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        設計與精密加工之切削知識一

        2020-09-05 11:26:48

        一、銑削加工

        1、立銑刀的前角有負前角刃型和正前角刃型之分,兩者之間有什么區別?立銑刀的前角有負前角刃型和正前角刃型之分,具體而言都有哪些區別?此外,加工時該如何區分使用?


        根據加工用途的不同,需要選擇合適的材料以及合適的場所

        一般情況下多用刃尖承受較小切削阻力的正前角刃型,但在對高硬度鋼等材料進行加工時,由于需要足夠的刃尖強度,因此建議您選擇前角為負前角刃型的立銑刀。


        前角

        正前角刃型

        負前角刃型

        先端圖

        特點

        采用鋒利的切削刃形狀設計,減小切削阻力,即便是在低速條件下,亦可獲得良好的加工表面粗糙度。正前角刃型刀具適用于容易產生擠裂和熔附現象的柔軟材質。

        以低速條件進行加工,則切削阻力增強,從而降低加工表面粗糙度;以高速條件進行加工,則能夠獲得良好的加工表面粗糙度。刃尖強度高的負前角刃型刀具適用于容易產生崩刃的高硬度鋼等的加工。

        適用的
        被削材

        樹脂?銅?鋁?不銹鋼?普通鋼?調質鋼等

        高硬度鋼?鑄鐵等

        2、利用圓弧角型立銑刀進行仿形加工有哪些優點?最近時常聽說,進行三維仿形加工時使用的是圓弧角型立銑刀而不是球頭型立銑刀。那么,使用圓弧角型立銑刀具體都有哪些優點?

        優化切削條件


        球頭型立銑刀的刃徑是先端R的2倍,而圓弧角型立銑刀的刃徑則不受先端R尺寸的影響,可以選擇較大值。一旦刃徑增大,則從下述幾點可以看出,切削條件將會得到優化。

        刀具的剛性隨刃徑的增大而提高,尤其是對于小口徑刀具,可將其偏擺抑制在最小范圍內,實現穩定的加工。此外,實際加工直徑增大、可實現切削速度的提高,從而可提高加工表面精度、刀具使用壽命。




        提高平坦部位的加工效率

        與球頭型立銑刀相比,圓弧角型立銑刀能夠獲得更大的步距值,可切實提高粗加工時的加工效率。



        圓弧角型立銑刀與球頭型立銑刀的使用區分

        加工方法

        圓弧角型立銑刀

        球頭型立銑刀

        多平面部的加工

        底部帶R的型腔加工

        高硬度材料的深槽加工

        復雜的三維加工

        ×

        轉速無法提高的低速機械上的加工

        切削穩定性

        程序編制

        3、如何在側面加工時改善加工面精度?使用立銑刀進行側面加工時,會因加工面過于粗糙或無法加工出直角等,請問選用何種刀具、何種方法進行加工,可以滿足加工面精度要求?

        無法獲取加工精度的原因

        即便是高剛性硬質合金立銑刀,如果切削刃長、頸長尺寸過大,則切削刃部會出現彈刀或產生顫振,從而導致加工精度、刀具壽命降低。切削刃部彈刀是指加工工件材料時,刀具前端出現的彎曲現象,從而導致加工面變為弓形。
        另外,刀具夾持剛性以及跳動精度低,切削條件未優化等,也易造成加工精度的低下。

        使用高剛性刀具

        如果使用高剛性刀具,則可抑制切削刃部彈刀。刃長短、刀具直徑大、刃數多的刀具為高剛性刀具。



        分段加工的有效性

        刃長短的刀具剛性雖高,但進行側面加工時可能會與刀柄發生干涉。為避免干涉,須使用頸徑小于刀具直徑的刀具。
        如果是此類刀具,則可在Z方向上進行分段加工。此外,可將切削速度、進給速度設定得較高,因此也有助于縮短加工時間。



        加工面避免產生高低差的方法

        加工時,因立銑刀外周切削刃端部咬入而導致切削面產生痕跡。
        通過在切削刃端部設置R形刀刃,可防止切削刃端部咬入。

        4、希望高效、高精度加工鍵槽加工鍵槽時槽寬很難均勻一致,非常困惑。槽寬不均勻一致,鍵就難以裝入。請教高精度加工鍵槽的要點。

        使用立銑刀的切削方式

        為了降低切削刃部位的切削阻力,減少切深量及采用使刀刃負載穩定的刀具軌跡,可以說是最適合鍵槽的切削加工。
        根據上述理由,采取高轉速、大進給量的條件可實現穩定的切削加工。而且,由于將切削阻力和熱影響抑制在較小的程度,刀具性能穩定,使用壽命長。
        ①往復式齒形線刀具軌跡(底刃中心的切削方式)
        采用較小的Z向切深量,分幾次向下切深的切削方式(參見圖1)。由于采取分層式的切削方式,短刃型圓弧角立銑刀加工中能有效抑制顫振。
        ②次擺線刀具軌跡(外周刃中心的切削方式)
        以圓弧形軌跡進行切削加工(參見圖2)。外周刃的切深量少而穩定。
        使用直徑比槽寬小的刀具,有利于排屑。切削穩定,可充分發揮刀具性能,多刃大螺旋角型立銑刀最為有效。

        推薦刀具

        ①往復式齒形線刀具軌跡,②次擺線刀具軌跡,都請使用圓弧角型立銑刀,并且具有適合加工形狀的圓角R和適合鍵槽深度的頸長。



        5、如何有效處理退刀時產生的毛刺?為了清除退刀時產生的毛刺,需要花費相當長的時間。

        為什么會產生毛刺?有何方法能短時間清除已經產生的毛刺?


        關于毛刺的產生

        退刀時向空間伸展的切削殘留部分就成為毛刺。 按工件分類來觀察,不同的工件材質會產生不同的毛刺。鋁合金,銅合金等軟質材料產生較大的毛刺,高硬度材料產生較小的毛刺,鑄鐵則產生負毛刺(缺損)。是無法避免 其它產生毛刺的例子,還有切削面的“擠裂”??梢哉f,切削加工中毛刺的現象。


        抑制毛刺的方法


        ①盡量壓縮毛刺產生的空間

        要抑制退刀時產生的毛刺,消除毛刺產生的空間是一種有效方法。譬如退刀前可采取倒角處理等縮減空間的措施。

        ②采用適當的切削條件抑制毛刺

        要盡量減少切削殘留量,必須選擇最適宜的刀具和切削條件。

        ? 選用前角大、切削刃鋒利的刀具。

        ? 提高切削速度,改善切削特性。

        ? 尤其是精加工切削時,須采用最小的切深量和進給量。

        清除毛刺的方法使用倒角立銑刀能有效去除毛刺。



        6、深腔切削時如何抑制顫振?模具進行深腔切削時立銑刀發生顫振,導致刀具折損或加工表面不美觀,不光潔,無法達到設計要求。您是否因此困惑過,有抑制顫振的良方嗎?

        發生顫振的原因

        立銑刀切削時,如果刀具承受的負載過大,超過了其本身的剛性,就會發生顫振。深腔加工時為了避免與工件發生干涉,刀具伸出部分較長,這樣就難以確保刀具的剛性,容易發生顫振。


        減輕刀具的負載

        要減輕刀具的負載,可減少切入量、增加切削速度,這樣能有效提高刀刃的切削特性。尤其對于切削速度難以提高,刀刃性能難以發揮的小直徑立銑刀,轉速不足可能成為負載增大的原因。


        增大刀具的剛性

        使用剛性好的立銑刀可有效抑制顫振。請盡量選用刃長和伸出長度較短的立銑刀。圓弧角型立銑刀與同一R尺寸的球頭型立銑刀相比,其刀具直徑更大,因此剛性也越好。就刀具形狀來說,錐頸型刀具比長頸型刀具的剛度大。
        熱膨脹刀柄對切削部位的接近性優良,即使很深的部位也能以較短的伸出長度進行切削,而且其夾持剛性大、夾持精度高,可有效抑制顫振。


        減輕切削負載

        球頭型和圓弧角型立銑刀,其外周刃采用倒錐形狀的刀具,由于加工時的點切削狀態減輕了切削負載,有利于抑制刀具的退讓和顫振。

        7、欲省去挖槽加工時鉆預置孔的加工要進行挖槽加工,首先就要使用鉆頭進行預置孔加工,然后使用直徑小于孔徑的立銑刀,進行橫向加工。為了達到縮短加工時間的目的,請告知無需落刀孔即可實現挖槽加工的方法。足加工面精度要求?

        欲省去挖槽加工時鉆預置孔的加工想不通過鉆預置孔就能進行挖槽加工,請使用平頭型立銑刀,切削方法大致有2種。
        ①借助坡走加工或螺旋加工的方式切入后,再進行橫向加工。該方式可確保在維持高速旋轉的同時進行加工,因此加工底部淺、寬度大的腔槽時可縮短工時。并且由于能夠避開立銑刀的中心刃而利用其外周刃實施加工,因此可有效提高刀具的使用壽命,取得良好的加工效果。
        ②無需鉆預置孔,通過縱深(鉆削)加工切削至必要深度,然后進行復雜形狀加工。該方式可確保在Z方向上獲取較大的切深量,因此加工底部深、寬度小的型腔時,可縮短工時。并且由于加工時刀具刃尖會承受負載,因此必須使用應對縱深加工的專用刀具。
        ①、②的加工方法必須根據使用刀具、型腔形狀區分使用。




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