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1、立式数控铣床常用铣刀的应用 立式数控铣床常加工的零件有平面轮廓类零件、空间曲面轮廓类零件和模具类零件等可用于零件的平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削等 立式数控铣床常用铣刀的应用【1】 摘要：本文主要介绍了立式数控铣床常用铣刀及其特点和用途为大家在实际生产中选用合适的铣刀加工零件提供参考 关键词：立式数控铣床面铣刀立铣刀键槽铣刀模具铣刀 一、立式数控铣床的常见形式和工作方式 立式数控铣床有小型和中型之分 小型数控铣床一般为立式升降台结构即机床的主运动和进给运动都是由工作台完成的;而中型立式铣床的主运动Z方向由主轴箱完成进给运动X和Y方向运动由工作台完成 由于立式数
2、控铣床一般都是三坐标机床根据可控制联动的坐标轴数分类立式数控铣床有三坐标联动数控铣床和两轴半坐标联动数控铣床 立式数控铣床常加工的零件有平面轮廓类零件、空间曲面轮廓类零件和模具类零件等可用于零件的平面铣削、平面型腔铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削等 二、立式铣床大平面加工常用刀具硬质合金可转位面铣刀 1.面铣刀的定义 立式数控铣床加工大平面类零件时一般选用面铣刀也称端铣刀 面铣刀有一个大直径的刀盘切削面积大切削效率高 面铣刀的主切削刃分布在铣刀周围的圆柱面和圆锥面上副切削刃分布在铣刀的端面上 2.硬质合金面铣刀的分类及应用 立式数控铣床最常用的面铣刀是硬质合金可转位面铣刀根据刀片
3、主偏角的不同分为45面铣刀、75面铣刀和90面铣刀等 45面铣刀由于振动小被经常使用可加工平面和斜面、倒角面等 用该类刀具加工平面时刀片破损率低耐用度高 75面铣刀的抗震性较90面铣刀有较大改善切削平稳、轻快在平面加工中应优先选用 该类面铣刀为通用型刀具适用范围较广可用于粗加工 90面铣刀既可加工台阶面又可加工平面但加工时振动大要求机床具有较大功率和足够的刚性一般用于薄壁件加工 3.面铣刀直径和齿数选择方法 面铣刀直径选择时主要需考虑刀具所需功率应在机床功率范围之内也可将机床主轴直径作为选取的依据 面铣刀直径可按公式D=1.5d(d为主轴直径)选取 在批量生产时也可按工件切削宽度的1.6倍选择
4、刀具直径 面铣刀有粗齿、中齿和细齿之分 粗齿齿数少容屑空间大刀齿强度大适合用于粗加工;中齿铣刀切削平稳应用广泛;细齿铣刀齿数多容屑空间小刀齿的强度小适合用于精加工 三、立式数控铣床轮廓加工常用刀具立铣刀 1.立铣刀的定义 立铣刀是数控铣床上利用率最高的刀具可以加工平面、零件轮廓和一些开口通槽和成形面等 立铣刀的形状是圆柱形的一般有三刃以上主切削刃分布在铣刀的圆柱面上端面上是副切削刃铣刀端面的形状有中心孔式或是开口式 2.立铣刀的螺旋角及其作用 立铣刀有左螺旋和右螺旋之分铣削刃也有左刃和右刃之分最常见的是右刃右螺旋 立铣刀圆柱表面上的刃可以是直刃也可以是螺旋刃 但直刃是断续切削振动大表面质量不好
5、;而螺旋刃是连续切削各刀齿沿切削刃逐渐切入和切出振动很小从而提高了切削过程的平稳性和工件的加工表面质量带有螺旋刃的立铣刀最常见 螺旋角一般有30和45两种 对于一些加工要求较低的工件一般用30螺旋角用大进给量、小转速 而如果零件要求质量较高就要选用45螺旋角用小进给量、大转速提高零件的表面质量 3.立铣刀的齿数选择 立铣刀的容屑槽随着刃数的增多而减小而刚性则相反刃数越多的立铣刀刚性越好而刚性影响着铣削时刀具的平稳性 所以一般将刀齿个数为36个的立铣刀用于粗加工而将刀齿个数为510个的立铣刀用于精加工 4.立铣刀的进给 立铣刀在应用时有一个禁忌即一般不能沿铣刀的轴向做进给运动而推荐沿铣刀的径向做
6、进给运动 但是如果改变加工方式也可以沿Z方向切深进刀 常见的进刀方式如下 (1)利用钻头和工艺孔进刀 先选用直径较小的钻头加工出工艺孔再用立铣刀进行Z向垂直切深进给 (2)利用螺旋进刀方法 数控铣床可以实现三轴联动螺旋线进刀使得Z向进刀和内轮廓加工自然平滑过渡一般不会产生加工刀痕因此这种方式得到广泛应用 (3)斜线进刀方法 采用三轴联动的斜线方式进刀利用立铣刀的端面刃切削从而避免了刀具的中心部分参与切削 但不足之处是这种进刀方式无法实现Z向进刀和内轮廓加工的平滑过渡容易产生加工痕迹 5.立铣刀的新成员硬质合金螺旋齿铣刀 硬质合金螺旋齿铣刀比普通立铣刀直径大在铣刀的圆周上开螺旋槽在一个刀槽中装上
7、两片或多片硬质合金刀片并使相邻刀齿间的接缝相互错开利用同一刀槽刀片之间的接缝作为分屑槽 这种铣刀的刀片多而且相互错开形同成熟的玉米俗称“玉米铣刀” 由于是由多个硬质合金刀片组成的螺旋刃因此“玉米铣刀”的强度高、切削力大多被用于粗加工可以有大的背吃刀量、大的进给量铣削效率很高 6.立铣刀的新成员波形刃铣刀 波形刃铣刀的刀刃为波形可以有效地减低切削阻力振动小铣削效率高 波形刃铣刀将狭长的切屑经波刃分割为又厚又短小的碎切屑排屑顺畅;波形刃能使切削刃的长度增大不仅有利于散热还可以更方便切削液渗入切削区冷却效果好可以用于精加工如图2所示 四、立式数控铣床槽类常用刀具键槽铣刀 键槽铣刀在外形上和立铣刀非常
8、相近只是键槽铣刀都是两刃刀具端面上没有中心孔端面的刀齿从外圆开至轴心螺旋角一般为30端面刀齿的强度高所以端面刀齿上的切削刃为主切削刃圆柱面上的切削刃为副切削刃 和立铣刀不同键槽铣刀既可以沿轴向进给也可以沿径向进给 槽铣刀因为只有两刃所以刚性没有立铣刀大 但是圆柱直径的精度和公差很严铣刀的整体精度较高这也使得在利用键槽铣刀铣削封闭圆头键槽时要选择和键槽直径相同的铣刀用铣刀的直径精度保证键槽的精度 在立式铣床刀具不够完备时我们可以用键槽铣刀做多个内容加工如平面、沟槽、轮廓等 这种方法经常在学生初学铣床对加工精度要求不是很高时使用 五、立式数控铣床加工模具常用刀具模具铣刀 在立式铣床上加工模具型腔和
9、三维成型面时要用到模具铣刀 模具铣刀按工作部分外形可分为圆柱形球头铣刀、圆锥形球头铣刀和圆锥形平头铣刀等几种一般常选用直径规格较小的模具铣刀可以灵活地加工模具上的一些曲面和有斜度的出模面等 模具铣刀的圆柱面、圆锥面和球面上的切削刃均为主切削刃在铣削中铣刀可以沿轴向和径向做进给运动 1.球头立铣刀 球头立铣刀以斜线铣或螺旋插补铣加工型腔适用于高速加工但因为球铣刀的球头的切削速度为0一般不推荐用球头铣刀轴向进给为保证加工精度顶端切削一般采用很小行距故球头铣刀常用于曲面的精加工 如图3所示 2.圆锥形铣刀 圆锥形铣刀的圆锥半角有3、7、10、30等 圆锥形模具铣刀在模具加工领域中应用很广泛其作为成型
10、刀具可以很方便地加工出斜面生产效率高编程简单 但要注意根据模具的出模角和斜面要求选用合适的铣刀如图4所示 六、普通立铣刀和钻铣刀的区别 普通立铣刀的端面中心有中心孔一般不能轴向进给 而钻铣刀虽属于立铣刀但有至少一对端面的切削刃是连在一起的即切削刃是过中心的兼具了钻头和立铣刀的功用所以可以轴向进给但应选择较低的切削进给速度 在一些数控比赛中经常使用这种新型钻铣刀加工效率和加工质量均较高 七、铣刀的选用 在实际数控铣削加工中要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能及加工余量等情况选择合适的刀具还要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应 如：虽然面铣刀、立铣刀都可以加工
11、平面但是如果平面的面积较大还是优先选用面铣刀 在平面零件周边轮廓的加工中一般选用立铣刀 加工毛坯表面或粗加工孔时可选取镶硬质合金刀片的“玉米铣刀” 槽的铣削开口槽或通槽用立铣刀和键槽铣刀均可如果是圆头封闭键槽要用键槽铣刀如果是圆底槽就要考虑球头铣刀了 参考文献： 1人力资源和社会保障部教材办公室.数控加工工艺学(第三版)M.北京：中国劳动社会保障出版社. 2邓建新赵军.数控刀具材料选用手册M.北京：机械工业出版社. 数控铣床工装夹具的设计及其应用【2】 【摘要】本文依据数控铣床的加工特征,给出了数控铣床工装夹具的具体设计方法,并且给出了数控铣床工装夹具的实际应用,有利于充分发挥数控铣床的加工潜
12、力 【关键词】数控铣床工装夹具设计应用 一般情况下,在机械加工过程中会使用到机床夹具,对于传统的机床夹具来说,其设计过程不仅具有详尽的资料而且具有成熟的经验作为人们的参考和借鉴 随着我们国家数控铣床的不断发展与应用,传统意义上的机械加工向着高效率、高适应性以及高精度的方向发展 然而,在实际应用中,有关于数控铣床工装夹具的设计内容非常少,本文依据数控铣床的加工特征,探讨数控铣床工装夹具的设计方法,有利于充分发挥数控铣床的加工潜力 1数控铣床工装夹具的设计 数控铣床主要是以压缩空气作为自身的动力,实现松开与夹紧刀具操作,方便于进行手动换刀,通常我们利用加工中心实现数控铣床的自动换刀过程 在加工过程
13、中,通过换刀能够实现逐次加工各种表面的功能,但是,在每一次进行换刀的时候都需要耗费许多时间,尤其是在自动换刀的过程中,会发生一些故障 因此,我们在符合加工要求之下,尽量减少换刀的次数,进而节省有用时间,提高数控铣床的可靠性 下面我们通过比较合理的数控铣床工装夹具设计方法,科学地调整施工工艺,最大程度地降低换刀的次数 如下图所示的工件,需要在立式的加工中心之上实现扩、铰a孔与b孔,原来的工装夹具的设计方法是每一次只装夹1个工件,该方法的加工工艺如下:换a孔扩孔刀、扩孔换b孔扩孔刀、扩孔换a孔铰刀、铰孔换b孔铰刀、铰b孔 从上面的加工工艺上看,每次对1个工件进行加工,就需要更换4次刀 我们现在依据工件所具有的外形的尺寸以及机床的行程,对工装夹具进行设计,将其设计成为每一次能够装夹有8个工件, 通过上面的加工工艺我们可以看到,对8个工件进行加工时只需要换4次刀,这极大地节省了辅助时间 2数控铣床工装夹具的实际应用 以下主要将该工装夹具使用于卧式的加工中心进行加工 2.1加工的具体要求 在本次加工的过程中,其基本工序需要具有铣面A、铣面B、扩、同轴孔1以及同轴孔2,然而,由于同轴孔1与同轴孔2所具有的中部孔径都比较小,因此,在实际的加工过程中,需要从两端实行加工
