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選擇合適的銑削刀具，在面銑加工中采用滾動(dòng)切入法，以及在條件適合時(shí)用銑刀進(jìn)行孔加工，制造商可以在無(wú)需投資購買(mǎi)新設備的情況下，大幅提高生產(chǎn)能力，提高加工效率而節省大量時(shí)間和成本。

在選擇適合加工任務(wù)的銑刀時(shí)，必須考慮被加工零件的幾何形狀、尺寸和工件材質(zhì)的各種問(wèn)題。

銑刀主偏角

主偏角為切削刃與切削平面的夾角。主偏角對徑向切削力和切削深度影響很大。徑向切削力的大小直接影響切削功率和刀具的抗振性能。

銑刀的主偏角越小，其徑向切削力越小，抗振性也越好，但切削深度也隨之減小。

在銑削帶方肩的平面時(shí)選用 90°主偏角。該類(lèi)刀具通用性好，在單件、小批量加工中選用。由于該類(lèi)刀具的徑向切削力等于切削力，進(jìn)給抗力大，易振動(dòng)，因而要求機床具有較大功率和足夠的剛性。

在加工帶方肩的平面時(shí)，也可選用88°主偏角的銑刀。較之90°主偏角銑刀，其切削性能有一定改善。90°方肩銑刀進(jìn)行平面銑削的情況也十分常見(jiàn)。在某些情況下，這 種選擇有其合理性。銑削的工件形狀不規則，或鑄件表面會(huì )導致切深量發(fā) 生變化，方肩銑刀可能是最佳選擇。但在其他情況下，選用標準的45° 面銑刀可能會(huì )獲益更多。

當銑刀的切入角小于90°時(shí)，由于切屑變薄，軸向切屑厚度會(huì )小于 銑刀的進(jìn)給率，則銑刀切入角將對其適用的每齒進(jìn)給量產(chǎn)生很大的影響。

在面銑加工中，切入角為45°的面銑刀會(huì )使切屑變得更薄。隨著(zhù)切入角的減小，切屑厚度會(huì )小于每齒進(jìn)給量，而這反過(guò)來(lái)可以使進(jìn)給率提高到原來(lái)的1.4倍。 45°主偏角銑刀的徑向切削力大幅度減小，約等于軸向切削力，切削載荷分布在較長(cháng)的切削刃上，具有很好的抗振性，適用于鏜銑床主軸懸 伸較長(cháng)的加工場(chǎng)合。用該類(lèi)刀具加工平面時(shí)，刀片破損率低，耐用度高; 在加工鑄鐵件時(shí)，工件邊緣不易產(chǎn)生崩刃。

銑刀尺寸選擇

標準可轉位面銑刀直徑規格為Φ16～Φ630mm。銑刀的直徑應根據 銑削寬度、深度選擇，一般銑前深度、寬度越大，銑刀直徑也應越大。粗銑時(shí)，銑床銑刀直徑要小些;精銑時(shí)，銑刀直徑要大些，盡量包容工件整 個(gè)加工寬度，減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。

在對大型零件進(jìn)行面銑加工時(shí)，都是使用直徑較小的銑刀，這就為提高生產(chǎn)率留下了很大余地。在理想情況下，銑刀應有70%的切削刃參與切削。 用銑刀銑孔時(shí)，刀具尺寸變得尤為重要。相對于孔徑而言，銑刀的直徑太小，則加工時(shí)可能會(huì )在孔的中心形成 一個(gè)料芯。當料芯落下時(shí)，可能會(huì )損壞工件或刀具。銑刀直徑過(guò)大，則會(huì )損 壞刀具本身和工件，因為銑刀不在中心切削，可能會(huì )在刀具底部發(fā)生碰撞。

銑削方式選擇

改進(jìn)銑削加工的另一種方式是優(yōu)化面銑刀的銑削策略。在對平面銑削進(jìn)行加工編程 時(shí)，用戶(hù)必須首先考慮刀具切入工件的方式。通常，銑刀都是簡(jiǎn)單地直接切入工件(圖 1)。這種切入方式通常會(huì )伴隨很大的沖擊噪聲，這是因為當刀片退出切削時(shí)，銑刀所產(chǎn)生的切屑最厚所致。由于刀片對工件材料形成很大的沖擊，往往會(huì )引起振動(dòng)，并產(chǎn)生會(huì )縮短刀具壽命的拉應力。

圖1 面銑刀直接切入工件會(huì )引起振動(dòng)和產(chǎn)生拉應力

圖2 旋轉切入法可以減小振動(dòng)和作用于刀具的拉應力

一種更好的進(jìn)刀方式是采用滾動(dòng)切入 法，即在不降低進(jìn)給率和切削速度的情況 下，銑刀滾動(dòng)切入工件(圖2)。這意味著(zhù)銑刀必須順時(shí)針旋轉，確保其以順銑方式進(jìn)行加 工。這樣形成的切屑由厚到薄，從而可以減 小振動(dòng)和作用于刀具的拉應力，并將更多切削熱傳入切屑中。通過(guò)改變銑刀每次切入工 件的方式，可使刀具壽命延長(cháng)1-2倍。為了實(shí)現這種進(jìn)刀方式，刀具路徑的編程半徑應 采用銑刀直徑的1/2，并增大從刀具到工件的 偏置距離。

雖然滾動(dòng)切入法主要用于改進(jìn)刀具切入工件的方式，但相同的加工原 理也可應用于銑削的其他階段。對于大面積的平面銑削加工，常用的編程方式是讓刀具沿工件的全長(cháng)逐次走刀銑削，并在相反方向上完成下一次切削。 為了保持恒定的徑向吃刀量，消除振動(dòng)，采用螺旋下刀和滾動(dòng)銑削工件轉角相結合的走刀方式通常效果更好。

圖3 螺旋刀軌有助于消除振動(dòng)和延長(cháng)刀具壽命

機械師們對振動(dòng)引起的切削噪聲都很熟悉，它通常發(fā)生在刀具切入工件時(shí)，或刀具在吃刀狀態(tài)下進(jìn)行90°急劇轉向時(shí)。滾動(dòng)銑削工件轉角可以消除這種噪聲和延長(cháng)刀具壽命。一般來(lái)說(shuō)，工件的轉角半徑應為銑刀直徑的75%-100%，這樣可以縮短銑刀的吃刀弧長(cháng)和減小振動(dòng)，并允許采用更高的進(jìn)給率。

為了延長(cháng)刀具壽命，在面銑加工中，應盡量避免刀具從工件上的孔或中斷部位通過(guò)(如果可能的話(huà))。當面銑刀從工件上一個(gè)孔的中間通過(guò)時(shí)，刀具在孔的一側是順銑，而在孔的另一側是逆銑，這樣會(huì )對刀片造成很大沖擊。通過(guò)在對刀具路徑編程時(shí)繞過(guò)孔和凹腔，就可以避免發(fā)生這種情況。

順銑 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?逆銑

圖4

越來(lái)越多的制造商利用銑刀以螺旋插補或圓周插補方式來(lái)加工孔。雖然這種方法的加工速度比鉆孔略遜一籌，但對于許多加工來(lái)說(shuō)卻更具優(yōu)勢。

在不規則表面上鉆孔時(shí)，鉆頭可能很難沿中心線(xiàn)鉆入工件，從而導致鉆頭在工件表面發(fā)生偏移。此外，鉆頭每加工25mm的孔徑，就需要大約10馬力的功率，這就意味著(zhù)，在小功率機床上鉆孔時(shí)，可能達不到所需的最佳功率值。此外，某些零件上需要加工許多不同尺寸的孔，如果機床的刀庫容量有限，采用銑孔方式則可避免機床因更換刀具而頻繁停機。

用銑刀銑孔時(shí)，刀具尺寸變得尤為重要。如果相對于孔徑而言，銑刀的直徑太小，則加工時(shí)可能會(huì )在孔的中心形成一個(gè)料芯(圖5)。當該料芯落下時(shí)，可能會(huì )損壞工件或刀具。如果銑刀直徑過(guò)大，則會(huì )損壞刀具本身和工件，因為銑刀不在中心切削，可能會(huì )在刀具底部發(fā)生碰撞(圖6)。

圖5 銑孔時(shí)采用直徑太小的銑刀會(huì )在孔的中心形成可能會(huì )損壞刀具和工件的料芯

圖6 銑孔時(shí)采用直徑太大的銑刀會(huì )在刀具底部發(fā)生碰撞

為了延長(cháng)刀具壽命，在面銑加工中，應盡量避免刀具從工件上的孔或 中斷部位通過(guò)。當面銑刀從工件上一個(gè)孔的中間通過(guò)時(shí)，刀具在孔的一側是順銑，而在孔的另一側是逆銑，這樣會(huì )對刀片造成很大沖擊。通過(guò)在對刀具 路徑編程時(shí)繞過(guò)孔和凹腔，就可以避免發(fā)生這種情況。

通過(guò)選擇合適的銑刀角度，尺寸和進(jìn)刀方式，使刀具以振動(dòng)和拉應力最小的方式切入工件材料，并知道在哪種情況下銑孔比鉆孔加工更有效，制造商就能高效率、低成本地將工件毛坯加工成精美的零件。