細(xì)長平行面的銑削方法

吳利紅

（陜西省機(jī)械高級技工學(xué)校，陜西 漢中 723003）

銑削平行面是銑床加工的基本工作內(nèi)容,也是進(jìn)一步掌握其他各種復(fù)雜表面的基礎(chǔ)。常下面以一實例來詳細(xì)介紹細(xì)長平行面的加工方法。

圖1

該零件的材料為(SUS304)不銹鋼，從圖1 看，要在直徑為3 的工件上銑削兩個小平行平面，長度為66.5mm.且平行度為。使用平口鉗（或者精密虎鉗）直接裝夾來完成平行面的銑削，由于平口鉗的鉗口間隙過大，工件直徑太小，接觸面積小等原因，很難保證該平行面的平行度。改變裝夾方法，選擇合理刀具和走刀路線實現(xiàn)細(xì)長平行面的加工。具體解決辦法如下：

1 刀具的選用

考慮到該材料硬度高，刀具需要截工件總長等因素的影響。高速鋼刀具不耐磨，不宜采用。該圖加工時刀具宜選用直徑是5-6 的合金立銑刀。刀具直徑過大會造成過多銑削夾具，（后面將會提到）其次直徑越大價格越高。

其次，兩平行平面的表面粗糙度要求是RA1.6.且在同一段時間內(nèi)3 齒刀具不耐磨，4 齒的刀具在使用過程中更平穩(wěn)持久一點。

2 平面銑削走刀路線

平面銑削過程中，刀具相對于工件的位置選擇將影響到切削加工的狀態(tài)和加工質(zhì)量，盡可能的是讓刀心軌跡在工件邊緣與中心線間。如圖2 所示。

圖2

圖3

3 平面銑削用量選擇

針對此圖，該工件平面的銑削量不大0.5mm。（單面量）且刀具為合金4 刃立銑刀。能夠提高轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)一刀完成粗精加工，保證表面加工質(zhì)量。根據(jù)加工經(jīng)驗和公式綜合考慮材料的加工性能和數(shù)控機(jī)床性能（廣數(shù)控980 系統(tǒng)）。其進(jìn)給速度υf是800mm/min 左右。主軸轉(zhuǎn)速確定在4000r/min。n=1000υc/（πD），υf=nf。

4 工件加工路線

根據(jù)圖1 尺寸，其編程不難，走刀路線簡單。首先定位刀具起點位置—截取總長—銑削第一小平面—確保平面長度（肩寬）—翻面銑第二小平面—確保平面長度（肩寬）。

5 工件的裝夾

工件裝夾的好壞是保證細(xì)長平面平行度的關(guān)鍵，在實際生產(chǎn)過程中采用以下兩種方案，進(jìn)行比較，確定保證細(xì)長平面尺寸精度的方法。

1）方案一

平口鉗裝夾工件，本身工件的直徑小，高速銑削工件容易飛出，并且直接裝夾難以保證細(xì)長平面平行度。故需要改良固定鉗口和活動鉗口。拆掉兩塊鉗口鐵，換上鋁鉗口（方便重修夾具）。工裝改制如圖3 所示。

下邊從力學(xué)的角度分析工件的受力情況及可能出現(xiàn)的問題。當(dāng)夾緊工件時，工件收到固定鉗口的反作用力F1，活動鉗口的加緊力F2，重力mg 和支持力F3。根據(jù)力學(xué)原理可以將F1 分解為向下的壓緊力F1cosα，此時該力具有將工件向下壓緊的趨勢，和向右的反作用力F1sinα。既可以得出：

圖4

圖5

F1cosα+mg=F3

F1sinα=F2

但是由于F1 和F2 兩個力的作用點不同，由圖4 工件外圓與兩鉗口切點的位置。勢必會產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的力矩(0.38F1sinα)。在實際生產(chǎn)過程中，夾緊力的大小尤為關(guān)鍵，產(chǎn)生兩種結(jié)果。

a）如果夾緊力過大，那么工件發(fā)生轉(zhuǎn)動的趨勢，銑出的工件將會存在平行度不好，造成一邊高一邊低。并且會使活動鉗口上表面產(chǎn)生變形，不利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

b）如果夾緊力太小，夾不緊工件，工件容易在夾具里打轉(zhuǎn)，造成工裝損壞，工件報廢等。

此方法與操作者的夾緊程度關(guān)系很大，夾緊力很難把握，不利于生產(chǎn)。

2）方案二

為了避免第一種方法所帶來的不便。我們改良活動鉗口，克服工件轉(zhuǎn)動，克服夾緊力的影響。使細(xì)長平面平行度能夠更好地控制。改制活動鉗口如圖5 所示。此時根據(jù)受力分析，F(xiàn)1 力矩為0.38，F(xiàn)4 力矩是0.35。

通過比較，方案二可以克服方案一帶來不能保證細(xì)長平面平行度和工件轉(zhuǎn)動。其次，當(dāng)?shù)谝幻婕庸ね瓿芍螅谝幻姹M可能的與夾具底面完全貼合，否則，接觸面積越小，對平行度的影響就越大。到底選擇多大的角度銑刀來改制鉗口？

a）α 變大，那么力矩就是Rcosα,當(dāng)α=90 時，相當(dāng)于沒有做夾具，直接平口鉗裝夾。

b）α 變小，那么力矩增大，力矩作用點也在變大，而我們需要銑削0.5mm 的量，厚度只剩下2mm.作用點到工件中心的距離就不能超過1mm。根據(jù)上訴分析和實際加工經(jīng)驗得出，角度銑刀選擇在55°到75°之間，固定鉗口留量較多，且作用點也比較合理，鉗口也不容易變形。從角度銑刀的規(guī)格來選，75°角度銑刀最合理。

6 編程原點的確定

以圖1 工件左端Φ3 端面作為工件編程原點。以左端Φ3 端面定位，保證肩寬，且也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。

7 編程（以廣數(shù)控980 為例，刀具直徑為6）

此程序調(diào)整細(xì)長平面厚度尺寸和肩寬尺寸在坐標(biāo)系中根據(jù)具體情況調(diào)整。

8 零件試切和正式加工

本文通過一個實例來詳細(xì)講解細(xì)長平面平行度的控制方法，不僅僅是刀具的選擇，切削用量的選擇，工藝安排合理性，還取決于工裝的改制和改良，和相關(guān)計算等。經(jīng)過方案一和方案二的比較，從生產(chǎn)效率和穩(wěn)定情況看，方案二優(yōu)于方案一。但還值得注意的一點是，夾緊力不能過大。在實際生產(chǎn)中，零件日產(chǎn)量高達(dá)1000 件，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時，讓我自己得到了鍛煉，從理論聯(lián)系到實際，解決問題，豐富了自己的經(jīng)驗。同時讓學(xué)生學(xué)到了更多知識。

［1］陳海魁.銑工工藝學(xué)[M].3 版.中國勞動社會保障出版社，2005.

［2］沈建峰.數(shù)控機(jī)床編程與操作[M].2 版.中國勞動社會保障出版社，2005.