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高效剝銑加工與刀具

2014-4-7 來源：數控機床市場網作者：-

如今，機床和刀具技術得到了很大發展。隨著控製技（jì）術的日漸成熟，現代機床大都（dōu）具有高功率、高剛度、高主軸（zhóu）轉速和大（dà）進給量等特點。為了充分發揮現代機床的技術優勢，開發出了各種可通過一次安裝完成多種加工（包括方肩銑削、等高線銑削、開槽、插銑、圓周和螺旋線插補銑削等）的小型刀具。這種刀具的一個實例就是（shì）山高刀具公司開發（fā）的直徑可小至（zhì）9.5mm的機夾刀片式立銑刀。這（zhè）種刀（dāo）具與現代機床的（de）加工性（xìng）能相結合（hé），使（shǐ）用戶能夠采用剝銑加工技術，實現對難加工材料的高（gāo）效銑槽加工。

剝銑並不是一（yī）種新的加工方（fāng）法，但現代版本（běn）的高效剝銑加工有了（le）全新的概念。十年前（qián），由於刀具和機床的限製，剝銑加工隻能用於精銑或（huò）粗銑之一種，如需完成兩種加工，則必須使用粗銑刀和精銑刀兩種刀具，加工效率也很低。隨著加工技術的（de）不（bú）斷進步，如今隻需用一把刀（dāo）具即可同時完成粗（cū）銑和精銑兩道工序。

剝銑加工的特點是在切（qiē）削中采（cǎi）用（yòng）大的軸向切深（shēn）（可至刀具的最（zuì）大切深）與小的徑向切深（shēn）（刀具直徑的5％－10％）。這種組合搭配（pèi）方式可使（shǐ）加工中的（de）切削力（尤其是徑向切削力）大幅度減小；同時（shí），進給率和切削速度可以顯著提高。這種加工（gōng）方式的優（yōu）點還包括更好的切削穩定性、更高的加工精度和更大的金屬切除率。此外，剝銑加工可以減小刀（dāo）具與工件之間的徑向接合麵積並減小切（qiē）削力（lì），從而獲得良（liáng）好的加工表麵質量，因此有可能省去二次（cì）精加工。

較（jiào）小的切削力還可以延（yán）長刀具壽命，提高（gāo）刀具失效的可預測性。由於刀具與工件之間的徑向接觸區減小，刀（dāo）具（jù）在切削中升溫時間縮短、冷卻時間延長，因此也有助於延長刀具壽命。當考慮利用（yòng）剝（bāo）銑加工（gōng）刀具繼續進行其他各（gè）種附加切削加工時，剝銑加工刀具壽命的延長就具有特別重要的意義。

擺線剝銑法（fǎ）

擺線剝銑（xǐ）法是剝銑加工的（de）一（yī）種典型（xíng）應用方（fāng）式。它（tā）是在X－Y平麵內，采用程序設計好的一係列相（xiàng）互重疊的（de）圓形刀具軌跡，在機床無需停機的情況下，以全切深（shēn）對工件槽形進行連續高效側銑加工。擺線剝銑法最初是為解決淬硬鋼和難加工材（cái）料高效（xiào）銑削（xuē）的技術難（nán）題而開發的（de）。例如，在加工（gōng）寬24mm、深20mm的槽時，傳（chuán）統加工方式可能（néng）需要走刀3－4次，而擺線剝銑（xǐ）通過一次連（lián）續走刀即可完成，可大大（dà）縮短加工時間。

這種加工方法對刀（dāo）具（jù）的剛性、幾何（hé）形狀和使用（yòng）壽命都提出了較高要（yào）求。雖然在切削中刀（dāo）具與工件的徑向接觸相對較小，但刀（dāo）具在軸向上仍然是全接觸，仍需承受變形和振動（在切削難加工材料和刀具懸伸量較大時尤其如此）。這就要求刀具具有（yǒu）高強度（dù）、高（gāo）剛性的刀體，並要求切削條件保（bǎo）持穩（wěn）定。另一個要求是刀具必須采用自由切削的幾何形狀。目前新開發（fā）的許多小直徑機夾（jiá）刀片式立銑刀（dāo）都能滿足這些要求（如山高刀具公司（sī）的Helical Nano Turbo旋風銑刀）。采用擺線剝銑加工，能用一把刀具加工出槽寬範圍（wéi）從比刀具直（zhí）徑稍大的（de）槽寬直到比刀具直徑大幾倍的（de）槽寬。這種刀具可以實（shí）現高金屬（shǔ）切除率（lǜ）與經濟性、加工柔性的完美結合，並且由（yóu）於使用可轉位刀片，因此無需對刀具進行重磨。

目（mù）前，高效剝（bāo）銑加工技術已（yǐ）被應（yīng）用（yòng）於模具製造等（děng）行業。以前采用傳統（tǒng）加工（gōng）技術時，刀具需要進行（háng）一係列前後往複運動，且切削速度低、走刀次數多，從（cóng）模具（jù）型腔和凹槽中切除材料需要化費大量時間。現在采用擺線剝銑法，操作者可以沿著零件的加工輪廓，在高切削用（yòng）量條件下（xià）一次完成加工，可（kě）顯著減少走（zǒu）刀次數（shù），縮短加工（gōng）時間。過去采用速度較慢（màn）的工藝或較昂貴的整體硬質合金立銑刀才能完成的加（jiā）工，現在用較少（shǎo）的時間和具有更佳加工效果的機夾可轉位刀具即可完成。生產車間應該對直線剝銑法（fǎ）和擺線（xiàn）剝銑法進行分析比較，以確定采用哪種加工方（fāng）法可以獲得更高（gāo）的生產效率。

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