设计与精密加工之切削知识二

2017-03-26


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70~80%×2R尺寸的平头型立铣刀。

●(例)内角部位R1的圆弧精加工

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。


10、如何加工正公差的沉孔?加工沉孔时除了使用正公差的平头型立铣刀,还有别的方法吗?

使用正公差立铣刀进行轮廓切削进行与钻头同样的深入切削时,必须要用正公差立铣刀。另一方面,使用刀具直径比孔径小的立铣刀,从孔的中心部位螺旋形地移动刀具,采用轮廓切削加工沉孔面时,可轻松加工出任意尺寸的沉孔直径。此时预先测量立铣刀直径,采用刀具补偿法进行切削,即可实现高精度的加工。

11、加工各种T型槽时,希望提高加工精度,缩短加工时间。T型槽的加工使用高速钢的T型槽铣刀时,刀具易发生颤振,加工精度难以保证。 而且槽的底面和侧面有指定的形状和尺寸,加工很费时间,伤透脑筋。有什么方法能提高加工精度及缩短加工时间?

使用硬质合金T型槽铣刀的切削加工

高速钢与硬质合金相比,具有韧性强、不易折断的优点,但容易弯曲及发生颤振。为了提高加工精度,使用硬质合金T型槽铣刀,能有效抑制颤振。
T型槽的底面和侧面有指定的形状、尺寸时,使用可指定形状、尺寸的T型槽铣刀就可缩短加工时间。此时,为了满足加工精度
的要求,推荐使用硬质合金T型槽铣刀。


12、平头型立铣刀的尖角型、尖角保护型有什么区别?在产品目录中,平头型立铣刀有尖角型、尖角保护型2种类型,请问两者之间有什么区别?如何区分使用?

尖角型、尖角保护型的不同点

尖角型的刃尖先端带有刀刃,切削性能因此增强。而尖角保护型则保留着刃尖先端部的厚度。因此,与尖角型相比,尖角保护型的刃尖强度有所增强。您可根据具体使用条件选择2种刃尖类型中的1种加以使用。

尖角型工件清角时使用。 拐角部的切削锋利性好,但刀刃容易崩刃。 碳素钢和调质钢也能使用,尤其广泛应用于铝材等非铁材质的加工。对于高硬度的工件,因容易崩刃而无法适用。 刃尖放大图
尖角保护型拐角部的刚性高,刀刃不易缺损。 拐角部的切削锋利度稍低。 刃尖放大图

13、对于不同螺旋角的立铣刀,应该如何区分使用?立铣刀的螺旋角可分为30o45o50°等,种类丰富多样。那么如何区分使用才好呢?

螺旋角的作用立铣刀的螺旋角越大,工件与切削刃的接触长度就越长。这样可以降低单位长度切削刃所承受的负载,因此可延长刀具寿命。但同时,切削阻力会变大,因此必须考虑采用夹持刚性高的刀柄。

小螺旋角型立铣刀 大螺旋角型立铣刀 切削刃长(蓝线部分长度)=> 短 切削刃长(红线部分长度)=> 长

螺旋角的选择

对于不锈钢类导热率较低且对刃尖受热影响较大的难切削材料,采用大螺旋角型立铣刀进行切削,有助于延长刀具寿命。此外,精加工面的特性因螺旋角而发生改变。例如,需进行平滑精加工时,有时也可使用大螺旋角型立铣刀。
但是,使用大螺旋角型立铣刀时,切削阻力会增大、右螺旋角刀具向外脱出的力也会变大,因此必须采取相应措施,如使用夹持刚性高的刀柄。
虽然可确保刀具的刚性,但在薄板加工等工件刚性较低的情况下,有时也会使用小螺旋角型立铣刀。

14、对于刃数、刃长不同的立铣刀,应该如何区分使用?在产品目录中登载着不同刃数、不同刃长的立铣刀,很难进行选择。那么,如何区分选择才好呢?

刃数的选择

根据立铣刀的切削方式来选择刃数。例如,在进行切削宽度与刀具直径相同的沟槽切削时,需要较大的容屑槽,此时一般选择2刃立铣刀。而在进行切削宽度较小的侧面切削时,应优先考虑刀具刚性,选择多刃型立铣刀。

沟槽切削

侧面切削

横向切削宽度与刀具直径相同=>需要大容屑槽

横向切削宽度小=>优先考虑刀具刚性

刃长的选择

根据沟槽形状的深度等加工形状,选择最佳立铣刀刃长。如果注重再研磨的次数而选择刀刃过长的立铣刀时,会产生颤振,导致无法充分发挥立铣刀应有的特性,从而造成难以实现高精度的精加工面等不良影响。

15、小径立铣刀经常折断,令人头疼加工微细形状需使用小径立铣刀,但很容易发生崩刃和折损,令人头疼。那采取什么样的措施才得当呢?

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。

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。

采用最佳的切深量

小径立铣刀由于刚性低,过大的切深量会导致折断。发生折断时请减小切深量。
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。

16、侧面、沟槽和底面切削,希望能用一把刀具完成加工。如果每种加工都要换刀,刀具管理非常麻烦。有没有仅用一把就能加工多个工序的切削刀具?

螺旋角、刃数不同时的刀具特征

一般通用的2刃、4刃30°螺旋角刀具也可以用一把刀具进行侧面切削、沟槽切削和底面切削。但是2刃立铣刀进行侧面切削时,进给量不能太大,加工效率低。而4刃立铣刀进行沟槽切削时,外周的槽宽较窄,切屑难以排出。3刃立铣刀兼有2刃、4刃的优点,同时适合侧面、沟槽切削。

刀具横截面的比较


3刃立铣刀基于下述理由,使其兼具抑制颤振和刚性高的特点,其形状能同时适应侧面和沟槽切削。
第1,与偶数刃不同,切削刃对角线的另一边没有刀刃,因此其形状不易产生颤振。
第2,衡量刚性的指标是刃径的芯厚和保持刚性的形状。30°螺旋角平头型刀具的芯厚为65%,45°螺旋角立铣刀的芯厚大致标准为70%,通过形状设计提高了超过5°的芯厚刚性。


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