提高數(shù)控銑床切削加工工藝的四個(gè)技巧，你都掌握了嗎？

　　對(duì)于數(shù)控銑加工零部件而言，工件成品的質(zhì)量至關(guān)重要，對(duì)于數(shù)控銑床切削加工而言，刀具選擇以及對(duì)切削用量的有效確定都是十分關(guān)鍵的內(nèi)容。為確保加工過(guò)程滿足標(biāo)準(zhǔn)，作為編程工作人員而言，必須準(zhǔn)確地掌握選擇刀具與確定切削用量的基本原則，與此同時(shí)，各零件加工過(guò)程的特點(diǎn)同樣也是應(yīng)高度重視的內(nèi)容。

　　1、數(shù)控銑加工如何選擇刀具

　　數(shù)控銑床對(duì)于配套刀具有較高的要求，刀具必須具備高精度、高強(qiáng)度、高剛性的特點(diǎn)，并且能夠便捷地進(jìn)行安裝調(diào)整。不同的刀具具有長(zhǎng)短不同的刀柄及刀頭形狀，在選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到銑床的安裝加持能力、工件的材料特性、加工方式等諸多因素，在充分滿足其他條件的前提下盡量選擇刀柄短的刀具，從而最大限度地提升刀具的剛度，滿足加工精度的要求，延長(zhǎng)刀具使用壽命。

　　1.1 常見(jiàn)的銑刀種類

　　由于加工工件的材料和形式多種多樣，所以，銑刀的種類和形式也各不相同。目前，各類銑刀通常根據(jù)材料、結(jié)構(gòu)或刀頭形狀來(lái)進(jìn)行分類。根據(jù)材料的不同，銑刀可以分為高速鋼刀具、合金鋼刀具、金剛石刀具、陶瓷刀具和立方氮化硼刀具等[1]。不同材料的刀具有不同的硬度和剛性，適用于不同材質(zhì)工件的加工。按照刀具的結(jié)構(gòu)，也可以將銑刀分為整體式刀具和鑲嵌式刀具，其中的鑲嵌式刀具又可以分為焊接式和機(jī)夾式。根據(jù)刀頭形狀，又可以將銑刀分為球頭刀、平底刀、錐度刀、T形刀等。

　　1.2 影響銑刀選擇的因素

　　數(shù)控銑加工是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的操作，選擇銑刀時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到加工材料的性能和特點(diǎn)，諸如有色金屬、黑色金屬、復(fù)合材料、高分子材料在刀具的選擇上都各不相同，另外，材料的硬度、韌性、剛度、耐磨性等屬性也應(yīng)當(dāng)考慮在內(nèi)。另外，數(shù)控銑加工的主要加工能力依靠數(shù)控機(jī)床提供，因此，在選擇刀具的過(guò)程中也應(yīng)當(dāng)考慮到數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，盡量減少刀具的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多道工序。

　　1.3 數(shù)控銑床常見(jiàn)刀具的用途

　?。?）立銑刀：這類刀具適合于在工件表面進(jìn)行凸臺(tái)或凹槽等形狀的加工，也可用于開(kāi)粗、光整以及清根等加工操作。

　?。?）鍵槽銑刀：這類銑刀顧名思義，比較適合于在工件上加工各種腔槽、鍵槽形狀。

　　（3）球刀：這類刀具比較適合切削量較小的表面光整加工，由于切削量小，效率較低，一般不用于大塊形狀的處理。

　?。?）面銑刀：主要用于加工大面積平面工件。

　　1.4 實(shí)踐中刀具選擇的原則

　　總的來(lái)說(shuō)，在銑刀的選擇上，應(yīng)當(dāng)以便于安裝調(diào)整、保證工件的加工精度、延長(zhǎng)刀具使用壽命為基本原則，在保證加工質(zhì)量和效率的前提下，盡量選擇刀柄較短的刀具，從而提高刀具的工作剛度，延長(zhǎng)刀具的使用壽命。工件的幾何形狀是銑刀選擇時(shí)的一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，加工不同形狀的工件對(duì)于銑刀的種類、刀頭的形狀都有著不同的要求，如果選擇不當(dāng)，將會(huì)嚴(yán)重影響工件的加工質(zhì)量，甚至出現(xiàn)大量殘次品，造成損失。

　　2、 數(shù)控銑加工的切削量確定

　　數(shù)控銑加工中對(duì)工件的加工是通過(guò)不同方向的切削來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不同的切削量對(duì)工件加工的速度、質(zhì)量以及刀具的使用壽命都有著重大的影響。切削量主要包括切削速度、背吃刀量、側(cè)吃刀量等指標(biāo)。針對(duì)不同的情況應(yīng)當(dāng)選用不同的切削量，以工件的加工精度和表面光潔度為主要標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)科學(xué)的計(jì)算設(shè)置切削量，以求達(dá)到加工質(zhì)量、效率和減少刀具損耗三者的平衡。

　　2.1 確定切削速度

　　切削速度的選擇需要考慮工件硬度、刀具材料、刀具壽命等諸多因素，在進(jìn)行粗加工操作時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低切削速度，因?yàn)榇藭r(shí)的切削深度通常較大，一旦選擇較高的切削速度將會(huì)產(chǎn)生較高的工作溫度，降低刀具的使用壽命。相反，在進(jìn)行精加工作業(yè)時(shí)可以適當(dāng)提高切削速度，保證工件表面精度和工作效率。

　　2.2 確定給進(jìn)速度

　　給進(jìn)速度是關(guān)系到加工效率的一個(gè)重要指標(biāo)，指的是每分鐘切削的深度，一般在 100 至 200 毫米之間。在使用高速鋼刀具或進(jìn)行深孔加工操作的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況降低給進(jìn)速度，一般保持在每分鐘 20 毫米至 50 毫米左右。

　　2.3 吃刀量的確定

　　背吃刀量（側(cè)吃刀量）的確定關(guān)系到加工的操作安全以及刀具與機(jī)床的使用壽命，如果吃刀量過(guò)大，就有可能產(chǎn)生撞刀事故，損壞刀具或機(jī)床。但是，在一定范圍內(nèi)選擇可以承受的最大吃刀量能夠減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。

　　3 、關(guān)于數(shù)控銑床切削加工工藝解構(gòu)

　　3.1 粗加工工藝

　　生產(chǎn)效率的全面提升是選擇使用粗加工工藝的重點(diǎn)。所謂的粗加工，具體指的就是單位時(shí)間范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的最大材料切除率，具體指的就是毛坯面加工余量，盡可能確保毛坯形狀以及尺寸和成品相近。一般來(lái)講，材料經(jīng)過(guò)粗加工以后，即可形成半精準(zhǔn)度工件的輪廓。在整個(gè)過(guò)程中，速度占據(jù)重要地位，選擇使用直徑較大的刀具操作，不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的全面提升，還能夠規(guī)避刀具磨損的幾率。對(duì)于數(shù)控銑床而言，所控制的只是三個(gè)坐標(biāo)當(dāng)中的任意兩坐標(biāo)，能夠達(dá)到二維控制的目的。

　　3.2 半精加工工藝

　　與粗加工不同的是，半精加工更加注重效率與質(zhì)量的有機(jī)協(xié)調(diào)。工件在經(jīng)過(guò)半精加工以后，其表面應(yīng)較為光滑且余量保持均勻。而且這一過(guò)程的目的就是為精加工的開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以期達(dá)到次要表面加工的目標(biāo)。需要注意的是，在實(shí)際的加工過(guò)程中，盡可能將零件表面多余的材料予以有效地切除，確保加工零件的表面處于平整的狀態(tài)，最終滿足精準(zhǔn)度的標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　3.3 清角加工工藝

　　工件清角的加工工藝，要求的并不是加工速度，而是將模具表面統(tǒng)一性以及協(xié)調(diào)性作為重點(diǎn)。需要注意的是，工件清角加工的目的就是將多余材料予以全面清除，為后期精加工操作的開(kāi)展做出有效地鋪墊，進(jìn)一步推動(dòng)精加工工作的全面開(kāi)展。若將直徑較小的刀具應(yīng)用在此過(guò)程中，很難一次完成切削作業(yè)，所以要進(jìn)行不低于兩次的切削加工，在滿足具體要求的情況下才能夠停止。但是，刀具直徑不應(yīng)當(dāng)超過(guò)精加工刀具的直徑。

　　3.4 精加工工藝

　　精加工工藝是最后一道加工工藝，要求各零件尺寸精度、表面粗糙度與形狀精度等方面要符合圖紙要求。通常來(lái)講，在精加工表面會(huì)預(yù)留特定余量，主要的目的就是確保切削的時(shí)候刀刃能夠處于平穩(wěn)狀態(tài)，盡可能降低工件加工的誤差，確保表現(xiàn)效果達(dá)標(biāo)。在精加工的過(guò)程中，需選擇使用直徑較小的加工刀具。最佳的精加工工序如下：加工外部輪廓→加工凸起部位→加工階梯面與自由型面→加工凹陷→加工其他的低輔助面。

　　在模具制造過(guò)程中，對(duì)于曲面類型芯、型腔的高速精加工，需要注意的內(nèi)容具體表現(xiàn)在：切削的時(shí)候，需保證刀具與工件接觸點(diǎn)能夠跟隨加工表面所具備的曲面斜率以及選擇刀具半徑的轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)出相對(duì)應(yīng)的變化。

　　若所需加工模具的曲面具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，必須保證能夠在一道工序當(dāng)中一次性完成，有效地減少下刀次數(shù)，將模具表面進(jìn)行有效地保存。除此之外，在切削的過(guò)程中，要確保刀具進(jìn)給的方向以圓弧形呈現(xiàn)出來(lái)，使得切削面連續(xù)且流暢，具有一定的平穩(wěn)性特征。最后，在實(shí)際加工的過(guò)程中，應(yīng)盡可能規(guī)避加工停頓情況的發(fā)生，一旦停刀突然很容易導(dǎo)致模具的表面出現(xiàn)微量的形變問(wèn)題，最終對(duì)加工的精準(zhǔn)度產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至還會(huì)在停刀的位置出現(xiàn)凹痕，進(jìn)而影響其表面質(zhì)量。

　　4、數(shù)控銑床切削加工工藝的有效改進(jìn)

　　4.1 改進(jìn)粗加工工藝的方式

　　首先，可以借助加工仿真軟件對(duì)切削面面積進(jìn)行準(zhǔn)確地計(jì)算，同時(shí)還要對(duì)被切削材料切削率予以相應(yīng)的計(jì)算。只有這樣，進(jìn)行切削的時(shí)候，才能夠確保刀具載荷以及磨損率始終處于平衡，在進(jìn)一步強(qiáng)化加工質(zhì)量的同時(shí)盡可能降低刀具磨損幾率。

　　其次，數(shù)控銑床在實(shí)際切削中，刀具盡可能選擇斜向下刀切入或是切出方式進(jìn)行。同時(shí)，對(duì)于加工模具型腔同樣要有效地規(guī)避垂直地切入與切出問(wèn)題的發(fā)生。若條件允許，盡可能選擇螺旋切削的方式，進(jìn)而有效地降低刀具載荷量。

　　再次，若要求對(duì)大余量零件進(jìn)行加工，應(yīng)借助攀爬式的方式。這種方式最突出的優(yōu)勢(shì)就是可以實(shí)現(xiàn)切削力的有效降低，確保切削硬化的程度得到適當(dāng)?shù)馗纳?，?shí)現(xiàn)切削產(chǎn)生熱量的減少，確保零件切削的實(shí)際質(zhì)量得以全面增強(qiáng)。

　　最后，數(shù)控銑床切削的時(shí)候，不要對(duì)刀具進(jìn)給的方向進(jìn)行突然地轉(zhuǎn)變，否則會(huì)直接影響切削的速度，最終使切削質(zhì)量明顯下降，并引發(fā)殘留亦或是過(guò)切的情況，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)不可估量的安全事故。

　　4.1.1 改進(jìn)半精加工工藝的方式

　　對(duì)半精加工工藝的改進(jìn)，切削間距與公差值十分重要。為確保切入穩(wěn)定，必須嚴(yán)格遵循以上順序，盡可能規(guī)避對(duì)于刀具產(chǎn)生的損傷。另外，要確保切削的連續(xù)性，合理安排好加工工序，以免引發(fā)頻繁退刀亦或是換刀的情況。

　　圖2 通用型數(shù)控銑床切削程序設(shè)計(jì)

　　4.1.2 改進(jìn)清角加工工藝的方式

　　工件表面在半精加工的基礎(chǔ)上相對(duì)均勻，然而，凹陷型面位置加工余量仍然較大。一旦加工的余量均勻性較差，必然會(huì)影響切削的穩(wěn)定性，甚至?xí)?duì)加工的最后精度帶來(lái)直接的影響。因此，必須安排合理的清角工序以切除多余材料。

　　4.1.3 改進(jìn)精加工工藝的方式

　　精加工工藝對(duì)質(zhì)量與精準(zhǔn)度的要求很高，所以必須對(duì)切削程序予以優(yōu)化設(shè)計(jì)，以免出現(xiàn)垂直下刀與大量抬刀問(wèn)題，盡可能規(guī)避損傷零件的表面。另外，在精銑的過(guò)程中，應(yīng)采用順銑的方式，以免出現(xiàn)滑行問(wèn)題。對(duì)走刀路線的選擇也應(yīng)當(dāng)高度重視加工變形問(wèn)題，如果有必要，盡量增加走刀的次數(shù)。最重要的就是要保證走刀路線的最優(yōu)化。