一,、如何選用順銑和逆銑? 銑刀與工件接觸部分的旋轉(zhuǎn)方向與工件進(jìn)給方向相同成為順銑,,反之為逆銑,。 銑床的螺母和絲杠間總會(huì)有或大或小的間隙,順銑時(shí)假如工作臺(tái)向右移動(dòng),,絲杠和螺母在左側(cè)貼緊,,間隙留在右側(cè),而這時(shí)水平銑削分力也向右,,因此當(dāng)水平銑削分力大到一定程度時(shí)會(huì)推動(dòng)工作臺(tái)和絲杠一起向右竄動(dòng),,把間隙留在左側(cè);隨著絲杠繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),,間隙又恢復(fù)到右側(cè),,在這一瞬間工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng);當(dāng)水平銑削分力又大到一定程度時(shí)有會(huì)推動(dòng)工作臺(tái)和絲杠再次向右竄動(dòng),。這種周期性的竄動(dòng)使得工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)很不平穩(wěn),,容易造成刀齒損壞。此外,,在銑削鑄,、鍛件時(shí),刀齒首先接觸黑皮,,加劇刀具磨損,;但順銑的垂直銑削分力將工件壓向工作臺(tái),刀齒與已加工面滑行,、摩擦現(xiàn)象小,,對(duì)減小刀齒磨損、減少加工硬化現(xiàn)象和減小表面粗糙度均有利,。因此,,當(dāng)工作臺(tái)絲杠和螺母的間隙調(diào)整到小于0.03mm時(shí)或銑削薄而長(zhǎng)的工件時(shí)宜采用順銑,。 逆銑時(shí)銑削垂直分力將工件上抬,刀齒與已加工面滑行使摩擦加大,。但銑削水平分力有助于絲杠和螺母貼緊,,使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn),銑削鑄,、鍛件引起的刀齒磨損也較小,。因此一般銑削多采用逆銑。 書(shū)上本來(lái)有附圖的,,關(guān)于間隙那一段的,,沒(méi)辦法貼上來(lái),就盡量自己想象一下吧,,建議還是看看實(shí)際加工比較好,。 二、順銑和逆銑的特點(diǎn) 順銑和逆銑的特點(diǎn):
1.順銑時(shí),,每個(gè)刀的切削厚度都是有小到大逐漸變化的,。當(dāng)?shù)洱X剛與工件接觸時(shí),切削厚度為零,,只有當(dāng)?shù)洱X在前一刀齒留下的切削表面上滑過(guò)一段距離,切削厚度達(dá)到一定數(shù)值后,,刀齒才真正開(kāi)始切削,。逆銑使得切削厚度是由大到小逐漸變化的,刀齒在切削表面上的滑動(dòng)距離也很小,。而且順銑時(shí),,刀齒在工件上走過(guò)的路程也比逆銑短。因此,,在相同的切削條件下,,采用逆銑時(shí),刀具易磨損,。 2.逆銑時(shí),,由于銑刀作用在工件上的水平切削力方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向相反,所以工作臺(tái)絲桿與螺母能始終保持螺紋的一個(gè)側(cè)面緊密貼合,。而順銑時(shí)則不然,,由于水平銑削力的方向與工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向一致,當(dāng)?shù)洱X對(duì)工件的作用力較大時(shí),,由于工作臺(tái)絲桿與螺母間間隙的存在,,工作臺(tái)會(huì)產(chǎn)生竄動(dòng),這樣不僅破壞了切削過(guò)程的平穩(wěn)性,,影響工件的加工質(zhì)量,,而且嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞刀具,。 3.逆銑時(shí),由于刀齒與工件間的摩擦較大,,因此已加工表面的冷硬現(xiàn)象較嚴(yán)重,。 4.順銑時(shí),刀齒每次都是由工件表面開(kāi)始切削,,所以不宜用來(lái)加工有硬皮的工件,。 5.順銑時(shí)的平均切削厚度大,切削變形較小,,與逆銑相比較功率消耗要少些(銑削碳鋼時(shí),,功率消耗可減少5%,銑削難加工材料時(shí)可減少14%),。 三,、影響平面銑削的要素
為了保證平面銑削的順利進(jìn)行,在開(kāi)始銑削之前,,應(yīng)對(duì)整個(gè)過(guò)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(guò)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。 四,、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(guò)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(guò)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)樗休^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(wèn)題,應(yīng)及時(shí)調(diào)整切削用量,。 五,、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(méi)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(guò)的大前角刀片,,可以用來(lái)銑削粘性的材料(如不銹鋼),。通過(guò)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(kāi),。 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(chē)削,、切槽切斷及鉆削加工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,。 六、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(guò)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(shuō)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(guò)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?,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(guò)高的進(jìn)給量會(huì)引起材料的堆積,,而進(jìn)給量過(guò)低又會(huì)使刀具與工件發(fā)生摩擦,也會(huì)導(dǎo)致過(guò)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(méi)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,。 七、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(kāi)始就能立即切入工件,,幾乎沒(méi)有摩擦,。如果小于1/2銑刀直徑,,則刀片又開(kāi)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?!澳Σ痢钡慕Y(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,。 八、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(guò)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。速銑削鋁合金時(shí)表面質(zhì)量影響因素 ,。
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