合理選擇銑刀和銑削策略
銑削技術的新發(fā)展使制造商有可能通過提高加工效率而節(jié)省大量時間和金錢。從為加工任務選擇合適的銑削刀具，到在面銑加工中采用滾動切入法，以及在條件適合時用銑刀進行孔加工，制造商可以在無需投資購買新設備的情況下，大幅提高生產能力。
圖1 面銑刀直接切入工件會引起振動和產生拉應力。(鼠標懸浮窗口放大，單擊查看放大全圖)
圖2 滾動切入法可以減小振動和作用于刀具的拉應力。(鼠標懸浮窗口放大，單擊查看放大全圖)
圖3 螺旋刀軌有助于消除振動和延長刀具壽命。(鼠標懸浮窗口放大，單擊查看放大全圖)
銑削技術的新發(fā)展使制造商有可能通過提高加工效率而節(jié)省大量時間和金錢。從為加工任務選擇合適的銑削刀具，到在面銑加工中采用滾動切入法，以及在條件適合時用銑刀進行孔加工，制造商可以在無需投資購買新設備的情況下，大幅提高生產能力。
在選擇適合加工任務的銑刀時，必須考慮從被加工零件的幾何形狀和尺寸到工件材質的各種因素。
在機加工車間，用90°方肩銑刀進行平面銑削的情況十分常見。在某些情況下，這種選擇有其合理性。如果需要銑削的工件形狀不規(guī)則，或鑄件表面會導致切深量發(fā)生變化，則方肩銑刀可能是最佳選擇。但在其他情況下，選用標準的45°面銑刀可能會獲益更多。
當銑刀的切入角小于90°時，由于切屑變薄，軸向切屑厚度會小于銑刀的進給率，則銑刀切入角將對其適用的每齒進給量產生很大的影響。在面銑加工中，切入角為45°的面銑刀會使切屑變得更薄。隨著切入角的減小，切屑厚度會小于每齒進給量，而這反過來可以使進給率提高到原來的1.4倍。在這種情況下，如果采用切入角為90°的面銑刀，由于無法獲得45°面銑刀所產生的軸向切屑減薄效應，生產率會降低40％。
用戶往往會忽視選擇銑刀的另一個重要方面——銑刀的尺寸。許多加工車間對大型零件（如發(fā)動機缸體或飛機結構件）進行面銑加工時，都是使用直徑較小的銑刀，這就為提高生產率留下了很大余地。在理想情況下，銑刀應有70％的切削刃參與切削。例如，銑削一個大型零件的多個表面時，一把直徑50mm的面銑刀將只有35mm參與切削，從而降低了生產效率。如果使用直徑更大的銑刀，就能節(jié)省大量加工時間。
改進銑削加工的另一種方式是優(yōu)化面銑刀的銑削策略。在對平面銑削進行加工編程時，用戶必須首先考慮刀具切入工件的方式。通常，銑刀都是簡單地直接切入工件(圖1)。這種切入方式通常會伴隨很大的沖擊噪聲，這是因為當刀片退出切削時，銑刀所產生的切屑最厚所致。由于刀片對工件材料形成很大的沖擊，往往會引起振動，并產生會縮短刀具壽命的拉應力。
一種更好的進刀方式是采用滾動切入法，即在不降低進給率和切削速度的情況下，銑刀滾動切入工件(圖2)。這意味著銑刀必須順時針旋轉，確保其以順銑方式進行加工。這樣形成的切屑由厚到薄，從而可以減小振動和作用于刀具的拉應力，并將更多切削熱傳入切屑中。通過改變銑刀每次切入工件的方式，可使刀具壽命延長1－2倍。為了實現這種進刀方式，刀具路徑的編程半徑應采用銑刀直徑的1/2，并增大從刀具到工件的偏置距離。
雖然滾動切入法主要用于改進刀具切入工件的方式，但相同的加工原理也可應用于銑削的其他階段。對于大面積的平面銑削加工，常用的編程方式是讓刀具沿工件的全長逐次走刀銑削，并在相反方向上完成下一次切削(圖3左)。為了保持恒定的徑向吃刀量，消除振動，采用螺旋下刀和滾動銑削工件轉角相結合的走刀方式(圖3右)通常效果更好。
機械師們對振動引起的切削噪聲都很熟悉，它通常發(fā)生在刀具切入工件時，或刀具在吃刀狀態(tài)下進行90°急劇轉向時。滾動銑削工件轉角可以消除這種噪聲和延長刀具壽命。一般來說，工件的轉角半徑應為銑刀直徑的75%－100%，這樣可以縮短銑刀的吃刀弧長和減小振動，并允許采用更高的進給率。
為了延長刀具壽命，在面銑加工中，應盡量避免刀具從工件上的孔或中斷部位通過（如果可能的話）。當面銑刀從工件上一個孔的中間通過時，刀具在孔的一側是順銑，而在孔的另一側是逆銑，這樣會對刀片造成很大沖擊。通過在對刀具路徑編程時繞過孔和凹腔，就可以避免發(fā)生這種情況。
越來越多的制造商利用銑刀以螺旋插補或圓周插補方式來加工孔。雖然這種方法的加工速度比鉆孔略遜一籌，但對于許多加工來說卻更具優(yōu)勢。
在不規(guī)則表面上鉆孔時，鉆頭可能很難沿中心線鉆入工件，從而導致鉆頭在工件表面發(fā)生偏移。此外，鉆頭每加工25mm的孔徑，就需要大約10馬力的功率，這就意味著，在小功率機床上鉆孔時，可能達不到所需的最佳功率值。此外，某些零件上需要加工許多不同尺寸的孔，如果機床的刀庫容量有限，采用銑孔方式則可避免機床因更換刀具而頻繁停機。
用銑刀銑孔時，刀具尺寸變得尤為重要。如果相對于孔徑而言，銑刀的直徑太小，則加工時可能會在孔的中心形成一個料芯(圖4)。當該料芯落下時，可能會損壞工件或刀具。如果銑刀直徑過大，則會損壞刀具本身和工件，因為銑刀不在中心切削，可能會在刀具底部發(fā)生碰撞(圖5)。
此外，用銑刀銑孔時，應從刀具的中心線進行加工編程。因為用可轉位刀片式銑刀進行螺旋插補銑削時，刀片外緣處的進給率會比中心處高得多，而編程人員有時會忽視這一點，并無意中采用超過刀具有效操作范圍的過高進給率。
通過選擇合適的銑刀，使刀具以振動和拉應力最小的方式切入工件材料，并知道在哪種情況下銑孔比鉆孔加工更有效，制造商就能高效率、低成本地將工件毛坯加工成精美的零件。
圖1 面銑刀直接切入工件會引起振動和產生拉應力。(鼠標懸浮窗口放大，單擊查看放大全圖)
圖2 滾動切入法可以減小振動和作用于刀具的拉應力。(鼠標懸浮窗口放大，單擊查看放大全圖)
圖3 螺旋刀軌有助于消除振動和延長刀具壽命。(鼠標懸浮窗口放大，單擊查看放大全圖)
銑削技術的新發(fā)展使制造商有可能通過提高加工效率而節(jié)省大量時間和金錢。從為加工任務選擇合適的銑削刀具，到在面銑加工中采用滾動切入法，以及在條件適合時用銑刀進行孔加工，制造商可以在無需投資購買新設備的情況下，大幅提高生產能力。
在選擇適合加工任務的銑刀時，必須考慮從被加工零件的幾何形狀和尺寸到工件材質的各種因素。
在機加工車間，用90°方肩銑刀進行平面銑削的情況十分常見。在某些情況下，這種選擇有其合理性。如果需要銑削的工件形狀不規(guī)則，或鑄件表面會導致切深量發(fā)生變化，則方肩銑刀可能是最佳選擇。但在其他情況下，選用標準的45°面銑刀可能會獲益更多。
當銑刀的切入角小于90°時，由于切屑變薄，軸向切屑厚度會小于銑刀的進給率，則銑刀切入角將對其適用的每齒進給量產生很大的影響。在面銑加工中，切入角為45°的面銑刀會使切屑變得更薄。隨著切入角的減小，切屑厚度會小于每齒進給量，而這反過來可以使進給率提高到原來的1.4倍。在這種情況下，如果采用切入角為90°的面銑刀，由于無法獲得45°面銑刀所產生的軸向切屑減薄效應，生產率會降低40％。
用戶往往會忽視選擇銑刀的另一個重要方面——銑刀的尺寸。許多加工車間對大型零件（如發(fā)動機缸體或飛機結構件）進行面銑加工時，都是使用直徑較小的銑刀，這就為提高生產率留下了很大余地。在理想情況下，銑刀應有70％的切削刃參與切削。例如，銑削一個大型零件的多個表面時，一把直徑50mm的面銑刀將只有35mm參與切削，從而降低了生產效率。如果使用直徑更大的銑刀，就能節(jié)省大量加工時間。
改進銑削加工的另一種方式是優(yōu)化面銑刀的銑削策略。在對平面銑削進行加工編程時，用戶必須首先考慮刀具切入工件的方式。通常，銑刀都是簡單地直接切入工件(圖1)。這種切入方式通常會伴隨很大的沖擊噪聲，這是因為當刀片退出切削時，銑刀所產生的切屑最厚所致。由于刀片對工件材料形成很大的沖擊，往往會引起振動，并產生會縮短刀具壽命的拉應力。
一種更好的進刀方式是采用滾動切入法，即在不降低進給率和切削速度的情況下，銑刀滾動切入工件(圖2)。這意味著銑刀必須順時針旋轉，確保其以順銑方式進行加工。這樣形成的切屑由厚到薄，從而可以減小振動和作用于刀具的拉應力，并將更多切削熱傳入切屑中。通過改變銑刀每次切入工件的方式，可使刀具壽命延長1－2倍。為了實現這種進刀方式，刀具路徑的編程半徑應采用銑刀直徑的1/2，并增大從刀具到工件的偏置距離。
雖然滾動切入法主要用于改進刀具切入工件的方式，但相同的加工原理也可應用于銑削的其他階段。對于大面積的平面銑削加工，常用的編程方式是讓刀具沿工件的全長逐次走刀銑削，并在相反方向上完成下一次切削(圖3左)。為了保持恒定的徑向吃刀量，消除振動，采用螺旋下刀和滾動銑削工件轉角相結合的走刀方式(圖3右)通常效果更好。
機械師們對振動引起的切削噪聲都很熟悉，它通常發(fā)生在刀具切入工件時，或刀具在吃刀狀態(tài)下進行90°急劇轉向時。滾動銑削工件轉角可以消除這種噪聲和延長刀具壽命。一般來說，工件的轉角半徑應為銑刀直徑的75%－100%，這樣可以縮短銑刀的吃刀弧長和減小振動，并允許采用更高的進給率。
為了延長刀具壽命，在面銑加工中，應盡量避免刀具從工件上的孔或中斷部位通過（如果可能的話）。當面銑刀從工件上一個孔的中間通過時，刀具在孔的一側是順銑，而在孔的另一側是逆銑，這樣會對刀片造成很大沖擊。通過在對刀具路徑編程時繞過孔和凹腔，就可以避免發(fā)生這種情況。
越來越多的制造商利用銑刀以螺旋插補或圓周插補方式來加工孔。雖然這種方法的加工速度比鉆孔略遜一籌，但對于許多加工來說卻更具優(yōu)勢。
在不規(guī)則表面上鉆孔時，鉆頭可能很難沿中心線鉆入工件，從而導致鉆頭在工件表面發(fā)生偏移。此外，鉆頭每加工25mm的孔徑，就需要大約10馬力的功率，這就意味著，在小功率機床上鉆孔時，可能達不到所需的最佳功率值。此外，某些零件上需要加工許多不同尺寸的孔，如果機床的刀庫容量有限，采用銑孔方式則可避免機床因更換刀具而頻繁停機。
用銑刀銑孔時，刀具尺寸變得尤為重要。如果相對于孔徑而言，銑刀的直徑太小，則加工時可能會在孔的中心形成一個料芯(圖4)。當該料芯落下時，可能會損壞工件或刀具。如果銑刀直徑過大，則會損壞刀具本身和工件，因為銑刀不在中心切削，可能會在刀具底部發(fā)生碰撞(圖5)。
此外，用銑刀銑孔時，應從刀具的中心線進行加工編程。因為用可轉位刀片式銑刀進行螺旋插補銑削時，刀片外緣處的進給率會比中心處高得多，而編程人員有時會忽視這一點，并無意中采用超過刀具有效操作范圍的過高進給率。
通過選擇合適的銑刀，使刀具以振動和拉應力最小的方式切入工件材料，并知道在哪種情況下銑孔比鉆孔加工更有效，制造商就能高效率、低成本地將工件毛坯加工成精美的零件。
 圖4 銑孔時采用直徑太小的銑刀會在孔的中心形成可能會損壞刀具和工件的料芯。(鼠標懸浮窗口放大，單擊查看放大全圖) |  圖5 銑孔時采用直徑太大的銑刀會在刀具底部發(fā)生碰撞。(鼠標懸浮窗口放大，單擊查看放大全圖) |
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