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數控立銑刀的正確使用

數控立銑刀的正確使用:

1. 立銑刀的裝夾

加工中心用立銑刀大多采用彈簧夾套裝夾方式,使用時處于懸臂狀態。在銑削加工過程中,有時可能出現立銑刀從刀夾中逐漸伸出,甚至完全掉落,致使工件報廢的現象,其原因一般是因為刀夾內孔與立銑刀刀柄外徑之間存在油膜,造成夾緊力不足所致。立銑刀出廠時通常都涂有防銹油,如果切削時使用非水溶性切削油,刀夾內孔也會附著一層霧狀油膜,當刀柄和刀夾上都存在油膜時,刀夾很難牢固夾緊刀柄,在加工中立銑刀就容易松動掉落。所以在立銑刀裝夾前,應先將立銑刀柄部和刀夾內孔用清洗液清洗干凈,擦干后再進行裝夾。

當立銑刀的直徑較大時,即使刀柄和刀夾都很清潔,還是可能發生掉刀事故,這時應選用帶削平缺口的刀柄和相應的側面鎖緊方式。

立銑刀夾緊后可能出現的另一問題是加工中立銑刀在刀夾端口處折斷, 其原因一般是因為刀夾使用時間過長,刀夾端口部已磨損成錐形所致,此時應更換新的刀夾。

2. 立銑刀的振動

由于立銑刀與刀夾之間存在微小間隙, 所以在加工過程中刀具有可能出現振動現象。振動會使立銑刀圓周刃的吃刀量不均勻,且切擴量比原定值增大,影響加工精度和刀具使用壽命。但當加工出的溝槽寬度偏小時,也可以有目的地使刀具振動,通過增大切擴量來獲得所需槽寬,但這種情況下應將立銑刀的最大振幅限制在0.02mm以下, 否則無法進行穩定的切削。在正常加工中立銑刀的振動越小越好。

當出現刀具振動時,應考慮降低切削速度和進給速度,如兩者都已降低40%后仍存在較大振動,則應考慮減小吃刀量。如加工系統出現共振,其原因可能是切削速度過大、進給速度偏小、刀具系統剛性不足、工件裝夾力不夠以及工件形狀或工件裝夾方法等因素所致,此時應采取調整切削用量、增加刀具系統剛度、提高進給速度等措施。

3. 立銑刀的端刃切削

在模具等工件型腔的數控銑削加工中, 當被切削點為下凹部分或深腔時, 需加長立銑刀的伸出量。如果使用長刃型立銑刀,由于刀具的撓度較大,易產生振動并導致刀具折損。因此在加工過程中,如果只需刀具端部附近的刀刃參加切削, 則最好選用刀具總長度較長的短刃長柄型立銑刀。在臥式數控機床上使用大直徑立銑刀加工工件時, 由于刀具自重所產生的變形較大, 更應十分注意端刃切削容易

出現的問題。在必須使用長刃型立銑刀的情況下,則需大幅度降低切削速度和進給速度。

4. 切削參數的選用

切削速度的選擇主要取決于被加工工件的材質; 進給速度的選擇主要取決于被加工工件的材質及立銑刀的直徑。國外一些刀具生產廠家的刀具樣本附有刀具切削參數選用表,可供參考。但切削參數的選用同時又受機床、刀具系統、被加工工件形狀以及裝夾方式等多方面因素的影響,應根據實際情況適當調整切削速度和進給速度。當以刀具壽命為優先考慮因素時,可適當降低切削速度和進給速度;當切屑的離刃狀況不好時,則可適當增大切削速度。

5. 切削方式的選擇

采用順銑有利于防止刀刃損壞,可提高刀具壽命。但有兩點需要注意:①如采用普通機床加工,應設法消除進給機構的間隙;②當工件表面殘留有鑄、鍛工藝形成的氧化膜或其它硬化層時,宜采用逆銑。

6. 硬質合金立銑刀的使用

高速鋼立銑刀的使用范圍和使用要求較為寬泛, 即使切削條件的選擇略有不當, 也不至出現太大問題。而硬質合金立銑刀雖然在高速切削時具有很好的耐磨性, 但它的使用范圍不及高速鋼立銑刀廣泛,且切削條件必須嚴格符合刀具的使用要求。

銑削刀具的種類主要包括立銑刀、面銑刀、平銑刀等。典型的銑削加工包括銑平面、倒角或銑邊、銑輪廓、銑槽、銑凹腔、銑鍵槽等。

常用的幾種立銑刀設計型式包括:方頭雙刃立銑刀,可像鉆頭一樣對工件進行垂直插銑或側銑。它們的端齒延伸至銑刀中心,因此能進行插銑加工。有些三刃立銑刀也可以進行插銑。雙刃和三刃立銑刀都適合加工有色金屬。球頭雙刃立銑刀可用于銑削加工圓底槽或圓弧形邊緣。與雙刃立銑刀相比,方頭四刃精加工立銑刀銑削更平穩,并能更長時間地保持刀刃鋒利度,但它不能進行插銑。這些銑刀最適合用于切削黑色金屬。與四刃精加工立銑刀相比,四刃粗加工立銑刀能以更小的機床功率、刀具變形和振動更快地切除金屬,而且其斷屑器能產生更細小、可控性更好的切屑。

立銑刀的螺旋形刀槽能減少加工顫振。在加工中,螺旋槽的一個或多個點始終與工件保持接觸,并連續切削金屬材料,從而使機床承受連續負荷,而不像用直槽刀具加工時那樣,刀具每次與工件開始接觸和脫離接觸時會產生沖擊負荷。雖然制造螺旋槽刀具比制造直槽刀具更復雜,成本也更高,但加工顫振的減少和加工表面光潔度的提高使其物有所值。整體式立銑刀有各種常用的類型和規格。它們可分為右切刀和左切刀。當必須改變切削力的方向,以避免對工件施壓時, 需要使用左切立銑刀。此外,立銑刀的刀槽長度各不相同, 包括短槽、普通槽、長槽和加長槽。立銑刀還可以采用錐形, 通常每邊的錐度為0.5°、1°、1.5°、2°、3°、5°、7°、10°、15°、20°和25°。在模具加工中,為了提供便于模壓制品脫模的拔模斜度(錐度),這些錐形立銑刀特別有用。套式立銑刀可利用端刃和側刃同時進行切削, 以提供良好的加工表面光潔度。常用的銑刀直徑范圍為225mm,切槽深度為120mm。由于功率和剛性的限制,立式升降臺銑床僅限于使用尺寸較小的套式銑刀。直徑較大的套式銑刀可用于鋁和塑料的銑削加工。

面銑刀用于加工較大的平面, 以及迅速去除大量金屬材料。機夾刀片式面銑刀的直徑范圍通常為30200mm。在立式升降臺銑床上進行加工時,由于機床結構剛性不足,以及由此引起的顫振,使此類機床僅限于使用小直徑面銑刀。面銑刀更適合用于大型單柱(單臂)銑床。當對較軟的材料(如鋁和塑料)進行面銑加工時,可以使用較大直徑的面銑刀而不會發生顫振。平銑刀通常用于臥式加工中心, 安裝在兩端支承的芯軸上使用。臥式端面銑床可提供使平銑刀能充分發揮高金屬去除率優勢所需的功率和剛性。不過,通過安裝臥式銑削附件,在立式升降臺銑床上也可以使用平銑刀進行銑削加工。盡管因為剛性和顫振的問題, 在立式升降臺銑床上必須采用比在臥式銑床上更小的切削參數,但這種附件仍然非常有用。在安裝了臥式銑削附件的立式升降臺銑床上,與其它銑刀相比,平銑刀具有更高的金屬去除率。在缺少臥式銑床的情況下,在同一根芯軸上安裝幾把銑刀同時進行加工是一種最佳方式。平銑刀通常要比工件寬,能對工件的整個截面進行銑削。

側刃平銑刀與平銑刀結構類似,但它們還可以用側面的刀刃進行切削。側刃平銑刀還能銑槽、切斷重金屬棒料、平整表面和將材料切成條狀。它們可以安裝在一端支承的R8 刀柄上進行加工,但最好在剛性更高的臥式銑床或立式升降臺銑床的臥式銑削附件上使用。像平銑刀一樣, 側刃平銑刀也能與其它銑刀安裝在一起同時進行多刀切削

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