片位置偏差等原因,都可能导致刀片断裂。?切削刃崩刃常出现在耐磨硬度极髙,并因此很脆的切削刃上。其原因可能是切削力过大、温度变化波动过大、铣刀定位偏差或正切削刃几何形状时切削楔过薄。?切削后面磨损是无法避免的。两种类似的材料相遇,机械磨耗特别高,例如用未涂层的髙速钢铣刀铣削钢质工件。?条纹状磨损。带有锻皮、铸造砂皮或氧化层的工件,因工件表层区很硬,容易导致条纹状磨损。这种磨损也増大了切削刃断裂的危险性。?刀瘤。使用未涂层高速钢或硬质合金切削刃铣削钢质工件时容易形成铣刀的刀瘤,其原因是工件材料微粒焊在切削刃上。高速钢或硬质合金刀具的涂层几乎可以完全避免刀瘤的形成。?切削刃裂纹是指垂直于切削刀刃的裂纹。它们是温度頻繁变化的后果,即温度变化导致膨胀和收缩交昔出现,从而使切削材料出现疲劳。
专注于机械制造业工艺解决方案
协作,进化,共生
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇