平面铣削加工路线的选择

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平面铣削加工路线的选择
作者:熊伟彭鹏鹏
来源:《知识窗·教师版》2013年第08期
摘要:平面铣削主要是加工工件的表面高度和表面质量,经常使用立铣刀周铣和面铣刀端铣两种方法加工平面。

在平面铣削的加工中,铣削刀的选择和运用都有其独特的特点。

平面铣削加工时,加工路线的选择与道具位置的选择有着密切关系。

本文通过研究、比较、分析,得出了理想的加工路线——刀心轨迹位于工件中心线和边缘中间。

关键词:平面铣削特点加工路线刀心轨迹单向多次法双向来回法
一、平面铣削加工的基本内容
平面铣削主要是对加工工件的表面进行加工,使加工工件的高度和质量达到所需加工工件的需求。

平面铣削的加工内容需要考虑加工平面的大小、具体的位置定向以及加工工件平面的平整程度。

此外,加工工件加工面的基准定位及平行度、垂直度都要考虑在内。

平面铣削的加工内容是平面铣削的基础。

二、平面铣削的特点
(一)平面铣削的方法
在平面的铣削加工过程中,主要有立铣刀周铣和面铣刀端铣这两种方法。

在平面作业时,端铣的效率和质量较高,所以在一般情况下,平面铣削都会使用端铣。

端铣的特点如下:①在面铣刀加工时,轴线必须垂直于加工工件的表面。

铣床的主轴轴线会直接影响到加工工件平面度的好坏;②端铣的面铣刀夹性好,震动幅度不大,比较稳定;③端铣工作时,刀齿的主切削刃与副切削刃同时作业,使加工工件的表面质量较好。

其中,主切削刃负责切削,副切削刃起到修光的作用;④端铣能够使用质量和精度良好的合金刀片,提高效率和质量。

(二)铣削刀的运用
加工平面工件的刀具主要是面铣刀,它的切削刃布满圆周和端面。

其中,端面起修饰作用的切削刃是副切削刃。

面铣刀的直径较大,所以经常把刀齿和刀体分开,达到能够长期使用的目的。

1.铣削刀直径的选择
这主要分三种情况:①加工平面面积不大,选用铣削刀时,要注意选择直径比平面宽度大的,这样可以实现单次平面铣削。

在平面铣刀的宽度达到材料宽度的1.3~1.6倍时,可以有效保证切屑的较好形成及排出;②加工平面面积大的时候,就需要选用直径大小合适的铣削刀,分多次铣削平面。

其中,由于机床的限制、切削的深度和宽度以及刀片与刀具的尺寸的影响,铣削刀的直径会受到限制;③加工平面较小,工件分散时,需选用直径较小的立铣刀进行铣削。

2.铣削刀刀齿的选用
刀齿的密集与否会影响生产效率的高低和产品质量的好坏。

如果刀齿密集,生产的效率就会提高,加工工件的质量也越好,但是刀齿密集也会导致切屑的排出不便。

根据刀齿的直径大小,可以分为粗齿、细齿、密齿。

粗齿主要是对工件的粗加工,细齿有利于平稳条件下的加工,密齿主要用于薄壁材料的加工。

3.可转位刀具
可转位刀具的要求较高,对刀片要有精度的定位,刀片的夹紧度要高,要方便排屑,刀片的更换须迅速。

只有这样,才能方便使用。

硬质合金的转位面铣刀的成本较低,制作方便,并且容易更换刀片。

此外,和其他材料的刀具相比,硬质合金可转位面铣刀加工速度高、效率快、表面加工质量好,并且能够有效地加工带有硬皮和淬硬层的工件,在提高效率和质量上,有着明显的优势。

三、平面铣削的加工路线
在平面的铣削中,加工路线的设计会直接影响加工工件的状态甚至质量。

因此,我们应该对加工路线进行研究和分析,选择适当的刀具加工位置。

(一)一般铣削的加工路线
1.刀心的轨迹与加工工件的中心线重合
如图1所示,刀具中心的进入轨迹和工件的中心线是重合的。

如果刀心轨迹和工件中的心线重合,在单次的平面铣削时就会出现震颤的情况,从而影响工件的表面加工质量。

所以,在选择加工路线时,应尽量避免刀具的中心和工件的中心线重合。

2.刀心的轨迹与加工工件的边缘重合
如图2所示,刀心轨迹重合于工件的边缘。

当切削刀片进入加工材料时的冲击力过大,会严重影响刀片的寿命以及加工工件的表面质量。

而当刀心的轨迹与工件边缘重合时,就会加大
刀片进入材料的冲击力,大大减少刀片的使用寿命,加工工件的质量也会受到较大的影响。

所以,我们要避免刀心轨迹和工件的边缘线重合。

3.刀心轨迹偏离工件
如图3所示,刀心轨迹在工件的边缘外。

当刀心从工件的边缘外进行加工,在刚切入工件时,由于刀片速度极快,刀片碰撞到工件后,会引起较大的碰撞力,极易使刀具破损,不利于刀具的长期使用,甚至会对加工工件造成一定的破坏,使工件受损,影响工件的质量和表面的完整度。

由此可见,刀心也不能在工件外进入。

4.刀心轨迹位于工件中心线和边缘的中间
如图4所示,刀心的进入轨迹在工件的中心线和边缘的中间。

在这种情况下,刀心处于工件的内部,承受巨大切削力的刀片已经切入工件,不会出现大的冲击力,并且从此位置切入,刀片刚切入材料时的碰撞力较小,不会造成刀具的受损和材料的破坏,从而延长刀具的使用寿命。

此外,没有较大的冲击力和碰撞,也就不会出现明显的震颤,可以保证工件表面的完整和质量。

在平面铣削时,理想的加工路线就是刀心的轨迹位于工件的中心线和边缘中间。

此时,碰撞力和冲击力都比较小,不会发生明显的震颤,有利于延长刀具的使用寿命,还可以保证工件的表面完整,不受破损。

但需要注意的是,当刀心的轨迹在工件的中心线和边缘之间进行作业时,刀具不应该让整个宽度参与铣削(如图2所示),而应部分宽度参与铣削(如图1所示)。

这样在铣削时,刀具的磨损度才会下降,从而延长刀具的使用寿命。

(二)大平面铣削时刀具路线
如果铣削工件的平面较大,而刀具的直径又有一定的限制,这就需要对加工工件进行多次的同一深度的走刀。

在平面铣削大面积工件时,在同一深度上的单向多次切削和双向多次切削是常见的路线。

1.单向多次切削加工路线设计
如图5和6所示。

在单向多次切削时,切削的起点总在工件的同侧,切削的终点在另一侧。

每次切削完成之后,把刀具快速从工件上方移到起点进行定点,开始下一次的切削。

单向多次的切削这种来回反复的工作会降低作业效率,但是每次都是顺铣,可以保证加工的质量,对于大平面的精加工很实用。

2.双向来回的切削
双向来回切削也被形象地称为“Z”切削,如图7和8所示。

这种切削的方法明显要比单向多次切削速度快,但是由于时刻改变切削方式,由顺铣变为逆铣,再由逆铣变为顺铣,这样会影响到精铣时的加工质量。

所以,这种方法多用于大平面的粗加工。

四、结束语
在进行平面铣削作业时,加工路线要做到刀心的轨迹位于加工工件的中心线和边缘中间,并控制铣削刀部分宽度作业。

这样不仅可以提高刀具的使用寿命,而且还可以保证加工工件的表面完整度,提高质量。

在大平面铣削过程中,应合理使用单向多次切削法和双向来回切削法。

如在精加工时,运用单向多次切削可以保证精细度;在粗加工时,使用双向来回切削法可以提高工作效率。

参考文献:
[1]胡晋,张根保,张新玉.零传动滚齿机加工系统动力学建模及试验研究[J]. 现代制造工程,2008,(7).
[2]何定健,李建勋,王勇. 深孔加工关键技术及发展[J]. 航空制造技术,2008,(21).
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[4]范亚炯. 浅析新型可调重型切削车刀的加工与工具系统[J]. 世界制造技术与装备市场,2010,(5).
[5]林杨. 高速铣削加工及应用[J].科技资讯,2007,(9).
(作者单位:江铃汽车股份车桥厂)。

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