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数控立铣刀的正确使用

数控立铣刀的正确使用:

1. 立铣刀的装夹

加工中心用立铣刀大多采用弹簧夹套装夹方式,使用时处于悬臂状态。在铣削加工过程中,有时可能出现立铣刀从刀夹中逐渐伸出,甚至完全掉落,致使工件报废的现象,其原因一般是因为刀夹内孔与立铣刀刀柄外径之间存在油膜,造成夹紧力不足所致。立铣刀出厂时通常都涂有防锈油,如果切削时使用非水溶性切削油,刀夹内孔也会附着一层雾状油膜,当刀柄和刀夹上都存在油膜时,刀夹很难牢固夹紧刀柄,在加工中立铣刀就容易松动掉落。所以在立铣刀装夹前,应先将立铣刀柄部和刀夹内孔用清洗液清洗干净,擦干后再进行装夹。

当立铣刀的直径较大时,即使刀柄和刀夹都很清洁,还是可能发生掉刀事故,这时应选用带削平缺口的刀柄和相应的侧面锁紧方式。

立铣刀夹紧后可能出现的另一问题是加工中立铣刀在刀夹端口处折断, 其原因一般是因为刀夹使用时间过长,刀夹端口部已磨损成锥形所致,此时应更换新的刀夹。

2. 立铣刀的振动

由于立铣刀与刀夹之间存在微小间隙, 所以在加工过程中刀具有可能出现振动现象。振动会使立铣刀圆周刃的吃刀量不均匀,且切扩量比原定值增大,影响加工精度和刀具使用寿命。但当加工出的沟槽宽度偏小时,也可以有目的地使刀具振动,通过增大切扩量来获得所需槽宽,但这种情况下应将立铣刀的最大振幅限制在0.02mm以下, 否则无法进行稳定的切削。在正常加工中立铣刀的振动越小越好。

当出现刀具振动时,应考虑降低切削速度和进给速度,如两者都已降低40%后仍存在较大振动,则应考虑减小吃刀量。如加工系统出现共振,其原因可能是切削速度过大、进给速度偏小、刀具系统刚性不足、工件装夹力不够以及工件形状或工件装夹方法等因素所致,此时应采取调整切削用量、增加刀具系统刚度、提高进给速度等措施。

3. 立铣刀的端刃切削

在模具等工件型腔的数控铣削加工中, 当被切削点为下凹部分或深腔时, 需加长立铣刀的伸出量。如果使用长刃型立铣刀,由于刀具的挠度较大,易产生振动并导致刀具折损。因此在加工过程中,如果只需刀具端部附近的刀刃参加切削, 则最好选用刀具总长度较长的短刃长柄型立铣刀。在卧式数控机床上使用大直径立铣刀加工工件时, 由于刀具自重所产生的变形较大, 更应十分注意端刃切削容易

出现的问题。在必须使用长刃型立铣刀的情况下,则需大幅度降低切削速度和进给速度。

4. 切削参数的选用

切削速度的选择主要取决于被加工工件的材质; 进给速度的选择主要取决于被加工工件的材质及立铣刀的直径。国外一些刀具生产厂家的刀具样本附有刀具切削参数选用表,可供参考。但切削参数的选用同时又受机床、刀具系统、被加工工件形状以及装夹方式等多方面因素的影响,应根据实际情况适当调整切削速度和进给速度。当以刀具寿命为优先考虑因素时,可适当降低切削速度和进给速度;当切屑的离刃状况不好时,则可适当增大切削速度。

5. 切削方式的选择

采用顺铣有利于防止刀刃损坏,可提高刀具寿命。但有两点需要注意:①如采用普通机床加工,应设法消除进给机构的间隙;②当工件表面残留有铸、锻工艺形成的氧化膜或其它硬化层时,宜采用逆铣。

6. 硬质合金立铣刀的使用

高速钢立铣刀的使用范围和使用要求较为宽泛, 即使切削条件的选择略有不当, 也不至出现太大问题。而硬质合金立铣刀虽然在高速切削时具有很好的耐磨性, 但它的使用范围不及高速钢立铣刀广泛,且切削条件必须严格符合刀具的使用要求。

铣削刀具的种类主要包括立铣刀、面铣刀、平铣刀等。典型的铣削加工包括铣平面、倒角或铣边、铣轮廓、铣槽、铣凹腔、铣键槽等。

常用的几种立铣刀设计型式包括:方头双刃立铣刀,可像钻头一样对工件进行垂直插铣或侧铣。它们的端齿延伸至铣刀中心,因此能进行插铣加工。有些三刃立铣刀也可以进行插铣。双刃和三刃立铣刀都适合加工有色金属。球头双刃立铣刀可用于铣削加工圆底槽或圆弧形边缘。与双刃立铣刀相比,方头四刃精加工立铣刀铣削更平稳,并能更长时间地保持刀刃锋利度,但它不能进行插铣。这些铣刀最适合用于切削黑色金属。与四刃精加工立铣刀相比,四刃粗加工立铣刀能以更小的机床功率、刀具变形和振动更快地切除金属,而且其断屑器能产生更细小、可控性更好的切屑。

立铣刀的螺旋形刀槽能减少加工颤振。在加工中,螺旋槽的一个或多个点始终与工件保持接触,并连续切削金属材料,从而使机床承受连续负荷,而不像用直槽刀具加工时那样,刀具每次与工件开始接触和脱离接触时会产生冲击负荷。虽然制造螺旋槽刀具比制造直槽刀具更复杂,成本也更高,但加工颤振的减少和加工表面光洁度的提高使其物有所值。整体式立铣刀有各种常用的类型和规格。它们可分为右切刀和左切刀。当必须改变切削力的方向,以避免对工件施压时, 需要使用左切立铣刀。此外,立铣刀的刀槽长度各不相同, 包括短槽、普通槽、长槽和加长槽。立铣刀还可以采用锥形, 通常每边的锥度为0.5°、1°、1.5°、2°、3°、5°、7°、10°、15°、20°和25°。在模具加工中,为了提供便于模压制品脱模的拔模斜度(锥度),这些锥形立铣刀特别有用。套式立铣刀可利用端刃和侧刃同时进行切削, 以提供良好的加工表面光洁度。常用的铣刀直径范围为225mm,切槽深度为120mm。由于功率和刚性的限制,立式升降台铣床仅限于使用尺寸较小的套式铣刀。直径较大的套式铣刀可用于铝和塑料的铣削加工。

面铣刀用于加工较大的平面, 以及迅速去除大量金属材料。机夹刀片式面铣刀的直径范围通常为30200mm。在立式升降台铣床上进行加工时,由于机床结构刚性不足,以及由此引起的颤振,使此类机床仅限于使用小直径面铣刀。面铣刀更适合用于大型单柱(单臂)铣床。当对较软的材料(如铝和塑料)进行面铣加工时,可以使用较大直径的面铣刀而不会发生颤振。平铣刀通常用于卧式加工中心, 安装在两端支承的芯轴上使用。卧式端面铣床可提供使平铣刀能充分发挥高金属去除率优势所需的功率和刚性。不过,通过安装卧式铣削附件,在立式升降台铣床上也可以使用平铣刀进行铣削加工。尽管因为刚性和颤振的问题, 在立式升降台铣床上必须采用比在卧式铣床上更小的切削参数,但这种附件仍然非常有用。在安装了卧式铣削附件的立式升降台铣床上,与其它铣刀相比,平铣刀具有更高的金属去除率。在缺少卧式铣床的情况下,在同一根芯轴上安装几把铣刀同时进行加工是一种最佳方式。平铣刀通常要比工件宽,能对工件的整个截面进行铣削。

侧刃平铣刀与平铣刀结构类似,但它们还可以用侧面的刀刃进行切削。侧刃平铣刀还能铣槽、切断重金属棒料、平整表面和将材料切成条状。它们可以安装在一端支承的R8 刀柄上进行加工,但最好在刚性更高的卧式铣床或立式升降台铣床的卧式铣削附件上使用。像平铣刀一样, 侧刃平铣刀也能与其它铣刀安装在一起同时进行多刀切削

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