| 圓角銑削工藝的研究應(yīng)用(1)
圓周銑削是通過銑刀的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)制造圓柱形表面的一種銑削工藝，近幾年來，由于加工中心和刀具制造技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了這種銑削工藝的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
目前，利用這種圓周銑削原理，已廣泛用于銑孔、銑內(nèi)（外）槽 、銑螺紋、倒角、銑環(huán)形端面和銑沉孔等多種不同的加工任務(wù)（圖1）。
圖1：圓周銑削工藝用于多種不同的加工任務(wù)
由于這種圓周銑削工藝具有加工效率高、工藝使用范圍廣以及可與其它加工工藝復(fù)合等優(yōu)點(diǎn)，使得這種圓周銑削工藝在工業(yè)生產(chǎn)中，特別在汽車工業(yè)中獲得愈來愈多的應(yīng)用。
實(shí)現(xiàn)銑刀的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是進(jìn)行圓周銑削的前提條件，在CNC加工中心上，既可通過X軸和Y軸的圓弧插補(bǔ)來實(shí)現(xiàn)銑刀的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，也可以通過X軸、Y軸和 Z軸的螺旋插補(bǔ)來實(shí)現(xiàn)銑刀的螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并通過CNC程序來實(shí)現(xiàn)各種不同的圓周銑削加工。目前，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)并配有精密數(shù)控系統(tǒng)的高動(dòng)態(tài)加工中心不僅能 降低圓周銑削的基本時(shí)間，并且提高了圓周銑削的加工精度，由此可通過圓周銑削加工來替代鏜孔加工和通過鉆銑螺紋替代傳統(tǒng)的攻絲。
應(yīng)用圓周銑削工藝進(jìn)行銑孔，基本上可采用兩種方式和兩種刀具。一種是采用在圓柱刀體上磨有螺旋形刀刃的圓周銑削刀具或采用在圓柱刀體上切向布置多個(gè)可轉(zhuǎn)位 刀片的圓周銑削刀具，這類刀具一般用于加工淺孔，銑孔時(shí)，主軸銑刀環(huán)繞Z軸作圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。另一種是采用裝有圓刀片或菱形或長方形刀片的多功能立銑刀，這 類刀具可用于加工不大于五倍刀具直徑的深孔，銑孔時(shí)，立銑刀作螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加工中心的X軸、Y軸和Z軸進(jìn)行聯(lián)動(dòng)（即三軸進(jìn)行螺旋插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)）。
采用第一種方法銑孔時(shí)，加工孔的圓柱度主要取決于銑刀制造的幾何精度。對(duì)于加工孔的形狀精度，無論是采用哪一種刀具進(jìn)行銑孔，主要決定于數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)精度。而加工孔的表面粗糙度與刀具的精度以及所選的切削參數(shù)有關(guān)。
圖2：采用立銑刀進(jìn)行銑孔
圖2是采用多功能立銑刀進(jìn)行銑孔的示意圖。銑孔時(shí)，旋轉(zhuǎn)的立銑刀繞Z軸作螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在一次工作行程中銑出所需大小的孔。例如，加工直徑為285mm的 孔，可采用160mm直徑的立銑刀，在無需換刀的情況下通過一次工作行程就可完成加工任務(wù)。這比傳統(tǒng)的鏜孔工藝可節(jié)省五道擴(kuò)孔工序，從而大大簡化了加工工 藝流程，并且可節(jié)省73%的加工時(shí)間。
采用圓周銑削工藝，既可進(jìn)行粗加工也可實(shí)現(xiàn)精加工，對(duì)于不通孔還可以銑出平底孔，階梯孔或錐孔，并且還可以在孔底的底面進(jìn)行圓周表面的圓周銑削加工。
銑孔總是采用多刃銑刀來實(shí)現(xiàn)的，這與通常采用單刃鏜刀的鏜孔工藝相比，銑孔可采用較大的背吃刀量，因而銑孔具有很高的加工效率，并且即使在斷續(xù)銑削相交孔時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生銑刀的抖動(dòng)。
目前，在采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速加工中心上，應(yīng)用圓周銑削工藝以40m/min的進(jìn)給速度加工汽車發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱的軸承座孔時(shí)，孔的不圓度可達(dá)到6μm。由于這樣良好的加工精度，這就完全可以免去后續(xù)的精加工工序。
利用圓周銑削原理可進(jìn)行銑螺孔和鉆銑螺紋，采用鉆銑螺紋工藝不僅可以簡化生產(chǎn)工藝流程，而且可大大縮短加工時(shí)間。
應(yīng)用圓周銑削原理加工螺紋孔時(shí)，既可以在預(yù)先加工出的螺紋底孔上銑削螺紋，也可以在沒有預(yù)先加工出螺紋底孔的實(shí)心材料上鉆銑出螺紋孔。 |
