淺談數(shù)控立銑刀的正確使用

立銑刀用于在銑床上進(jìn)行開槽和加工精密外型部件的操作。正確的選擇和使用立銑刀，對于整個(gè)加工過程來說，至關(guān)重要。立銑刀的材料和設(shè)計(jì)樣式多種多樣，要根據(jù)具體的操作來適當(dāng)選擇。另外，刀具還有多種多樣的外涂膜層，用以延長刀具壽命，降低操作溫度，起到冷卻作用。立銑刀在加工過程中的彎曲變形是造成工件加工誤差的最主要原因之一。立銑刀彎曲變形程度，取決于刀具剛性的大小:剛性越小，刀具越容易產(chǎn)生變形，也容易產(chǎn)生切削振動(dòng)，因而造成工件加工精度下降，工件表面粗糙度差。影響立銑刀剛性大小的因素有刀具的直徑大小、螺旋槽數(shù)量、立銑刀懸伸量等。在銑削加工中心上銑削復(fù)雜工件時(shí)，數(shù)控立銑刀的使用應(yīng)注意以下問題。

一、立銑刀的裝夾

刀具要緊緊地固定在刀架上，這一點(diǎn)非常重要，如果固定不牢，會(huì)使切削效果變糟而且不穩(wěn)定。最佳的固定法是將刀具安裝與其同一中心的刀架上。加工中心用立銑刀大多采用彈簧夾套裝夾方式，使用時(shí)處于懸臂狀態(tài)。在銑削加工過程中，有時(shí)可能出現(xiàn)立銑刀從刀夾中逐漸伸出，甚至完全掉落，致使工件報(bào)廢的現(xiàn)象。其原因一般是因?yàn)榈秺A內(nèi)孔與立銑刀刀柄外徑之間存在油膜，造成夾緊力不足所致。立銑刀出廠時(shí)，通常都涂有防銹油，如果切削時(shí)使用非水溶性切削油，刀夾內(nèi)孔也會(huì)附著一層霧狀油膜。當(dāng)?shù)侗偷秺A上都存在油膜時(shí)，刀夾很難牢固夾緊刀柄，在加工中立銑刀就容易松動(dòng)掉落。所以，在立銑刀裝夾前，應(yīng)先將立銑刀柄部和刀夾內(nèi)孔用清洗液清洗干凈，擦干后再進(jìn)行裝夾。立銑刀的直徑較大時(shí)，即使刀柄和刀夾都很清潔，還是有可能發(fā)生掉刀事故，這時(shí)應(yīng)選用帶削平缺口的刀柄和相應(yīng)的側(cè)面鎖緊方式。立銑刀夾緊后，可能出現(xiàn)的另一問題是加工中立銑刀在刀夾端口處折斷，其原因一般是因?yàn)榈秺A使用時(shí)間過長，刀夾端口部已磨損成錐形所致，此時(shí)應(yīng)更換新的刀夾。

二、立銑刀的振動(dòng)

由于立銑刀與刀夾之間存在微小間隙，所以在加工過程中，刀具有可能出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)會(huì)使立銑刀圓周刃的吃刀量不均勻，且切擴(kuò)量比原定值增大，影響加工精度和刀具使用壽命。但是，當(dāng)加工出的溝槽寬度偏小時(shí)，也可以有目的地使刀具振動(dòng)，通過增大切擴(kuò)量來獲得所需槽寬，但這種情況下應(yīng)將立銑刀的最大振幅限制在0.02mm以下，否則無法進(jìn)行穩(wěn)定的切削。在正常加工中，立銑刀的振動(dòng)越小越好。

當(dāng)出現(xiàn)刀具振動(dòng)時(shí)，應(yīng)考慮降低切削速度和進(jìn)給速度，如兩者都已降低40%后仍存在較大振動(dòng)，則應(yīng)考慮減小吃刀量。如果加工系統(tǒng)出現(xiàn)共振，其原因可能是切削速度過大、進(jìn)給速度偏小、刀具系統(tǒng)剛性不足、工件裝夾力不夠以及工件形狀或工件裝夾方法等因素所致，此時(shí)應(yīng)采取調(diào)整切削用量、增加刀具系統(tǒng)剛度、提高進(jìn)給速度等措施。

三、立銑刀的端刃切削

在模具等工件型腔的數(shù)控銑削加工中，當(dāng)被切削點(diǎn)為下凹部分或深腔時(shí)，需加長立銑刀的伸出量。如果使用長刃型立銑刀，由于刀具的撓度較大，易產(chǎn)生振動(dòng)并導(dǎo)致刀具折損。因此，在加工過程中，如果只需刀具端部附近的刀刃參加切削，則最好選用刀具總長度較長的短刃長柄型立銑刀。在臥式數(shù)控機(jī)床上使用大直徑立銑刀加工工件時(shí)，由于刀具自重所產(chǎn)生的變形較大，更應(yīng)該注意端刃切削容易出現(xiàn)的問題。在必須使用長刃型立銑刀的情況下，則需大幅度降低切削速度和進(jìn)給速度。

四、切削參數(shù)的選用

切削速度的選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì);進(jìn)給速度的選擇主要取決于被加工工件的材質(zhì)及立銑刀的直徑。國外一些刀具生產(chǎn)廠家的刀具樣本附有刀具切削參數(shù)選用表，可供參考。但是，切削參數(shù)的選用同時(shí)又受機(jī)床、刀具系統(tǒng)、被加工工件形狀以及裝夾方式等多方面因素的影響，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整切削速度和進(jìn)給速度。

當(dāng)以刀具壽命為優(yōu)先考慮因素時(shí)，可適當(dāng)降低切削速度和進(jìn)給速度;當(dāng)切屑的離刃狀況不好時(shí)，則可適當(dāng)增大切削速度。

五、切削方式的選擇

采用順銑，有利于防止刀刃損壞，提高刀具壽命。但是，需要注意以下兩個(gè)方面:第一，采用普通機(jī)床加工，應(yīng)設(shè)法消除進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙;第二，當(dāng)工件表面殘留有鑄、鍛工藝形成的氧化膜或其它硬化層時(shí)，宜采用逆銑。

六、硬質(zhì)合金立銑刀的使用

高速鋼立銑刀的使用范圍和使用要求較為寬泛，即使切削條件的選擇略有不當(dāng)，也不至出現(xiàn)太大問題。硬質(zhì)合金立銑刀雖然在高速切削時(shí)具有很好的耐磨性，但它的使用范圍不及高速鋼立銑刀廣泛，且切削條件必須嚴(yán)格符合刀具的使用要求。

(作者單位:山東省濟(jì)寧市技術(shù)學(xué)院)