1.铣削原理与铣削方式
(1)铣削原理与特点 铣削加工为铣刀作圆周运动,是主切削加工;工件随工作台(手动或机动)作直线运动,是主加工进给工作。
铣刀为圆盘形或圆柱形多刃刀具,装在卧式、立式或龙门式铣床主轴头的主轴上,因此,铣削加工有以下特点:
1)多刃切削,即同时参于切削的齿数(刀片)多;可采用阶梯铣削或高速铣削;铣削时,工件作连续进给运动,没有空行程,所以,铣削加工的效率高(与刨削加工相比较)。
2)由于铣削为断续切削过程,当切削刃切入与切出的瞬间,参于切削的刀齿数有增、减变化;切削过程中的切削金属层厚度常产生周期性变化,这将使切削力产生波动。所以,铣削过程易产生振动,从而会降低加工精度与表面质量。当振动的频率与铣削工艺系统的固有频率相同或相近时,将产生共振,致使铣刀、铣床、夹具造成损坏。因此,增强铣削工艺系统的刚度,降低其固有频率,是提高铣削工艺精度与降低表面粗糙度Ra值的措施。
(2)铣削加工方式 铣削工件平面的方式有顺铣与逆铣,对称铣与不对称铣,端铣与圆周铣。模具用板件加工面的铣削方式则常采用面铣刀进行逆铣,且常为不对称铣削,见表6-66。
表6-66 平面的铣削方式及其特点
(续)
2.铣刀
(1)铣刀类型 铣刀种类很多,可采用不同结构与几何参数的铣刀,以适应铣削各种钢制工件的平面、斜面、槽、三维型面等加工面。表6-67所列为各种铣刀的应用范围。为适应铣削各种加工面的铣切深度和宽度,选择铣刀直径的依据可参照表6-68。
表6-67 各种类型铣刀的应用范围 (单位:mm)
(续)
表6-68 铣刀直径的选择 (单位:mm)
模具用板件铣削加工的常用铣刀为立铣刀、整体套式面铣刀和镶齿套式面铣刀。
(2)铣刀结构、几何参数与常用铣刀 为提高铣削加工效率、铣削工艺条件(含切削用量)、加工精度与降低表面粗糙度Ra,以及提高铣刀刃口强度、抗振的结构刚度及使用寿命等,正确、合理地设计、选择、确定常用铣刀的结构(见图6-15)和铣刀的几何参数(见图6-16)是很关键的技术。
图6-15 常用铣刀的结构
图6-16 铣刀几何参数
a)凸半圆铣刀 b)圆柱形铣刀 c)立铣刀 d)错齿三面刃铣刀 e)面铣刀 γo—前角 γp—切深前角 γf—进给前角 γn—法向前角 γp′—副切深前角 αo—后角 αo′—副后角 αp—切深后角 αf—进给后角 αn—法向后角 αε—过渡刃后角 κr—主偏角 κr′—副偏角 κrε—过渡刃偏角 λs—刃倾角 β—刀体上刀齿槽斜角 bε—过渡刃宽度 K—铲背量
(3)模具板件铣削常用铣刀 常见铣削平面的高速钢与硬质合金镶刀齿的标准铣刀见表6-69。
表6-69 常用平面加工用铣刀
(续)
3.铣削工艺条件与工艺质量
(1)铣削工艺条件 主要内容为切削用量,包括铣削速度v(m/min)、进给量(每转进给量f、每齿进给量af(mm)、每分钟进给量vf(mm/min)以及铣削深度(mm)。切削用量的计算及计算公式见表6-70。
表6-70 铣削切削用量计算
铣削工艺条件与铣刀结构几何参数、寿命、材料(如高速钢、硬质合金、金属陶瓷、金刚石铣刀,以及被切削工件的结构几何参数、材料(如碳钢、合金钢、铸铁与有色金属)等均有密切关系。因此,按表6-70内公式计算的切削用量与实际应用的铣削工艺参数相差很远。因此,常选用经实验和生产实践积累的工艺参数作为各种铣削方式的切削用量。高速钢铣刀常用切削用量见表6-71;其面铣刀、圆柱形铣刀、圆盘铣刀常用铣削工艺的进给量,见表6-72。硬质合金面铣刀、圆柱形铣刀和立铣刀及盘铣刀进给量,见表6-73和表6-74。
表6-71 铣削各种工件材料的铣削速度(v)
注:精加工的铣削速度可比表中数值增加30%左右。
表6-72 高速钢面铣刀、圆柱形铣刀和圆盘铣刀铣削时的进给量
注:1.表中大进给量用于小的铣削深度和铣削切削层公称宽度;小进给量用于大的铣削深度和铣削切削层公称宽度。(www.daowen.com)
2.铣削耐热钢时,进给量与铣削钢时相同,但不大于0.3mm/z。
表6-73 硬质合金面铣刀、圆柱形铣刀和圆盘铣刀铣削平面和凸台的进给量
注:1.表列数值用于圆柱铣刀铣削深度ap≤30mm;当ap>30mm时,进给量应减少30%。
2.用圆盘铣刀铣槽时,表列进给量应减小一半。
3.用面铣刀铣削时,对称铣时进给量取小值;不对称铣时进给量取大值。主偏角大时取小值;主偏角小时取大值。
4.铣削材料的强度或硬度大时,进给量取小值;反之取大值。
5.上述进给量用于粗铣。精铣时铣刀每转进给量按下表选择:
表6-74 硬质合金立铣刀铣削平面和凸台的进给量
注:1.大进给量用于在大功率机床上铣削深度较小的粗铣;小进给量用于在中等功率的机床上铣削深度较大的铣削。
2.表列进给量可得到Ra=6.3~3.2μm的表面粗糙度。
说明:关于碳钢立铣刀、半圆铣刀、角铣刀、铣槽与切断铣刀,以及相应的硬质合金铣刀的进给量,可参见有关工艺手册或铣刀生产企业的产品样本。
(2)铣床与铣削工艺质量
1)由于铣削工艺在机械加工中的应用非常广泛,因此,铣床的品种和类型很多,见表6-75。
表6-75 铣床类型与品种
卧式升降台铣床的主要技术规格,见表6-76。立式升降台铣床主要技术规格,见表6-77。万能工具铣床主要技术规格,见表6-78。仿形铣床主要技术规格,见表6-79。
表6-76 卧式升降台铣床主要技术规格
表6-77 立式升降台铣床主要技术规格
表6-78 万能工具铣床主要技术规格
表6-79 仿形铣床主要技术规格
(续)
2)铣削工艺质量。加工质量指加工面经加工后的尺寸、形状与位置精度和表面粗糙度。因此,其加工质量与机床、刀具与铣削工艺条件有关。现将现在生产的几类铣床的铣削经济精度分别列于表6-80、表6-81、表6-82。其铣削加工表面的粗糙度Ra(μm)见表6-83和表6-84。
这些铣削工艺质量的数值,可供选择机床时参考使用。
表6-80 升降台铣床的铣削经济精度 (单位:mm)
表6-81 床身铣床(工作台不升降铣床)经济精度 (单位:mm)
表6-82 龙门铣床经济精度 (单位:mm)
表6-83 铣削加工的表面粗糙度Ra (单位:μm)
表6-84 不同类型铣床铣削表面最低表面粗糙度Ra (单位:μm)
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