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技術(shù)文章
對(duì)數(shù)控銑削加工過程的影響和實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
點(diǎn)擊次數(shù):580 發(fā)布時(shí)間:2011-8-1
切削速度
切削速度是影響數(shù)控刀具壽命的主要原因之一。在傳統(tǒng)的切削加工中,總是先選好切削深度和進(jìn)給速度,再根據(jù)刀具耐用度選擇合適切削速度,就是因?yàn)樘岣咔邢魉俣葧?huì)使刀具壽命大大下降。在高速加工中,當(dāng)切削速度的提高到一定值時(shí),可以使被加工部位先“軟化”再切除,從而使切削力降低或使它的提升減緩,在一定程度上改善了切削條件。確定適當(dāng)?shù)那邢魉俣葘?duì)高速加工非常重要,但由于加工淬硬鋼沒有明顯的“臨界速度”, 而且用不同的機(jī)床和刀具加工不同的材料時(shí)其值相差很大,目前還沒有完善的高速加工工藝參數(shù)表可供參考,所以工藝人員應(yīng)勇于嘗試并根據(jù)刀具的實(shí)際使用情況以優(yōu)選切削速度。日本安田公司采用YASDA YBM-640V進(jìn)行切削試驗(yàn)獲得了切削速度與刀具壽命的關(guān)系曲線(圖)。試驗(yàn)表明切削硬度為50HRC的材料,Vc=150~200m/min時(shí),刀具壽命較長(zhǎng)。
(a)切削速度
(徑向切深ap=0.5mm)
(b)切削深度
(切削速度310mm/min)
進(jìn)給速度
高速加工的進(jìn)給速度對(duì)刀具壽命、加工效率和加工精度都有著很大的影響。在很高的切削速度下進(jìn)給速度也必須達(dá)到一定水平,不允許有明顯的滯后。過低的進(jìn)給速度不但切削效率低,甚至?xí)构ぜ砻婧偷毒邿齻ㄈ鐖D1c所示)。然而,當(dāng)進(jìn)給速度太高時(shí),加工表面質(zhì)量會(huì)降低,切削力提高,刀具容易磨損甚至出現(xiàn)斷刀現(xiàn)。
切削深度
切削深度是提率的重要因素。對(duì)于提高切削效率,粗加工和精加工的要求不同,粗加工表現(xiàn)為單位時(shí)間內(nèi)去除切屑的體積,而精加工為刀具在單位時(shí)間內(nèi)切削面積。高速加工提倡的是以較小的切削深度切削同時(shí)用很高的進(jìn)給速度提高切削效率,這在精加工時(shí)非常適用。但是對(duì)粗加工,有時(shí)從增大切削深度(尤其是軸向切削深度)來提率會(huì)更加明顯,而且增加切削深度可以減少進(jìn)刀次數(shù),對(duì)刀具有一定的好處。YASDA機(jī)床的切削試驗(yàn)表明增大徑向切深可延長(zhǎng)刀具壽命(圖5b)。
選擇切削用量時(shí),應(yīng)兼顧加工效率和刀具壽命,不能一味地提高切削速度和進(jìn)給速度。如果切削過程刀具磨損很快,或者加工精度達(dá)不到要求,再快的切削速度也沒有用。良好的切削方法應(yīng)對(duì)各種因素的影響進(jìn)行綜合考慮。如日本的福井雅彥教授提出的“Fukui Climbing”切削法,這種方法主要用于深腔的粗加工,切削速度不是很高,主要利用平底銑刀的側(cè)刃來銑削,切削過程采用較大的軸向切削深度和較小的徑向切削深度,這種切削方法減少刀尖與工件的接觸時(shí)間,充分利用了側(cè)刃的銑削功能, 從而降低刀具因刀尖破損而報(bào)廢損失,提高了切削效率。
走刀方式
走刀路徑不合適是引起刀具非正常破損的主要原因。在高速加工淬硬鋼時(shí)必須使切削過程盡量平穩(wěn),走刀方向突然改變和載荷的突然增加都可能使刀具破損。良好的走刀路徑可有效地延長(zhǎng)刀具的使用壽命和提高加工效率。余擺線式走刀和螺旋走刀是兩種較優(yōu)的高速銑走刀方法(圖6)。余擺線式走刀主要用于加工溝槽類型腔,采用直徑小于槽寬的銑刀沿余擺線走刀可避免刀具以全刀寬切入工件,有效地減小了加工淬硬鋼的切削力及刀具與工件的接觸面, 延長(zhǎng)刀具壽命; 螺旋走刀是一種連續(xù)的走刀方式,除了可以提供更為平穩(wěn)的刀具路徑外,還避免了在環(huán)切中的環(huán)間移刀和等高加工時(shí)的層間移刀,大大地減少了切入切出和走拐角時(shí)加減速的次數(shù),故高速加工淬硬鋼時(shí)應(yīng)盡量采用螺旋走刀。受CNC機(jī)床加工工藝條件的限制,一些特殊型面的加工很難由CNC機(jī)床完成,如窄槽和幾個(gè)平面相交出現(xiàn)尖角(銳角)的地方,刀具切削刃難以到達(dá),另外窄槽加工也存在難點(diǎn)。對(duì)這些型面應(yīng)在零件設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免,必須采用的時(shí)候可用電火花加工和線切割來完成。