数控铣削加工工艺范围及铣削方式

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数控铣削加工工艺范围及铣削方式

铣削是铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作进给运动的切削加工方法。铣削的主要工作及刀具与工件的运动形式如图所示。

在铣削过程中，根据铣床，铣刀及运动形式的不同可将铣削分为如下几种：

（1）根据铣床分类

根据铣床的结构将铣削方式分为

立铣和卧铣。由于数控铣削一个工序中一般要加工多个表面，所以常见的数控铣床多为立式铣床。

（2）根据铣刀分类

根据铣刀切削刃的形式和方位将铣削方式分为周铣和端铣。用分布于铣刀圆柱面上的刀齿铣削工作表面，称为周铣，如图6-2（a ）所示；用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣，如图6-2

（b ）所示。

图中平行于铣刀轴线测量的切削层参数ap 为背吃刀量。垂直于铣刀轴线测量的切削层参数ac 为切削宽度，fz

是每齿进给

量。单独的周铣和端铣主要用于加工平面类零件，数控铣削中常用周、端铣组合加工曲面和型腔。

（3）根据铣刀和工件的运动形式公类

根据铣刀和工作的相对运动将铣削方式分为顺铣和逆铣。铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，称为顺铣如图（6-3）a 所示；铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向

与工件进给方向相反，称为逆铣，如图（6-3）b所示。

顺铣与逆铣比较：顺铣加工可以提高铣刀耐用度2~3倍，

工件表面粗糙度值较小，尤其在铣削难加工材料时，效果更

加明显。铣床工作台的纵向进给运动一般由丝杠和螺母来实

现，采用顺铣法加工时，对普通铣床首先要求铣床有消除进

给丝杠螺母副间隙的装置，避免工作台窜动；其次要求毛坯

表面没有破皮，工艺系统有足够的刚度。如果具备这样的条件，应当优先考虑采用顺铣，否则应采用逆铣。目前生产中采用逆铣加工方式的比较多。数控铣床采用无间隙的滚球丝杠传动，因此数控铣床均可采用顺铣加工。

数控铣削主要特点

（1）生产率高

（2）可选用不同的铣削方式

（3）断续切削

（4）半封闭切削

数控铣削主要加工对象

（1）平面类零件

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加工面平行或垂直水平面，或加工面与水平面的夹角为定角的零件为平面类零件。目前，在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件。

（2）变斜角类零件

加工面与水平面的夹角呈连续变化的零件称为斜角类零件。这类零件多为飞机零件，如飞机上的整体梁、框、橡条与肋等。

（3）曲面类零件

加工面为空间曲面的零件称为曲面类零件。如模具、叶片、螺旋桨等。

加工曲面类零件一般采用三坐标数控铣床。当曲面较复杂、通道较狭窄、会伤及毗邻表面及需刀具摆动时，要采用四坐标或五坐标铣床。

数控铣削的刀具与选用

对数控铣削刀具的基本要求

（1）铣刀刚性要好

（2）铣刀的耐用度要高

此外，铣刀切削刃的几何参数的选择及排屑性能也非常重要。

铣刀的种类

（1）面（端）铣刀

面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。由于面铣刀的直径一般较大，为直径50~500mm，故常制成套式镶齿结构，即将刀齿和刀体分开，刀齿为高速或硬质合金，刀体采用40cr制作，可长期使用。高速钢面铣刀按国家标准规定，直径d=直径80~250mm，螺旋

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角β＝10度，刀齿数Z＝10~26.

硬质合金面铣刀与高速钢铣刀相比，铣削速度较高，加工效率高，加工表面质量也较好，并可加工带有硬皮和淬硬层的工件，故得到广泛应用。硬质合金面铣刀按刀片和刀齿的安装方式不同，可分为整体焊接式、机夹一焊接式和可转位式三种（见图6-4）。

面

铣刀主

要以端

齿为主

加工各

种平面，主偏角为90度的面铣刀还能用时加工出与平面垂直的直角面，但这个面的高度受到刀片长度的限制。

面铣刀齿数对铣削生产率和加工质量有直接影响，齿数越多，同时工作齿数也多，生产率高。铣削过程平稳，加工质量好。可转拉面铣刀的齿数根据直径不同可分为粗齿，细齿，密齿三种（参见下表）。粗齿铣刀主要用于粗加工；细齿铣刀用于平稳条件下的铣削加工；密齿铣刀的每齿进给量较小，主要用于薄壁铸铁件加工。

（2）立铣刀

立铣刀是数控铣床上用得最多的一种刀具，主要有高

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速钢立铣刀和硬质合金立铣刀两种类型，其结构如图6-5所示。

立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刃，它们可同时进行切削，也可单独进行切削，主要用于加工凸轮、台阶面、凹槽和箱口面。为了能加工较深的沟槽，并保证有足够的备磨量，立铣刀的轴向长度一般较长。为了改善切屑卷曲情况，增大容屑空间，防止切屑堵塞，刀齿数比较少，容屑槽圆弧半径则较大。一般粗齿立铣刀具数Z＝3~4，细齿立铣刀齿数Z＝5~8，套式结构Z＝10~20。

容屑槽圆弧半径r=2-5cm。直径较小的立铣刀，一般制成带柄形式。

（3）模具铣刀

模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。

（4）键槽铣刀

键槽铣刀有两个刀齿，圆柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，可以短距离的轴向进给，既像立铣刀，又类似钻头。加工时先轴向进给达到槽深，然后沿键槽方向铣出键槽全长，如图所示：

按国家标准规定，直柄键槽铣刀直径d=2~22mm，锥柄键槽铣刀直径d=14~50mm。键槽铣刀直径偏差有e8t和d8两种。

（5）鼓形铣刀

如图所示是一种典型的鼓形铣刀，它的切削刃分布在半径为R的圆弧上，端面无切削刃。加工时控制刀具上下位置，相应改变刀刃的切削部位，可以在工件上切出从负到正的不同斜角。R越小，鼓形铣刀所能加工的斜角范围越广，但所

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