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数控铣加工中螺旋铣削工艺分析

作者:袁凤 来源:科学与财富 202020期 时间:2020-11-19

摘要:数控加工技术在机械制造业中的应用,在推动我国工业生产发展中发挥了重要的作用。为了满足工业生产中对各种零件的加工需求,数控加工中的各种加工工艺不断改进和优化。螺...

  摘要:数控加工技术在机械制造业中的应用,在推动我国工业生产发展中发挥了重要的作用。为了满足工业生产中对各种零件的加工需求,数控加工中的各种加工工艺不断改进和优化。螺旋铣削作为一种成熟的制孔加工工艺,不仅有效提高了铣加工的生产效率,而且提高了制孔质量,还可以有效控制刀具的使用寿命。文章主要对数控铣加工中螺旋铣削工艺进行分析,为促进数控铣加工技术的进一步发展提供参考。

  关键词:数控;铣加工;螺旋洗消;制孔

  数控加工技术在机械制造业中的应用,有效提高了生产效率和加工质量,利用自动化的加工方式可实现批量化生产,利用编程技术可有效控制产品的加工精度。在数控加工技术中,根据加工对象的不同要求,会应用到不同的加工工艺。铣削加工工艺主要是利用旋转的多刃刀具进行切削工件,通过刀具的旋转以及工件的进给进行加工,一般在铣床或者镗床上进行平面、沟槽以及各种成形面和模具的特殊形面加工。在制孔加工中,相对于传统的钻削工艺而言,螺旋铣削具有更强的优势。刀具在绕其自身轴线旋转的同时沿螺旋路径铣削,运动方式比较灵活,可有效降低切削力以及对刀具的磨损,提高钻孔质量。

  一、螺旋铣削概述

  在螺旋铣削加工过程中,主要是依靠刀具的螺旋运动实现对材料的切削,刀具沿着圆柱面上的螺旋线运行,按照编程中的轨迹运行。在走刀的过程中,刀具底部端刃在旋转时形成的环状区域在底面上的投影和螺旋线在底面上的投影为一周。螺旋铣削下刀时会随着周向角度自变量而有所变化,刀具轨迹沿着螺旋线路进行切削。刀具完成一圈切削后,螺旋线的螺距就会发生相应的变化,进刀位移也随着发生相应的变化。在达到预设的深度值时,螺旋铣削就会停止运行。在螺旋铣削加工中,钻孔中心附近的材料都是通过切削的方式的排除的,减少了因为挤压方式而产生的低推力,这种切削方式的切屑可以通过孔和刀具之间的径向间隙传送到切削区域,相对于钻削而言更容易排出。

  二、螺旋铣削加工工艺

  1.????? 型腔轮廓铣削

  在利用铣削工艺进行型腔加工时,以往会采用键槽铣刀进行挖槽,这种加工方式的效率较低。而采用立铣刀加工型腔,虽然会提高加工效率,但是在切削时垂直下刀的方式对刀具和工件都会产生一定的损坏,有时还无法下刀,不仅增加生产成本,还会影响加工质量。采用螺旋铣削或者斜线下刀的方式进行型腔加工,数控技术中的编程会采用沿内型腔轮廓边沿螺旋线下刀进行切削。螺旋铣削在型腔轮廓加工中应用,不仅能够提高加工效率,还能够延长刀具的使用寿命,可在模具加工中广泛应用。

  2.????? 螺纹加工

  在传统的螺纹加工工艺中,主要是利用螺纹车刀进行螺纹的车削操作,或者是采用丝锥、板牙攻螺纹以及套扣螺纹,整个加工过程较为复杂,且加工效率较低。随着数控加工技术的提升,三轴联动数控机床的出现推

  动了数控铣削技术的进步,利用螺旋铣削技术进行螺纹加工,可大大提高生产效率和加工精度,有效降低加工成本。在实际加工中,螺旋铣削技术不会受到螺纹结构、螺纹旋向以及螺纹螺距的限制,一把螺纹铣刀就能够实现多种形式的螺纹加工。在螺纹加工中,如果不允许有过渡扣或者退刀槽结构的螺纹,如果采用传统的螺纹加工方法,将很难完成加工任务,而采用数控螺旋铣削工艺却能够完成。在数控螺旋铣削进行螺纹加工中,能够非常简便的对螺纹直径尺寸进行调整,控制效果更好。

  3.????? 螺旋铣孔加工

  在螺旋銑孔加工过程中,机床主轴在自传的同时,还会以孔的中心为基准进行圆周运动,通过这两种运动方式进行螺旋铣孔加工。利用螺旋铣孔工艺进行孔加工,切削过程较为平稳,刀具所承受的切削力相对较小,同时只需进行一次加工就能够满足加工精度要求。刀具的运行轨迹为螺旋线进给,这样就避免了刀具中心与加工孔中心重合的现象,这种偏心加工状态也是降低刀具承受切削力的原因。而螺旋铣削方式只需一把刀具就能够加工不同直径尺寸和结构的孔,既减少了换刀时间,又降低了刀具的库存数量,降低了加工成本。因为螺旋铣孔为非连续性过程,所以在停歇的间隙有利于刀具的散热,避免因为高速运转产生的高温而导致的刀具磨损和受热变形,保证了孔加工的精度。

  三、结语

  制孔加工相对而言难度较高,利用螺旋铣削技术进行制孔,可提高生产效率和加工质量。在螺旋铣削中利用不同的铣刀能够加工复杂几何形状的钻孔,包括生成不同的钻孔直径以及复杂的锥形孔,在加工过程中还能够自动修正钻孔的中心位置。使用螺旋铣削加工工艺,可以对难切削材料进行钻孔加工,在钻孔尺寸、几何形状以及粗糙度等方面都有较好的加工效果,所以在数控加工技术中应用较为广泛,对促进我国机械制造水平的提升具有重要意义。

  参考文献:

  [1]??? 王奔,张凡,孙磊,赵明,刘娜.刀具变形对螺旋铣削 CFRP 孔径精度的影响[J].组合机床与自动化加工技术,2020-04-20.

  [2]??? 彭栋梁,刘桃,周林.高精度孔系螺旋铣削加工技术研究[J].制造技术与机床,2017-11-02.

  [3]??? 吉春辉,刘振旺,秦旭达,田利成,张烘州.钛合金螺旋铣孔参数对表面粗糙度影响研究[J].河北科技大学学报,2015-06-15.

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