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| 掌握这5项铣削因素，不止提高生产效率，还能盈利 |
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为了保证铣削工序的效率，需要考虑的因素很多，例如使用正确的铣削刀具、采用正确的直径和适当的齿数，以及采用正确的速度、进给率、轴向切深和径向切宽。但是，为了保证刀具应用的有效性，还有很多更加重要却往往被忽视的因素。提醒大家综合考虑决定生产效率和盈利能力的五大铣削因素：主偏角、齿距、铣刀位置、铣刀吃刀量和圆弧切入技巧。主偏角不同主偏角对于铣削效果的影响非常显著，如果采用90°铣刀作为面铣刀，往往只是因为它使用方便，但是其生产效率或成本效率不如45°铣刀。采用90°铣刀面铣零件，而不采用45°铣刀，其生产效率降低30％，而生产效率又直接影响到盈利能力。主要是，主偏角影响到金属去除率和刀具寿命。另外，因为主偏角减小，切屑厚度变薄，正因如此，存在增加进给率进行补偿的机会。现在，越来越多的加工车间使用小切深、高进给率来提高生产效率，通常使用主偏角很小的铣刀（例如10°），或使用能达到切屑变薄效果的圆刀片概念。与45°面铣刀相比，10°面铣刀因为切屑变薄到几乎只有90°铣刀的六分之一，所以进给量增加。如果这种策略导致切深不够大，可采用高进给率补偿效率的损失。主偏角为10°的大进给量铣刀，由于形成的切屑很薄，所以可采用非常高的工作台进给量。此外，轴向切削力较大，可以保证主轴的稳定性，限制振动，使得这些铣刀更适合长刀具悬伸和/或不稳定夹装应用。对于45°铣刀，这些通常是面铣的选择，因为它们较好的平衡径向切削力和轴向切削力，吃刀非常平稳。这些铣刀的振动低，适合短屑材料（例如灰口铸铁），这类材料在走刀结束时因为工件余量越来越少，如果径向力过大，容易发生崩边。如果采用90°铣刀作为面铣刀，往往只是因为它使用方便，但是其生产效率或成本效率不如45°铣刀。主偏角为10°的大进给量铣刀，由于形成的切屑很薄，所以还可采用非常高的工作台进给量。90°铣刀的主要应用是方肩铣削。在这种应用中，径向力主要产生在进给方向，最适合铣削容易出现振动的零件。另外，表面没有承受较大的轴向压力，这对铣削强度不大的结构件或薄壁件很有好处。必须注意，90°铣刀不能形成薄切屑，大切宽时编程的每齿进给率等于实际的最大切屑厚度。那么，圆刀片如何?圆刀片最适合高效重型粗加工和通用铣削。圆刀片特别适合加工钛合金和HRSA材料，但追求达到优质的表面精度时，效果不是最佳。这是因为主偏角在0~90°范围内变化，导致切削力随圆弧切削刃而发生变化，从而使压力也发生变化。圆刀片性能独特，其形成的切屑厚度随切深的变化而变化——切深越小，切屑越薄。所以，如果切深较小，必须提高进给率，才能保证合适的切屑厚度，提高生产效率。齿距通过增加切削刃口的数量，可增加工作台进给量，同时保持切削速度和每齿进给量不变（切削刃处不会发出较大的热量）。但是，齿距越密，排屑空间越小。另外，增加铣刀中刀片的数量，其缺点是如果夹装的刚度不够，对振动有负面影响。采用不等齿距铣刀可优化应用，选择正确的齿距也很重要，因为它会影响生产效率、稳定性和功率消耗。通常来说，有疏齿、密齿和超密齿三种齿距。疏齿铣刀的刀片数量较少。由于它们传递的切削力小，它们是不稳定工序的选择。满槽铣工序和长切屑ISO N材料最适合选用疏齿铣刀。密齿铣刀的刀片数量中等，等距设计或者不等距设计均可。它们是稳定工况通用粗加工的选择。带来的好处还包括可以高效率加工所有材料，而且不用担心容屑空间问题。一般来说，不等距铣刀（疏齿或密齿）最适合打破谐振，因此稳定性好。超密齿铣刀的刀片数量多，刀片均匀分布。超密齿铣刀最适合径向切宽小的应用、ISO K材料成屑短的较高进给率（粗加工和精加工）、ISO S材料的粗加工 因为采用圆刀片，切屑负荷均匀分布。铣刀位置铣刀切入工件的方式很重要。此时，首先需要考虑的是，切屑是如何形成的，因为这严重影响到刀具使用寿命。黄金法则是切屑由厚变薄（铣刀切出工件时，切屑厚度最薄）。这可省时省钱，保证加工过程的稳定性。相较而言，铣刀切出工件时的厚切屑可导致刃口失效，刀具使用寿命缩短。重要的是，正是铣刀位置决定了成屑状况。例如，在满槽铣时，铣刀完全切入工件后，生成的切屑厚度是从薄到薄。虽然铣刀切出工件时的切屑很薄，但这种方法有很多问题，因为热量无法排出，只能进入刀具或工件中 —— 而不是切屑，因为此处根本没有切屑。铣刀刃口切入工件时，切削刃只是磨擦材料，而不是剪切材料，这样会产生热量和振动。但是，通过优化铣刀位置，例如切宽达到铣刀直径的70%这种状况可得到大大改善，其效果是切入时时可以获得90％的最大切屑厚度、刀片上承受的应力小、减少摩擦、可顺铣、也可逆铣、形成由厚变薄的切屑，散热效果好，产生的刀片应力小。通过优化铣刀位置，这种状况可得到大大改善，其中吃刀量达到铣刀直径的70％。注意铣刀的切入工件方向一定要正确。如果不正确，即使铣刀切宽达到70％直径，反而可形成由薄变厚的切屑，也会出现切入工件时缩短刀具使用寿命，增加成本。铣刀吃刀量和圆弧切入技巧铣削零件时，建议使铣刀一直保持吃刀状态。铣刀频繁切入和切出，会缩短刀具使用寿命。为了解决这个问题，最重要的是正确的走刀路径和接触长度。连续吃刀也有一点需要提醒，那就是连续吃刀时突然的走刀方向变化会使刀片承受应力，而且形成切出时的厚切屑，因此建议在工件的拐角处也采用圆弧切削路径。直线进刀会导致表面光洁度差，噪声大。为了缓解这个矛盾，大多数情况下是减小进刀量，但是同时也降低了生产效率。这种情况的简单解决方案是把编程改为顺时针圆弧切入。使用这种平稳连续的切入方式，可延长刀具使用寿命，优化磨损模式。其铣刀切出时切屑薄，振动小。连续吃刀，顺时针圆弧切入，确保退刀时切屑较薄，减小振动，延长刀具使用寿命。在切入工件时，建议采用圆弧切入技巧，而在铣刀连续吃刀时，如需突然大幅度改变铣刀进给方向，则最好采用圆弧过渡。这些技巧可避免刀片承受大应力，从而不仅延长了刀具寿命，而且通过成屑由厚变薄，可改善零件的表面光洁度。使用圆弧切入技巧、正确的铣刀位置和连续吃刀，确保加工过程安全高效。End
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