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銑床(電腦鑼)的銑削技術

文章出處:五金加工責任編輯:yaxun88作者:數控廠家人氣: 發表時間:2021-09-19 09:44 字體大小:【

銑削技術
什么是銑床及其銑削技術設置?

銑削是一種切削制造工藝,用于生產具有幾何定義形狀的工件。與所有加工過程一樣,材料以切屑的形式從坯料中去除。銑削屬于具有幾何定義切削刃的切削組,因為銑刀上切削刃的幾何形狀是已知的。具有多個刃口的旋轉刀具,稱為齒、唇或硬質合金刀片。在銑削過程中,銑刀繞自身軸線高速旋轉時,材料被去除,同時刀具跟隨要生產的輪廓或工件相應地移動。在銑削過程中,這種進給運動與刀具的旋轉軸垂直或成一定角度發生 - 然而,在鉆孔時,它發生在旋轉軸的方向上,在車削時,工件繞著自己的軸旋轉,而刀具沿輪廓移動。

隨著數控銑床的使用越來越多,該類機床可進行的銑削加工越來越多,因此銑削已成為一種多用途的加工方法。除了顯著提高所執行操作的生產率、質量和準確性之外,刀具的開發還有助于創造新的銑削可能性。

銑削特別用于生產平面。這些包括用于移動機器部件的凹槽或導軌。在 1840 年之前,這種形狀主要是通過刨削制成的,之后它很快被速度明顯加快的銑削所取代。然而,現代銑床也可以生產復雜的三維形狀,例如渦輪葉片或模具。所有齒輪的很大一部分是通過滾齒制造的,為此需要特殊的滾刀。線程也是可能的。特殊工藝有硬銑削和高速銑削。

與其他加工工藝相比,銑削具有一些特殊功能。此外,它只能由機器執行,而幾乎總是有手動變體。銑削時,各個切削刃不會與工件持續接觸。在旋轉一圈時,它們穿透材料,去除切屑并從工件上分離。這會導致作用在刀具上的切削力出現不穩定、波動的過程。切屑厚度在旋轉過程中會發生變化,并且不像大多數工藝那樣是恒定的。此外,切削運動和進給運動之間的角度,即所謂的進給方向角,在刀具旋轉過程中不斷變化,這使得計算有些復雜。另一方面,切削刃在不與工件接觸時會冷卻,因此不會升溫太多。此外,間斷切削會產生不會被機器夾住的短逗號形切屑。因此不需要單獨的斷屑措施。


銑削的定義

銑削通常定義為刀具旋轉的加工過程。 這主要被理解為與車削的分界,車削是另一個重要的制造過程,其中工件繞著自己的軸旋轉。 在 DIN 8589 中,銑削定義如下:
銑削是使用分配給刀具的圓形切削運動和任何進給運動進行加工。 無論進給運動如何,切削運動的旋轉軸都保持其相對于刀具的位置。
電腦鑼加工

銑削分類

按行駛方向區分
銑削時,重要的是要注意刀具在工件中切削刀具切削刃時刀具的旋轉方向與進給方向的關系。由于切口的寬度通常不應超過刀具直徑的 2/3,因此行進方向是明確的。

逆銑

采用逆銑時,旋轉刀具的切削刃在與工件進給方向相反的嚙合區域內移動,并形成從切削刃的入口點到出口點變厚的切屑(逗號切屑) .在切削刃進入材料之前,它在工作表面上滑動并固化現有結構。這首先會產生高水平的摩擦,然后切削刃必須穿透凝固的材料。由于切屑厚度增加,機器的負載不同并趨于振動。這也導致努力緩慢增加。當進入切削刃時,它很低,因為仍然需要去除很少的材料,但在銑削過程中會增加,并在切削刃退出前不久達到最大值,在逗號切屑最終被切斷之前。

銑削過程中壓實產生的高壓會導致切削刃側面嚴重磨損,從而降低使用壽命。由于這個缺點,只有當工件具有堅硬(鑄皮或氧化皮)和耐磨的邊緣區域(硬化效果較差)或者工作臺驅動不是沒有間隙時,逆銑才具有經濟意義。由于切削刃的滑動作用,在相反方向上銑削的表面具有平滑但波浪形的結構。

對于帶有齒隙的工作臺驅動,通常只出現在舊的或有缺陷的銑床或鏜床中,建議采用逆銑,因為使用這種銑刀將受驅動的工件工作臺以均勻分布的負載壓在驅動絲杠主軸上。通過這種方式,進給沒有間隙,并且排除了不希望的滑動運動。

順銑

采用順銑時,旋轉刀具的切削刃沿工件進給方向的矢量方向在嚙合區域內移動。如果力在逆銑時緩慢增加,而在逆銑中,一旦進入切削刃,力就最大,然后不斷減小。切屑朝向切削刃變得越來越薄,最后被剝落。這導致與逆銑相比更光滑的表面(這里的切屑也是逗號形的,但在這種情況下,很多材料被去除了開頭,結尾很少)。
由于力的方向,銑刀在進給方向上猛拉工件的趨勢有利于滑塊或工件位置的不希望的變化。因此,機床滑塊的進給裝置必須絕對沒有背隙或剛性高,滾珠絲杠傳動是合適的。由于顫振的趨勢較低,在其他相同的切削條件下,順銑可獲得的表面質量優于逆銑——前提是這些條件不利于積屑瘤的形成。

由于切削刃和后刀面磨損較低,在刀具壽命相同的情況下,進給率比上游銑削可提高 50%。

根據 DIN 8589 對銑削工藝進行分類
專業文獻中經常引用的銑削分類與所有其他金屬切削制造工藝一樣,是根據面銑、圓銑、螺紋銑、滾刀、型材和形狀銑削所產生的形狀進行的。面銑和仿形銑根據刀具上形成形狀的表面進一步細分,銑削為面、圓周和面圓周(輪廓)。
汽車輪轂的銑削

面銑

面銑用于生產平面。這些包括肩部、法蘭上的密封面、電機或齒輪箱、機床上的導軌、轉塔面、基本刀架和三爪卡盤面。面銑是最常用的變型。在實踐中,通常根據外圓銑、端銑、盤銑等所使用的刀具進行進一步細分。

使用圓周面銑削時,新創建的表面是通過連接到銑刀圓周的切削刃創建的。銑刀的軸線平行于表面。
使用面銑削時,新創建的曲面是使用面上的切削刃創建的。刀具軸垂直于表面創建。主切削工作仍然由圓周上的主切削刃完成,只有表面由表面的副切削刃產生,因此質量高。面銑時,切入寬度通常明顯大于切削深度。如果刀具主偏角也稱為方肩銑。一般來說,它取值在45°和75°之間。
使用面銑削時,圓周上的切削刃和面上的切削刃都用于創建兩個新曲面。

圓銑

通過圓形銑削,可以創建圓柱形外表面或內表面。進給運動也是圓形的,可以由刀具或工件產生。圓銑帶有序列號。
圓周銑削的特點是刀具軸線平行于所生產圓柱的旋轉軸線。這種變體也稱為軌道銑削或圓形銑削,用于生產孔。與鉆孔相比,它的優勢在于工具中不包括孔的直徑。使用一種銑刀可以生產不同的直徑。但是,為此需要復雜的 CNC 控制。
對于面銑,刀具軸與生成的圓柱體的軸垂直。它也被稱為車銑。
使用面圓周銑削時,刀具軸可以垂直或平行于生成的圓柱體。圓周和表面上有切削刃嚙合。這種變體也稱為車銑。

螺紋銑削

螺紋銑削用于生產類似螺紋的形狀,特別包括螺紋和主軸或圓柱蝸桿。
單牙螺紋銑刀用于長螺紋螺紋銑削。進給量對應于螺距的進給量。刀具軸線相對于螺紋略微傾斜。它類似于線程。
短螺紋螺紋銑削使用相對于螺紋不傾斜的多輪廓刀具。在這里,進給量也對應于螺距的進給量。然而,生產螺紋只需要工件轉一圈多一點。它類似于線程追蹤。

滾齒

臥式數控滾齒機上的滾刀和銑齒
滾刀用于生成滾刀表面。最重要的是,這包括齒輪和齒條上的齒輪。原則上,這些也可以通過刨齒和插齒或落錘鍛造生產,但滾齒是最重要的工藝。所使用的滾刀具有與要生產的齒的輪廓相對應的輪廓。銑刀的旋轉、進給和要生產的齒輪的旋轉相互協調。然后大部分齒輪通過產生磨削來完成。

仿形銑削

仿形銑削使用仿形銑刀,其中包含要生產的形狀作為底片,以生產仿形。這些包括 T 形槽、燕尾槽或大型銑刀上的排屑槽。也可以為繞自身軸線旋轉的工件創建圓周槽。根據進給運動,可以創建圓形、直線或任何形狀。工件上的許多形狀元素(例如半徑和斜面)均已標準化。這就是為什么也有相應的標準化仿形銑刀的原因。

縱向仿形銑削是通過直線進給運動進行的。
另一方面,圓形輪廓銑削使用圓形進給運動。
形狀輪廓銑削是通過任何進給運動進行的。
是帶銑削鏈的仿形銑削。

成型銑削

在成形銑削中,使用的刀具不具有要生成的形狀。通過控制進給運動可以創建任何三維形狀。
在自由曲面銑削中,運動由手動控制。
模板或杰作用作后成形銑削的模板。它們的形狀被掃描并傳遞到機器的進給驅動器。該變體也稱為仿形銑削,自引入 CNC 控制以來幾乎沒有使用過。
在運動形式銑削中,齒輪用于產生運動。這些包括凸輪或鼓凸輪。它曾被用于制造大量相同的工件,但今天很少使用。
數控成型銑削采用數控(英文:numeric control),如今大多采用CNC控制(computerized numeric control)的形式。除了每個軸方向的三個運動外,工具還可以圍繞兩個軸旋轉,以創建復雜的形狀。 (第三個軸是刀具的旋轉軸,因此不會改變所產生的形狀。)此工藝用于模具制造中的模具生產、鑄造模具的生產(直接成型材料銑削)或渦輪葉片.

按加工材料區分

金屬的切削速度范圍很廣,取決于類型(脆性或韌性)。 在車間或培訓設施中使用的機器的切削速度約為 15-500 m/min。在批量生產或銑削密集型工件中,例如在佩爾頓渦輪機中,由于經濟效率,所有參數都得到了最佳協調, 速度可達 10,000 m/min。 在大多數情況下,使用冷卻潤滑劑,但有明顯的干式加工和少量潤滑的趨勢。 冷卻潤滑劑成本在銑削工件總成本中的份額在 10% 到 20% 之間。

所使用的刀具在切削材料和形狀方面也有很大差異。 與金屬刀具相比,木材和塑料刀具始終具有正前角和更大的容屑空間。 在實踐中,單刃或雙刃立銑刀用于加工塑料。

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