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技術(shù)文章
提高銑刀加工效率的方法
閱讀：1261 發(fā)布時(shí)間：2013-8-15
銑刀是模具加工的主要刀具，其加工量約占模具切削加工總量的80%－90%，從而成為模具加工刀具的開發(fā)重點(diǎn)。近年來開發(fā)的一些銑刀新結(jié)構(gòu)已應(yīng)用于更多銑刀產(chǎn)品上，一些刀具制造商成系列地推出了采用新結(jié)構(gòu)的銑刀產(chǎn)品。金模刀具網(wǎng)研究員羅百輝表示，可斜坡走刀的銑刀，zui早是為加工模具型腔或內(nèi)封閉槽而開發(fā)的，它具有銑平面、銑型腔、銑孔等多種功能，非常適合模具加工工序集中的特點(diǎn)，可以減少換刀時(shí)間。
由于銑刀是切削加工中金屬切除量zui大的刀具，因此，提高銑削加工效率已成為銑刀創(chuàng)新的方向之一。為了幫助刀具用戶克服金融危機(jī)帶來的困難，從刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，提高刀具的經(jīng)濟(jì)性成為當(dāng)前銑刀新產(chǎn)品開發(fā)的特點(diǎn)之一。一種普遍采用的做法是，將可轉(zhuǎn)位刀片設(shè)計(jì)為雙面可用，使切削刃增加一倍。同時(shí)，還可以通過增加多邊形刀片的邊數(shù)來提高其經(jīng)濟(jì)性。用鈦合金作為刀體材料減輕了構(gòu)件的質(zhì)量，可提高刀具的破裂極限和極限轉(zhuǎn)速。但因?yàn)殁伜辖饘?duì)切口的敏感性，不相宜制造刀體，因此有的高速銑刀已采用高強(qiáng)度鋁合金來制造刀體。
1.減輕刀具質(zhì)量，減少刀具構(gòu)件數(shù)，簡化刀具結(jié)構(gòu)在刀體結(jié)構(gòu)上，應(yīng)留意避免和減小應(yīng)力集中，刀體上的槽（包括刀座槽、容屑槽、鍵槽）會(huì)引起應(yīng)力集中，降低刀體的強(qiáng)度，因此應(yīng)盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時(shí)，刀體的結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸，使重心通過銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙，并且要求重復(fù)定位性好。高速銑刀已廣泛采用HSK刀柄與機(jī)床主軸連接，較大程度地進(jìn)步了刀具系統(tǒng)的剛度和重復(fù)定位精度，有利于刀具破裂極限轉(zhuǎn)速的進(jìn)步。
2.改進(jìn)刀具的夾緊方式模擬計(jì)算和破裂試驗(yàn)研究表明，高速銑刀刀片的夾緊方法不答應(yīng)采用通常的摩擦力夾緊，要用帶*孔的刀片、螺釘夾緊方式，或用特殊設(shè)計(jì)的刀具結(jié)構(gòu)以防止刀片甩飛。刀座、刀片的夾緊力方向與離心力方向一致，同時(shí)要控制好螺釘?shù)念A(yù)緊力，防止螺釘因過載而提前受損。
3.進(jìn)步刀具的動(dòng)平衡性進(jìn)步刀具的動(dòng)平衡性對(duì)進(jìn)步高速銑刀的安全性有很大的匡助。由于刀具的不平衡量會(huì)對(duì)主軸系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)附加的徑向載荷，其大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比。設(shè)旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量為m，質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)體*的偏心量為e，則由不平衡量引起的慣性離心力F為：F=emω2=U（n/9549）2式中：U為刀具系統(tǒng)不平衡量（g·mm），e為刀具系統(tǒng)質(zhì)心偏心量（mm），m為刀具系統(tǒng)質(zhì)量（kg），n為刀具系統(tǒng)轉(zhuǎn)速（r/min），ω為刀具系統(tǒng)角速度（rad/s）。由上式可見，進(jìn)步刀具的動(dòng)平衡性可顯著減小離心力，進(jìn)步高速刀具的安全性。
隨著數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益普及，傳統(tǒng)的銑削加工方法已不能滿足數(shù)控銑削的要求，極大地制約了數(shù)控機(jī)床性能的充分發(fā)揮。全面、系統(tǒng)介紹現(xiàn)代銑削新技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用知識(shí)對(duì)于促進(jìn)現(xiàn)代銑削加工技術(shù)的進(jìn)步和普及應(yīng)用，提高銑削加工的技術(shù)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益具有重要價(jià)值，一定會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
由于銑刀是切削加工中金屬切除量zui大的刀具，因此，提高銑削加工效率已成為銑刀創(chuàng)新的方向之一。為了幫助刀具用戶克服金融危機(jī)帶來的困難，從刀具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，提高刀具的經(jīng)濟(jì)性成為當(dāng)前銑刀新產(chǎn)品開發(fā)的特點(diǎn)之一。一種普遍采用的做法是，將可轉(zhuǎn)位刀片設(shè)計(jì)為雙面可用，使切削刃增加一倍。同時(shí)，還可以通過增加多邊形刀片的邊數(shù)來提高其經(jīng)濟(jì)性。用鈦合金作為刀體材料減輕了構(gòu)件的質(zhì)量，可提高刀具的破裂極限和極限轉(zhuǎn)速。但因?yàn)殁伜辖饘?duì)切口的敏感性，不相宜制造刀體，因此有的高速銑刀已采用高強(qiáng)度鋁合金來制造刀體。
1.減輕刀具質(zhì)量，減少刀具構(gòu)件數(shù)，簡化刀具結(jié)構(gòu)在刀體結(jié)構(gòu)上，應(yīng)留意避免和減小應(yīng)力集中，刀體上的槽（包括刀座槽、容屑槽、鍵槽）會(huì)引起應(yīng)力集中，降低刀體的強(qiáng)度，因此應(yīng)盡量避免通槽和槽底帶尖角。同時(shí)，刀體的結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸，使重心通過銑刀的軸線。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙，并且要求重復(fù)定位性好。高速銑刀已廣泛采用HSK刀柄與機(jī)床主軸連接，較大程度地進(jìn)步了刀具系統(tǒng)的剛度和重復(fù)定位精度，有利于刀具破裂極限轉(zhuǎn)速的進(jìn)步。
2.改進(jìn)刀具的夾緊方式模擬計(jì)算和破裂試驗(yàn)研究表明，高速銑刀刀片的夾緊方法不答應(yīng)采用通常的摩擦力夾緊，要用帶*孔的刀片、螺釘夾緊方式，或用特殊設(shè)計(jì)的刀具結(jié)構(gòu)以防止刀片甩飛。刀座、刀片的夾緊力方向與離心力方向一致，同時(shí)要控制好螺釘?shù)念A(yù)緊力，防止螺釘因過載而提前受損。
3.進(jìn)步刀具的動(dòng)平衡性進(jìn)步刀具的動(dòng)平衡性對(duì)進(jìn)步高速銑刀的安全性有很大的匡助。由于刀具的不平衡量會(huì)對(duì)主軸系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)附加的徑向載荷，其大小與轉(zhuǎn)速的平方成正比。設(shè)旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量為m，質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)體*的偏心量為e，則由不平衡量引起的慣性離心力F為：F=emω2=U（n/9549）2式中：U為刀具系統(tǒng)不平衡量（g·mm），e為刀具系統(tǒng)質(zhì)心偏心量（mm），m為刀具系統(tǒng)質(zhì)量（kg），n為刀具系統(tǒng)轉(zhuǎn)速（r/min），ω為刀具系統(tǒng)角速度（rad/s）。由上式可見，進(jìn)步刀具的動(dòng)平衡性可顯著減小離心力，進(jìn)步高速刀具的安全性。
隨著數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益普及，傳統(tǒng)的銑削加工方法已不能滿足數(shù)控銑削的要求，極大地制約了數(shù)控機(jī)床性能的充分發(fā)揮。全面、系統(tǒng)介紹現(xiàn)代銑削新技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用知識(shí)對(duì)于促進(jìn)現(xiàn)代銑削加工技術(shù)的進(jìn)步和普及應(yīng)用，提高銑削加工的技術(shù)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益具有重要價(jià)值，一定會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。