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一、切削用量

粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
从刀具的耐用度出发,切削用量的选择顺序是:先确定背吃刀量,其次确定进给量,最后确定切削速度。
2、背吃刀量的确定 
背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。
确定背吃刀量的原则:
1)在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm25μm时,如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次进给就可以达到要求。但在余量较大,工艺系统刚性较差或机床动力不足时,可分多次进给完成。
2)在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2μm12.5μm时,可分粗加工和半精加工两步进行。粗加工时的背吃刀量选取同前。粗加工后留0.5mm1.0mm余量,在半精加工时切除。
3)在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8μm3.2μm时,可分粗加工、半精加工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5mm2mm。精加工时背吃刀量取0.3mm0.5mm
3、进给量的确定  
进给量主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。  
确定进给速度的原则: 
1)当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100200m/min范围内选取。
2)在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在2050m/min范围内选取。
3)当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在2050m/min范围内选取。
4)刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以选择该机床数控系统设定的最高进给速度。
主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为: 
n=1000v/π               式(1-2
式(1-2)中:
v----切削速度,单位为m/min,由刀具的耐用度决定;
n-- -主轴转速,单位为 r/min 
D----工件直径或刀具直径,单位为mm。  
计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。
总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。
二、萨咯蒙曲线





三、高速切削与常规切削相比具有的优点
通常把切削速度比常规切削速度高5~10 倍以上的切削称为高速切削。目前高速铣机床加工铝合金切削线速度为1000~7000m/min在高速切削状态,随着切削速度的提高,切削力下降,加工表面质量提高;切削热大部分由切屑带走,工件基本保持冷态。而刀具寿命随着切削速度的提高而下降。


与常规切削相比,高速切削具有下列优点:

  (1) 加工效率高。随着切削速度的大幅度提高,进给速度也相应提高5~10 倍。金属去除率可达到常规切削的3~10 倍。同时机床快速空行程速度的大幅度提高,也减少了非切削的空行程时间,极大地提高了机床的生产率。

  (2) 切削力降低。在切削速度达到一定值后,切削力可降低30%以上,尤其是径向切削力的大幅度减少,特别有利于薄壁细肋等刚性差零件的精密加工。

  (3) 工件热变形减小。高速切削刀具热硬性好,95% ~98%以上的切削热被切屑飞速带走,工件可基本上保持冷态,可进行高速干切削,不用冷却液,减少对环境的污染,能实现绿色加工。

  (4) 已加工表面质量高。高速切削时,机床的激振频率特别高,它远远离开了“机床- 刀具- 工件”工艺系统的固有频率范围,工作平稳振动小。

  (5) 有利于保证零件的尺寸、形位精度。

  (6) 能保证刀具和工件保持低温度,延长了刀具的寿命。在高速切削中切削量浅,切削刃吃刀时间短,进给比热传播的时间快。刀具和主轴上的径向力低。能减小主轴轴承、导轨和滚珠丝杠的磨损,对主轴轴承的冲击小。可以使用悬伸较长的刀具,振动风险小。

  (7) 加工成本大大降低。高速加工提高了加工效率和加工质量,减少了打磨修整工序。

四、粗糙度




五、小直径立铣刀
1.跳动精度 小径立铣刀由于刚性低,容易折断,其最主要原因在于刀具自身的跳动以及夹持工具产生跳动引起的影响。为了防止折断,必须严格控制跳动精度。为此,有效方法是使用夹持精度高的热膨胀刀柄来夹持立铣刀。

2.提高切削速度,改善切削特性一般来说,未达到足够的切削速度,就不能充分发挥立铣刀刀刃的切削特性。小径立铣刀即使提高转速,也未必达到足够的切削速度,尤其是球头型立铣刀,实际的切削直径非常小,因此很多时候都无法充分发挥出刀刃的切削特性。因此使用小径立铣刀时,必须针对实际的切削速度采取有效措施。

3.  控制切深量的大小变化,避免使刀具承受突发性负载也至关重要。尤其是转角部位,切深量会变大,使立铣刀承受的负载增大,需采取增加一道前加工工序等措施,使小径立铣刀的切深量均匀一致。采用摆线的刀具轨迹,可有效均衡切深量。但是以圆弧轨迹运动的摆线刀具轨迹,与直线进给相比,刀具路径较长,加工时间也相应较长,因此需要提高切削条件来抵消延长的加工时间。


一、铣削加工

1、立铣刀的前角有负前角刃型和正前角刃型之分,两者之间有什么区别?立铣刀的前角有负前角刃型和正前角刃型之分,具体而言都有哪些区别?此外,加工时该如何区分使用?

根据加工用途的不同,需要选择合适的材料以及合适的场所一般情况下多用刃尖承受较小切削阻力的正前角刃型,但在对高硬度钢等材料进行加工时,由于需要足够的刃尖强度,因此建议您选择前角为负前角刃型的立铣刀。



2、利用圆弧角型立铣刀进行仿形加工有哪些优点? 
最近时常听说,进行三维仿形加工时使用的是圆弧角型立铣刀而不是球头型立铣刀。那么,使用圆弧角型立铣刀具体都有哪些优点?
优化切削条件
球头型立铣刀的刃径是先端R的2倍,而圆弧角型立铣刀的刃径则不受先端R尺寸的影响,可以选择较大值。一旦刃径增大,则从下述几点可以看出,切削条件将会得到优化。刀具的刚性随刃径的增大而提高,尤其是对于小口径刀具,可将其偏摆抑制在最小范围内,实现稳定的加工。此外,实际加工直径增大、可实现切削速度的提高,从而可提高加工表面精度、刀具使用寿命。



提高平坦部位的加工效率
与球头型立铣刀相比,圆弧角型立铣刀能够获得更大的步距值,可切实提高粗加工时的加工效率。


一、铣削加工
一般情况下多用刃尖承受较小切削阻力的正前角刃型,但在对高硬度钢等材料进行加工时,由于需要足够的刃尖强度,因此建议您选择前角为负前角刃型的立铣刀。

1、立铣刀的前角有负前角刃型和正前角刃型之分,两者之间有什么区别?立铣刀的前角有负前角刃型和正前角刃型之分,具体而言都有哪些区别?此外,加工时该如何区分使用?

根据加工用途的不同,需要选择合适的材料以及合适的场所



2、利用圆弧角型立铣刀进行仿形加工有哪些优点? 
最近时常听说,进行三维仿形加工时使用的是圆弧角型立铣刀而不是球头型立铣刀。那么,使用圆弧角型立铣刀具体都有哪些优点?
球头型立铣刀的刃径是先端R2倍,而圆弧角型立铣刀的刃径则不受先端R尺寸的影响,可以选择较大值。一旦刃径增大,则从下述几点可以看出,切削条件将会得到优化。
刀具的刚性随刃径的增大而提高,尤其是对于小口径刀具,可将其偏摆抑制在最小范围内,实现稳定的加工。此外,实际加工直径增大、可实现切削速度的提高,从而可提高加工表面精度、刀具使用寿命。提高平坦部位的加工效率与球头型立铣刀相比,圆弧角型立铣刀能够获得更大的步距值,可切实提高粗加工时的加工效率。





优化切削条件


圆弧角型立铣刀与球头型立铣刀的使用区分



3、如何在侧面加工时改善加工面精度?

使用立铣刀进行侧面加工时,会因加工面过于粗糙或无法加工出直角等,请问选用何种刀具、何种方法进行加工,可以满足加工面精度要求?


无法获取加工精度的原因

    即便是高刚性硬质合金立铣刀,如果切削刃长、颈长尺寸过大,则切削刃部会出现弹刀或产生颤振,从而导致加工精度、刀具寿命降低。切削刃部弹刀是指加工工件材料时,刀具前端出现的弯曲现象,从而导致加工面变为弓形。
另外,刀具夹持刚性以及跳动精度低,切削条件未优化等,也易造成加工精度的低下。

使用高刚性刀具

如果使用高刚性刀具,则可抑制切削刃部弹刀。刃长短、刀具直径大、刃数多的刀具为高刚性刀具。

刃长短的刀具刚性虽高,但进行侧面加工时可能会与刀柄发生干涉。为避免干涉,须使用颈径小于刀具直径的刀具。如果是此类刀具,则可在Z方向上进行分段加工。此外,可将切削速度、进给速度设定得较高,因此也有助于缩短加工时间。


加工时,因立铣刀外周切削刃端部咬入而导致切削面产生痕迹。通过在切削刃端部设置R形刀刃,可防止切削刃端部咬入。加工键槽时槽宽很难均匀一致,非常困惑。槽宽不均匀一致,键就难以装入。 
请教高精度加工键槽的要点。

使用立铣刀的切削方式

为了降低切削刃部位的切削阻力,减少切深量及采用使刀刃负载稳定的刀具轨迹,可以说是最适合键槽的切削加工。
根据上述理由,采取高转速、大进给量的条件可实现稳定的切削加工。而且,由于将切削阻力和热影响抑制在较小的程度,刀具性能稳定,使用寿命长。
往复式齿形线刀具轨迹(底刃中心的切削方式)
采用较小的Z向切深量,分几次向下切深的切削方式(参见图1)。由于采取分层式的切削方式,短刃型圆弧角立铣刀加工中能有效抑制颤振。
次摆线刀具轨迹(外周刃中心的切削方式)
以圆弧形轨迹进行切削加工(参见图2)。外周刃的切深量少而稳定。
使用直径比槽宽小的刀具,有利于排屑。切削稳定,可充分发挥刀具性能,多刃大螺旋角型立铣刀最为有效。

推荐刀具

①往复式齿形线刀具轨迹,次摆线刀具轨迹,都请使用圆弧角型立铣刀,并且具有适合加工形状的圆角R和适合键槽深度的颈长。

5、如何有效处理退刀时产生的毛刺? 
为了清除退刀时产生的毛刺,需要花费相当长的时间。 
为什么会产生毛刺?有何方法能短时间清除已经产生的毛刺?

关于毛刺的产生
退刀时向空间伸展的切削残留部分就成为毛刺。 按工件分类来观察,不同的工件材质会产生不同的毛刺。铝合金,铜合金等软质材料产生较大的毛刺,高硬度材料产生较小的毛刺,铸铁则产生负毛刺(缺损)。是无法避免 其它产生毛刺的例子,还有切削面的挤裂。可以说,切削加工中毛刺的现象。


抑制毛刺的方法

①尽量压缩毛刺产生的空间

要抑制退刀时产生的毛刺,消除毛刺产生的空间是一种有效方法。譬如退刀前可采取倒角处理等缩减空间的措施。

采用适当的切削条件抑制毛刺
要尽量减少切削残留量,必须选择最适宜的刀具和切削条件。
   选用前角大、切削刃锋利的刀具。
   提高切削速度,改善切削特性。
   尤其是精加工切削时,须采用最小的切深量和进给量。
清除毛刺的方法使用倒角立铣刀能有效去除毛刺。

模具进行深腔切削时立铣刀发生颤振,导致刀具折损或加工表面不美观,不光洁,无法达到设计要求。您是否因此困惑过,有抑制颤振的良方吗?

发生颤振的原因

立铣刀切削时,如果刀具承受的负载过大,超过了其本身的刚性,就会发生颤振。深腔加工时为了避免与工件发生干涉,刀具伸出部分较长,这样就难以确保刀具的刚性,容易发生颤振。


减轻刀具的负载

要减轻刀具的负载,可减少切入量、增加切削速度,这样能有效提高刀刃的切削特性。尤其对于切削速度难以提高,刀刃性能难以发挥的小直径立铣刀,转速不足可能成为负载增大的原因。


增大刀具的刚性

使用刚性好的立铣刀可有效抑制颤振。请尽量选用刃长和伸出长度较短的立铣刀。圆弧角型立铣刀与同一R尺寸的球头型立铣刀相比,其刀具直径更大,因此刚性也越好。就刀具形状来说,锥颈型刀具比长颈型刀具的刚度大。
热膨胀刀柄对切削部位的接近性优良,即使很深的部位也能以较短的伸出长度进行切削,而且其夹持刚性大、夹持精度高,可有效抑制颤振。


6、深腔切削时如何抑制颤振? 
减轻切削负载,头型和圆弧角型立铣刀,其外周刃采用倒锥形状的刀具,由于加工时的点切削状态减轻了切削负载,有利于抑制刀具的退让和颤振。

7、欲省去挖槽加工时钻预置孔的加工 

要进行挖槽加工,首先就要使用钻头进行预置孔加工,然后使用直径小于孔径的立铣刀,进行横向加工。为了达到缩短加工时间的目的,请告知无需落刀孔即可实现挖槽加工的方法。足加工面精度要求?
加工深腔内角部的微小圆弧R时,刀具会发生颤振。要加工美观的内角圆弧R,应如何操作?

刃径尺寸的选择是要点

加工内角部位的圆弧R时,如果使用同尺寸的平头型立铣刀,会增加切削刃的接触长度,产生颤振等不良现象,因此推荐选用刃径为7080×2R尺寸的平头型立铣刀。

如果侧面加工使用5轴加工中心,相对于工件任意改变刀具位置,那么就能够将刀具的伸出长度控制在最小范围。
但是,在通常使用的3轴联动切削加工中,刀具的伸出长度加大,可能导致刀具的一部分会与工件表面发生接触,这就需要采取相应的预防措施。尤其是刀具与工件的干涉可能导致故障,请告知应对方法。 

刀具干涉带来的不良影响如果使用刃径和柄径为同一尺寸的立铣刀进行深腔的侧面加工,则刀具或刀杆等非切削刃部位可能会与工件发生接触,结果导致加工时产生振动,造成刀具或工件的损伤。 

避免与工件干涉的刀具利用刃径大于柄径的刀具进行加工,可有效避免柄径的干涉。 
或者在柄径上设置颈部避让部位,可获得同等效果。
 



欲省去挖槽加工时钻预置孔的加工
想不通过钻预置孔就能进行挖槽加工,请使用平头型立铣刀,切削方法大致有2种。
借助坡走加工或螺旋加工的方式切入后,再进行横向加工。该方式可确保在维持高速旋转的同时进行加工,因此加工底部浅、宽度大的腔槽时可缩短工时。并且由于能够避开立铣刀的中心刃而利用其外周刃实施加工,因此可有效提高刀具的使用寿命,取得良好的加工效果。
无需钻预置孔,通过纵深(钻削)加工切削至必要深度,然后进行复杂形状加工。该方式可确保在Z方向上获取较大的切深量,因此加工底部深、宽度小的型腔时,可缩短工时。并且由于加工时刀具刃尖会承受负载,因此必须使用应对纵深加工的专用刀具。
的加工方法必须根据使用刀具、型腔形状区分使用。


8、希望能加工出美观的内角圆弧R

加工深腔内角部的微小圆弧R时,刀具会发生颤振。要加工美观的内角圆弧R,应如何操作?


刃径尺寸的选择是要点

加工内角部位的圆弧R时,如果使用同尺寸的平头型立铣刀,会增加切削刃的接触长度,产生颤振等不良现象,因此推荐选用刃径为7080×2R尺寸的平头型立铣刀。


同时,提高切削速度,降低进给速度,选择最合适的夹持工具及尽量缩短刀具的伸出长度等,都是有效措施。

9、侧面加工时发生刀具干涉,令人头疼

如果侧面加工使用5轴加工中心,相对于工件任意改变刀具位置,那么就能够将刀具的伸出长度控制在最小范围。但是,在通常使用的3轴联动切削加工中,刀具的伸出长度加大,可能导致刀具的一部分会与工件表面发生接触,这就需要采取相应的预防措施。尤其是刀具与工件的干涉可能导致故障,请告知应对方法。 


刀具干涉带来的不良影响如果使用刃径和柄径为同一尺寸的立铣刀进行深腔的侧面加工,则刀具或刀杆等非切削刃部位可能会与工件发生接触,结果导致加工时产生振动,造成刀具或工件的损伤。 

避免与工件干涉的刀具利用刃径大于柄径的刀具进行加工,可有效避免柄径的干涉。 
或者在柄径上设置颈部避让部位,可获得同等效果。
 




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