在往日的文章中,我们已经介绍了铣削技巧在铣孔加工中的应用,本期我们将给大家介绍铣削技巧在另外两种铣削方式中的应用,摆线铣和清根铣。
首先我们来认识摆线铣,铣刀采用相对较高的线速度和进给速度,以圆弧切入/切出的走刀方式加工一个槽或者一个类似的狭窄区域特征,这种加工方法就是摆线铣。摆线铣尤其适用于难加工材料(ISO H&S),除了可以提供高安全性和高金属去除率之外,因为铣刀具有短接触加工的优势,还可以提供:
(1)低切削力,允许应用大切深,可利用整个切削刃长度切削;
(2)小切屑,允许应用小容屑槽(超密齿)刀具,从而获得高的工作台进给和长寿命。
至于清根铣,顾名思义,主要用来清圆角。即采用比工件清角半径更小的铣刀,采用层铣的方式加工内腔圆角。
摆线铣和清根铣的不同之处在于:清根铣属半精加工,无需圆弧切入/切出。相同之处在于都可以实现小切宽短接触,带来低切削力和高进给。二者的应用领域类似,都是利用铣刀的短接触实现安全加工和高速加工(HSM),应用于难加工材料效果明显。
我们先来看摆线铣,按照工件槽宽来分,摆线铣可分为两种:小于2×Dc和大于2×Dc。
(1)小于2xDc:
编程采用径向连续螺旋线进给以完成工件轮廓。
切宽不断变化,进给保持不变。可节省一半的切削时间。
注意:w值是螺旋线间距(铣刀步距),但并不等于切宽,铣刀进给至槽中心时,切宽远远大于w,此时需要根据真正的ae调整进给(上一期文章已经做过说明)。因为切宽是随时变化的,若保持进给不变,在刀具直径Dc以及铣刀步距w的选上,必须保证:
Dcmax=0.7xDm
apmax=2 xDc
aemax=20% Dc
w≈8% Dc(aemax=20%Dc)
(2)大于2 x Dc:
槽变宽了,在拐角处可以采用圆弧进给,其他区域采用直线进给,编程方式变为:
圆弧切入,编程半径=0.5xDc
直线切削,ae=0.1xDc
圆弧切出,编程半径= 0.5xDc
快速定位至下一起始位置,重复上面步骤。
拐角处属内圆弧切削,过渡部分是直线切削,需要根据不同的切宽因子ae/Dc来确定进给Vf。为了防止铣刀包络角太大而引起振动,推荐的切削参数如下:
切宽(ae)=15% Dc
最大切深(apmax)=2xDc
编程半径(radm)=0.5xDc
圆角进给(Radvf)=0.5x直线进给Vf
清根铣,常见于型腔加工,例如飞机机翼结构件及模座和压铸模等。
在可转位刀具去除大部分余量后,通常在型腔圆角处留有部分余量需要去除,加工方式因铣刀包络角太大,通常会引起振动而导致铣刀寿命低。若采用清根铣方式加工,多次走刀去除余量,保证一致的切宽/包络角和低切削力,从而更安全快速的完成加工。
清根铣与摆线铣不同,因为越靠近最终尺寸,铣刀的编程半径越小,相应带来切宽和包络角越大。为保证恒定的hex,清根铣会有两种优化切削参数的方法:保持进给一致,逐步减小编程步距w或者保持编程步距w一致,逐步减小进给Vf。
若保持编程步距w一致,随着编程半径的减小,ae会越来越大,相应的必须减小进给来保持hex恒定,如何调整,上一期我们已经做过说明。部分的CAM软件也支持这种调整。
工件起始半径=29mm
工件成品半径=6mm
铣刀直径Dc=10mm
线速度Vc =120m/min
每齿进给fz=0.05mm
优化后的切削参数如表1(aemax=2)。