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模具加工如何选择合适的铣刀和铣削方式

发布日期:2018-07-09 作者:河南建辉机械设备平安彩票 点击:

  模具加工是指成型和制坯工具的加工,此外还包括剪切模和模切模具。选择合适的铣削刀具,在面铣加工中采用滚动切入法,以及在条件适合时用铣刀进行孔加工,制造商可以在无需投资购买新设备的情况下,大幅提高生产能力,提高加工效率而节省大量时间和成本。郑州橡胶模具厂家教大家模具加工如何选择合适的铣刀和铣削方式

  

  在选择适合加工任务的铣刀时,必须考虑被加工零件的几何形状、尺寸和工件材质的各种问题。

  

  铣刀主偏角

  

  主偏角为切削刃与切削平面的夹角。主偏角对径向切削力和切削深度影响很大。径向切削力的大小直接影响切削功率和刀具的抗振性能。

  

  铣刀的主偏角越小,其径向切削力越小,抗振性也越好,但切削深度也随之减小。

  

  在铣削带方肩的平面时选用90°主偏角。该类刀具通用性好,在单件、小批量加工中选用。由于该类刀具的径向切削力等于切削力,进给抗力大,易振动,因而要求机床具有较大功率和足够的刚性。

  

  在加工带方肩的平面时,也可选用88°主偏角的铣刀。较之90°主偏角铣刀,其切削性能有一定改善。90°方肩铣刀进行平面铣削的情况也十分常见。在某些情况下,这种选择有其合理性。铣削的工件形状不规则,或铸件表面会导致切深量发生变化,方肩铣刀可能是zui佳选择。但在其他情况下,选用标准的45°面铣刀可能会获益更多。

  

  当铣刀的切入角小于90°时,由于切屑变薄,轴向切屑厚度会小于铣刀的进给率,则铣刀切入角将对其适用的每齿进给量产生很大的影响。

  

  在面铣加工中,切入角为45°的面铣刀会使切屑变得更薄。随着切入角的减小,切屑厚度会小于每齿进给量,而这反过来可以使进给率提高到原来的1.4倍。45°主偏角铣刀的径向切削力大幅度减小,约等于轴向切削力,切削载荷分布在较长的切削刃上,具有很好的抗振性,适用于镗铣床主轴悬伸较长的加工场合。用该类刀具加工平面时,刀片破损率低,耐用度高;在加工铸铁件时,工件边缘不易产生崩刃。

  

  铣刀尺寸选择

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  标准可转位面铣刀直径规格为Φ16~Φ630mm。铣刀的直径应根据铣削宽度、深度选择,一般铣前深度、宽度越大,铣刀直径也应越大。粗铣时,铣床铣刀直径要小些;精铣时,铣刀直径要大些,尽量包容工件整个加工宽度,减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。

  

  在对大型零件进行面铣加工时,都是使用直径较小的铣刀,这就为提高生产率留下了很大余地。在理想情况下,铣刀应有70%的切削刃参与切削。用铣刀铣孔时,刀具尺寸变得尤为重要。相对于孔径而言,铣刀的直径太小,则加工时可能会在孔的中心形成一个料芯。当料芯落下时,可能会损坏工件或刀具。铣刀直径过大,则会损坏刀具本身和工件,因为铣刀不在中心切削,可能会在刀具底部发生碰撞。

  

  郑州橡胶模具铣削方式选择

  

  改进铣削加工的另一种方式是优化面铣刀的铣削策略。在对平面铣削进行加工编程时,用户必须首先考虑刀具切入工件的方式。通常,铣刀都是简单地直接切入工件(图1)。这种切入方式通常会伴随很大的冲击噪声,这是因为当刀片退出切削时,铣刀所产生的切屑zui厚所致。由于刀片对工件材料形成很大的冲击,往往会引起振动,并产生会缩短刀具寿命的拉应力。

      

  一种更好的进刀方式是采用滚动切入法,即在不降低进给率和切削速度的情况下,铣刀滚动切入工件(图2)。这意味着铣刀必须顺时针旋转,确保其以顺铣方式进行加工。这样形成的切屑由厚到薄,从而可以减小振动和作用于刀具的拉应力,并将更多切削热传入切屑中。通过改变铣刀每次切入工件的方式,可使刀具寿命延长1-2倍。为了实现这种进刀方式,刀具路径的编程半径应采用铣刀直径的1/2,并增大从刀具到工件的偏置距离。

  

  虽然滚动切入法主要用于改进刀具切入工件的方式,但相同的加工原理也可应用于铣削的其他阶段。对于大面积的平面铣削加工,常用的编程方式是让刀具沿工件的全长逐次走刀铣削,并在相反方向上完成下一次切削。为了保持恒定的径向吃刀量,消除振动,采用螺旋下刀和滚动铣削工件转角相结合的走刀方式通常效果更好。  

   

  机械师们对振动引起的切削噪声都很熟悉,它通常发生在刀具切入工件时,或刀具在吃刀状态下进行90°急剧转向时。滚动铣削工件转角可以消除这种噪声和延长刀具寿命。一般来说,工件的转角半径应为铣刀直径的75%-100%,这样可以缩短铣刀的吃刀弧长和减小振动,并允许采用更高的进给率。

  

  为了延长刀具寿命,在面铣加工中,应尽量避免刀具从工件上的孔或中断部位通过(如果可能的话)。当面铣刀从工件上一个孔的中间通过时,刀具在孔的一侧是顺铣,而在孔的另一侧是逆铣,这样会对刀片造成很大冲击。通过在对刀具路径编程时绕过孔和凹腔,就可以避免发生这种情况。

  

  顺铣逆铣  

  

  越来越多的制造商利用铣刀以螺旋插补或圆周插补方式来加工孔。虽然这种方法的加工速度比钻孔略逊一筹,但对于许多加工来说却更具优势。

  

  在不规则表面上钻孔时,钻头可能很难沿中心线钻入工件,从而导致钻头在工件表面发生偏移。此外,钻头每加工25mm的孔径,就需要大约10马力的功率,这就意味着,在小功率机床上钻孔时,可能达不到所需的zui佳功率值。此外,某些零件上需要加工许多不同尺寸的孔,如果机床的刀库容量有限,采用铣孔方式则可避免机床因更换刀具而频繁停机。

  

  用铣刀铣孔时,刀具尺寸变得尤为重要。如果相对于孔径而言,铣刀的直径太小,则加工时可能会在孔的中心形成一个料芯(图5)。当该料芯落下时,可能会损坏工件或刀具。如果铣刀直径过大,则会损坏刀具本身和工件,因为铣刀不在中心切削,可能会在刀具底部发生碰撞  

    

  为了延长刀具寿命,在面铣加工中,应尽量避免刀具从工件上的孔或中断部位通过。当面铣刀从工件上一个孔的中间通过时,刀具在孔的一侧是顺铣,而在孔的另一侧是逆铣,这样会对刀片造成很大冲击。通过在对刀具路径编程时绕过孔和凹腔,就可以避免发生这种情况。

  

  通过选择合适的铣刀角度,尺寸和进刀方式,使刀具以振动和拉应力zui小的方式切入工件材料,并知道在哪种情况下铣孔比钻孔加工更有效,制造商就能高效率、低成本地将工件毛坯加工成精美的零件。

  

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