數控加工中心平面銑削加工效率的影響

一、冷卻和涂層：

1)平面銑削是否要冷卻，存在爭議。當用一個(gè)大直徑面銑刀銑削時(shí)，冷卻液難以噴到整個(gè)銑刀。特別是銑削屬于斷續加工。刀片在頻繁地切入、切出，實(shí)際上冷卻液達不到刀尖，而是刀尖切入時(shí)被加熱，切出時(shí)被冷卻。這種很快地加熱、冷卻，極易引起熱裂紋。如果刀片出現裂紋，并且在切削時(shí)從刀片座中落下，刀體將會(huì )受到嚴重的損壞。

2)現代的刀具涂層能使溫度裂紋產(chǎn)生的概率大大降低，更加促進(jìn)了干式切削的發(fā)展。特別是TiAlN涂層刀具很適合于干式切削。因為當切入金屬時(shí)，切削的熱量使TiAlN表面發(fā)生化學(xué)變化，產(chǎn)生了更硬的物質(zhì)。

3)干式切削的優(yōu)點(diǎn)是，操作者可以看清切屑實(shí)際的形狀和顏色，為操作者提供了評定切削過(guò)程的信息，由于工件的化學(xué)成分不同，發(fā)出的信息也不一樣：當加工碳鋼時(shí)，形成暗褐色切屑，說(shuō)明采用切削速度適當;當速度進(jìn)一步提高，褐色切屑將變成藍色。如果切屑變黑，表明切削溫度過(guò)高，此時(shí)應降低切削速度。

4)不銹鋼的導熱率較低，其熱量不能很好地傳至切屑，所以加工不銹鋼應選用適當的切削速度，使切屑帶有淡淡的棕褐色。如果切屑變成深褐色，表明其切削速度已達高限度。有時(shí)，為避免刀瘤，加工不銹鋼切削熱又是需要的。另外，冷卻液會(huì )使切屑冷卻太快而熔合在刀片上，導致刀具壽命降低。

5)過(guò)高的進(jìn)給量會(huì )引起材料的堆積，而進(jìn)給量過(guò)低又會(huì )使刀具與工件發(fā)生摩擦，也會(huì )導致過(guò)熱。

6)干切的目標是調整切削速度與進(jìn)給量，使熱傳到切屑而不是工件或銑刀上。因此，應避免使用冷卻液，以便觀(guān)察飛濺的切屑，適當地調整主軸速度和進(jìn)給量。熱切屑意味著(zhù)熱量沒(méi)有傳到零件和刀具上，不會(huì )發(fā)生熱裂紋，從而延長(cháng)了刀具壽命。但當加工易燃性的材料(如鎂和鈦)時(shí)，應注意冷卻并備好滅火設施。

7)值得一提的是，當干切時(shí)，在螺紋/銑刀體的結合面應涂少量防止“咬死”(難以拆卸)的化合物也很重要，但要注意不要帶進(jìn)污物，否則會(huì )影響銑刀的安裝精度。

二、順銑和逆銑：

1)大多數平面銑削都是在帶有絲杠或滾珠絲杠的輕型機床上用逆銑方式來(lái)完成。但是，應盡量采用順銑，這樣會(huì )取得更好的加工效果。因為逆銑時(shí)，刀片切入前產(chǎn)生強烈摩擦，造成加工表面硬化，使下一個(gè)刀齒難以切入。當順銑時(shí)，應使銑削寬度大約等于2/3銑刀直徑，這可保證刀刃一開(kāi)始就能立即切入工件，幾乎沒(méi)有摩擦。如果小于1/2銑刀直徑，則刀片又開(kāi)始“摩擦”工件，因為切入時(shí)切削厚度變小，每齒進(jìn)給量也將因徑向切削寬度的變窄而減小。“摩擦”的結果使刀具壽命縮短，對于硬質(zhì)合金刀具，增加每齒進(jìn)給量和減小切削深度是比較有利的。所以粗銑時(shí)，若徑向切削寬度小于銑刀半徑時(shí)，增加走刀量，其刀具壽命將會(huì )提高，加工時(shí)間隨之縮短。當然，精銑需要工件表面光潔，所以應限制走刀量。

2)試調這一徑向銑削寬度，確定銑刀直徑與徑向銑削寬度之比的工作，在高精度機床上進(jìn)行，以便在調整比率的同時(shí)，觀(guān)察其工件表面粗糙度的變化。

三、銑削效率的評價(jià)：

面銑工作效率可以用多種方式衡量，一種是通過(guò)確定每分鐘金屬切除量，即：WOC(切削寬度)×DOC(切削深度)×FR(走刀量)。如：3(WOC)×0.150英寸(DOC)×3.5英寸/minFR=15.75立方英寸/分。金屬切除率表示的是切下的金屬體積，所用的機床功率能否達到這個(gè)切除率要取決于被加工金屬的硬度。因而有另外一種衡量方法，就是直接計算銑削所需動(dòng)率。它等于：金屬切除率×材料硬度系數。如：鋁硬度系數約為0.3，則所需功率為15.75×0.3=4.725(**);4140鋼硬度系數約為0.7，所需功率為15.75×0.7=11(**)，硬度系數可查有關(guān)手冊、資料。

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