銑削加工易發(fā)問題原因分析與預(yù)防措施

蘇明

摘 要：銑削是將毛坯固定，用高速旋轉(zhuǎn)的銑刀在毛坯上走刀，切出需要的形狀和特征。傳統(tǒng)銑削較多地用于銑輪廓和槽等簡單外形和特征。數(shù)控銑床可以進(jìn)行復(fù)雜外形和特征的加工。銑鏜加工中心可進(jìn)行三軸或多軸銑鏜加工，用于加工、模具、檢具、胎具、薄壁復(fù)雜曲面等。無論是哪種銑削類型，在加工過程中都有可能會出現(xiàn)一些問題，本文將深入分析銑削加工時容易發(fā)生的問題及如何進(jìn)行預(yù)防。以便為節(jié)省銑削加工成本、提高生產(chǎn)效率發(fā)揮一點作用。

關(guān)鍵詞：銑削加工;分析原因;預(yù)防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.193

0 引言

銑削加工時出現(xiàn)頻率較高的問題為刀具問題、工件質(zhì)量問題。刀具問題主要表現(xiàn)在前刀面產(chǎn)生月牙洼、刃邊粘切屑、刀齒熱裂、刀齒變形等，工件質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在銑削中工作產(chǎn)生鱗刺、工件產(chǎn)生冷硬層、表面粗糙度參數(shù)值偏大、幾何誤差超差、形位公差超差等，以下就是對這些加工中可能存在的問題進(jìn)行分析，并提出預(yù)防這些問題出現(xiàn)的方法和措施。

1 銑削加工中所使用刀具容易出現(xiàn)的問題原因及預(yù)防措施

（1）前刀面產(chǎn)生月牙洼。當(dāng)?shù)镀c切屑焊住時，前刀面易產(chǎn)生月牙洼，預(yù)避免此問題出現(xiàn)，應(yīng)使用抗磨損刀片、用涂層合金刀片、降低銑削深度或銑削負(fù)荷、用較大的銑刀前角;（2）刃邊粘切屑。不斷變化的振動負(fù)荷造成銑削力與銑削溫度的增加，刃邊易粘切屑。為避免該問題出現(xiàn)，應(yīng)將刀尖圓弧或倒角處用油石研光、改變合金牌號增加刀片強度、減少每齒進(jìn)給量、銑削硬材料時降低銑削速度、使用足夠的潤滑性能和冷卻性能好的切削液;（3）刀齒熱裂。銑削加工過程中，當(dāng)高溫時迅速變化溫度時，容易產(chǎn)生刀齒熱裂，預(yù)避免刀齒產(chǎn)生熱裂，應(yīng)改變合金牌號、降低銑削速度、適量使用切削液;（4）刀齒變形。銑削區(qū)銑削溫度過高時，刀齒容易產(chǎn)生變形，預(yù)避免刀齒產(chǎn)生變形，應(yīng)使用抗變形抗磨損的刀片、適當(dāng)使用切削液、降低銑削速度及每齒進(jìn)給量;（5）刀齒刃邊缺口或下陷。刀片受拉壓交變應(yīng)力、銑削硬材料刀片氧化時易發(fā)生刀齒刃邊缺口或下陷，為避免此缺陷，應(yīng)加大銑刀導(dǎo)角、將刀片切削刃用油石研光、降低每齒進(jìn)給量;（6）鍍齒刀刃破碎或刀片裂開。銑削加工過程中，如果銑削力過高，則容易使鍍齒刀刃破碎或刀片裂開，為避免此問題出現(xiàn)，應(yīng)采用抗振合金牌號刀片、采用強度較高的負(fù)角銑刀、使用較厚的刀片、刀墊、減小進(jìn)給量或銑削深度、檢查刀片座是否全部接觸;（7）刃口過度磨損或邊磨損。銑削時，如果有磨削作用、機(jī)械振動及化學(xué)反應(yīng)，則易產(chǎn)生刃口過度磨損或邊磨損，為防止此問題的產(chǎn)生應(yīng)采用抗磨合金牌號刀片、降低銑削速度、增加進(jìn)給量、進(jìn)行刃磨或更換刀片;（8）銑刀排屑槽結(jié)渣。如有不正常的切屑或容屑槽太小，銑刀排屑槽容易結(jié)渣，為避免排屑槽結(jié)渣，應(yīng)增大容屑空間和排屑槽、銑削鋁合金時要拋光排屑槽。

2 銑削加工中工件質(zhì)量容易出現(xiàn)的問題原因及預(yù)防措施

（1）銑削中，工件產(chǎn)生鱗刺。銑削加工中，如果銑削力及銑削溫度過高工件容易產(chǎn)生鱗刺，避免產(chǎn)生鱗刺的方法為銑削硬度在34～38HRC以下軟材料及硬料增加銑削速度、改變刀具幾何角度、增大前角并保持刃口鋒利、采用涂層刀片。

（2）工件產(chǎn)生冷硬層。當(dāng)銑刀磨鈍、銑削厚度太小時，工件容易產(chǎn)生冷硬層，為避免工件產(chǎn)生冷硬層，應(yīng)刃磨或更換刀片、增加每齒進(jìn)給量、采用順銑、采用較大正前角銑刀。

（3）表面粗糙度參數(shù)值偏大。銑削工件時，如果銑削用量偏大、銑削中產(chǎn)生振動、銑刀跳動、銑刀磨鈍，則工件的表面質(zhì)量下降，為提高銑削加工中工件的表面加工質(zhì)量應(yīng)采取如下措施：降低每齒進(jìn)給量;采用寬刃大圓弧修光齒銑刀;檢查工作臺鑲條消除其間隙以及其他運動部件的間隙;檢查主軸孔與刀桿配合及刀桿與銑刀配合;消除其間隙或在刀桿上加裝慣性飛輪;檢查銑刀刀齒跳動，調(diào)整或更換刀片，用油石研磨刃口，降低刃口粗糙度參數(shù)值;刃磨與更換可轉(zhuǎn)位刀片的刃口或刀片，保持刃口鋒利;銑削側(cè)面時，用有側(cè)隙角的錯齒或鑲齒三面刃銑刀。

（4）平面度超差。當(dāng)銑削中工件變形、銑刀軸心線與工件不垂直工件在夾緊中產(chǎn)生變形時，工件的平面度無法保證，為保證工件加工后平面度不超差，應(yīng)采取如下預(yù)防措施：減小夾緊力，避免產(chǎn)生變形;檢查夾緊點是否在工件剛度最好的位置;在工件的適當(dāng)位置增設(shè)可鎖緊的輔助支承，以提高工件剛度;檢查定位基面是否有毛刺、雜物、是否全部接觸;在工件的安裝夾緊過程中應(yīng)遵照由中間向兩側(cè)或?qū)琼槾螉A緊的原則避免由于夾緊順序不當(dāng)而引起的工件變形;減小銑削深度αp，降低銑削速度ν，加大進(jìn)給量αf，采用小余量，低速度大進(jìn)給銑削，盡可能降低銑削時工件的溫度變化;精銑前，放松工件后再夾緊，以消除精銑時的工件變形;校準(zhǔn)銑刀軸線與工件平面的垂直度，避免產(chǎn)生工件表面銑削時下凹。

（5）垂直度超差。當(dāng)立銑刀銑側(cè)面時直徑偏小或振動、擺動或三面刃銑刀垂直于軸線進(jìn)給銑側(cè)面時刀桿剛度不足時，無法保證所加工工件的垂直度公差，為避免此情況出現(xiàn)，應(yīng)采取以下措施：選用直徑較大剛度好的立銑刀;檢查銑刀套筒或夾頭與主軸的同軸度以及內(nèi)孔與外圓的同軸度，并消除安裝中可能產(chǎn)生的歪斜;減小進(jìn)給量或提高銑削速度;適當(dāng)減小三面刃銑刀直徑，增大刀桿直徑，并降低進(jìn)給量，以減小刀桿的彎曲變形。

（6）尺寸超差。銑削加工時，如果立銑刀、鍵槽銑刀、三面刃銑刀等刀具本身擺動，則會引起加工工件尺寸超差，預(yù)保證合格的工件尺寸，則應(yīng)檢查銑刀刃磨后是否符合圖樣要求，及時更換已磨損的刀具、檢查銑刀安裝后的擺動是否超過精度要求范圍、檢查銑刀刀桿是否彎曲;檢查銑刀與刀桿套筒接觸之間的端面是否平整或與軸線是否垂直。

銑削加工中，為保證工件的表面加工質(zhì)量、形位公差、尺寸公差，就要注意加工中可能會出現(xiàn)的問題，加工前做好預(yù)案，選擇適當(dāng)?shù)牡毒摺Φ毒吆凸ぜM(jìn)行正確的安裝、確定科學(xué)合理的切削工藝參數(shù)、適當(dāng)使用切削液控制加工區(qū)域的溫度，保證切屑順利排出，要為得到合格的工件做好充分的準(zhǔn)備，以提高加工效率、節(jié)約生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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