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名稱:中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)
地址: 北京昌平北清路中關(guān)村生命科學(xué)園博雅C座10層
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數(shù)控車(chē)銑加工技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)述(二)
長(zhǎng)時(shí)間加工:在難加工材料切削中,一把車(chē)刀的使用壽命很短,而銑刀因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)多刃切削而分配切削載荷,所以能使用很長(zhǎng)時(shí)間。由于銑刀有較長(zhǎng)的使用壽命,所以能夠省去切削中間多次換刀的麻煩。
偏心加工或異形加工:銑刀的徑向(X軸)運(yùn)動(dòng)能夠與工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相合,加工復(fù)雜零件的外形輪廓。Sandvik公司使用這一技術(shù)粗加工三葉狀圓錐形的“capto”刀具夾頭。同樣原理,在一次裝夾中,零件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),銑刀作往復(fù)運(yùn)動(dòng),也能在一次裝夾中加工偏心的不對(duì)稱零件。加工汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上的偏心軸也是一個(gè)很好的例子。但在加工精度方面還需作大量的研究工作。 車(chē)銑加工技術(shù) 車(chē)銑加工,對(duì)機(jī)床沒(méi)有什么特別的要求,但最少得提供一個(gè)Y軸運(yùn)動(dòng)。 工件的轉(zhuǎn)動(dòng)為銑刀傳遞需要的進(jìn)給速度(動(dòng)力),提供了C軸運(yùn)動(dòng)。然而,工件需達(dá)到的切削速度是以ipm計(jì)量而不是車(chē)床的以spm計(jì)量(這意味著工件在車(chē)銑加工中,比車(chē)削時(shí)的切削速度低很多)。但是,Y軸運(yùn)動(dòng)是需要的,因?yàn)檫@時(shí)的銑刀不得不做很多的偏心加工。而且刀具在進(jìn)行偏心加工時(shí),還不能加工到零件的要求尺寸,因?yàn)榈毒咴谥行臅r(shí),刀具中心與零件的旋轉(zhuǎn)中心正好相交,刀具只能使用其端面進(jìn)行切削(即不能切削),而不是用它的切削刃切削。為保證切削刃能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行切削,刀具中心線將必須偏移零件旋轉(zhuǎn)中心線至刀具直徑的1/4。在車(chē)銑加工中,有三種刀具能有效地使用,其主要原因是使用wiper刀片或切削刃。對(duì)于車(chē)銑加工中的端面銑刀,可進(jìn)行大型平面或重載間斷切削。鑲齒立銑刀用于臺(tái)階銑削。使用整體式立銑刀加工外圓零件和精銑較深的窄槽等。以上刀具的wiper刀片結(jié)構(gòu),是通過(guò)刀具四個(gè)切削刃中的兩個(gè)通往零件深處進(jìn)切行削,達(dá)到高效高精度加工的。 但使用這種方法,在刀具接近一個(gè)臺(tái)階和一槽兩側(cè)面加工時(shí),就將出現(xiàn)問(wèn)題。這時(shí)在偏心刀具加工后,將會(huì)在零件表面留下許多個(gè)圓角。 為了加工掉這些圓角,刀具必須進(jìn)行第二次加工。這時(shí)不再需要刀具偏斜,沿Y軸將刀具移動(dòng)到零件的中心位置進(jìn)行加工。而這次所謂的二次加工,沒(méi)有能夠切削到金屬材料(有時(shí)需要留些余量加工),除非要求臺(tái)階處必須清根,而這在實(shí)際使用中是不允許的。 在車(chē)銑加工中,一個(gè)盡管使人不滿意但它確是無(wú)法改變的事實(shí),是產(chǎn)生出加工零件的形狀誤差。銑刀在圍繞零件進(jìn)行圓周銑削時(shí),將在零件表面不可避免地形成一些有規(guī)律間隔的扇貝狀痕跡。這個(gè)誤差不能被完全消除,但是它能夠使用wiper刀片進(jìn)行有效地控制。一個(gè)wiper刀片是一個(gè)緊跟著其它刀片之后,使切削刃在寬度方向上,稍微突出,使刀片切削刃正好延長(zhǎng)至加工零件表面中,加工出新的切削表面,將扇形痕跡稍微地修平了一些。 Grimes先生說(shuō),他的公司為車(chē)銑加工開(kāi)發(fā)的刀具都集中在wiper刀片結(jié)構(gòu)上。這種wiper刀片結(jié)構(gòu)的刀具,已經(jīng)使扇貝狀痕跡得以較好地控制。因?yàn)橐?guī)律揭示,一個(gè)特殊的wiper刀片,使用戶能在選擇合理的車(chē)銑加工參數(shù)下,將類(lèi)似的這種給零件造成的形狀誤差,控制到一般產(chǎn)品質(zhì)量可以允許的程度。 切削力和變形 一個(gè)裝有wiper刀片的刀具是一個(gè)可以將四個(gè)切削刃中的兩個(gè)切削刃達(dá)到很深的零件中,使wiper刀片發(fā)生很大影響的整體式立銑刀。這一新結(jié)構(gòu)刀具的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,這個(gè)刀具設(shè)計(jì)能在一個(gè)有利的切削方式下,改變切削力的方向。在車(chē)銑加工中,當(dāng)為使刀具獲得足夠切削力需要零件進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí),即產(chǎn)生一推向刀具軸方向的切削力。因?yàn)楝F(xiàn)在只有兩個(gè)切削刃位于刀具底部,這將較好地減小刀具切削力的軸向分力。這時(shí)的更大切削力,將作用于刀具的直徑方向。 事實(shí)上,這一改變將使我們看出,車(chē)銑加工與普通銑削加工之間的區(qū)別。在普通銑削加工中,沿著刀具軸向的切削力很小。而加工零件也正好裝夾在這一方向。但是,在車(chē)銑加工中,零件一般多是長(zhǎng)而細(xì),且為兩端支撐而中間剛性最差。所以即使在刀具軸方向,作用于很小的切削力,也將會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)的趨勢(shì)。為在這一應(yīng)用中使刀具軸方向的受力狀態(tài)更好,就要求設(shè)計(jì)出與眾不同的新型的刀具結(jié)構(gòu)。這也是目前車(chē)銑加工技術(shù)發(fā)展中,急需解決的技術(shù)難題。 |