1 加工實(shí)例介紹

　　1.1 底座零件

　　1.2 工藝卡片制定

　　1.3 刀具表

2 加工中遇到的問(wèn)題

　　問(wèn)題主要出現(xiàn)在工序4，進(jìn)行密封槽試切時(shí)，φ4刀粗銑密封槽時(shí)，刀具在下刀時(shí)易折斷。完成加工后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)由于刀徑小，刀具剛性差。本身切封閉槽，排屑比較困難，下刀處側(cè)面和底面留下刀痕，給最終拋光帶來(lái)困難。

3 問(wèn)題分析

　　3.1 刀具分析及參數(shù)說(shuō)明

　　加工小槽可選用立銑刀或鍵槽銑刀。

　　立銑刀主要用于加工腔體，成形面以及臺(tái)階面。結(jié)構(gòu)上立銑月圓周面上的切削刃為主切削刃，端面切削刃未通過(guò)中心，是副切削刃。工作時(shí)注意下刀方式，不宜作垂直下刀。為了保證端面切削刃有足夠強(qiáng)度，在端面切削刃的前面上磨出，bγ1=0.4～1.5mm，γ01=6的倒棱。

　　國(guó)內(nèi)外許多工廠生產(chǎn)有1～2個(gè)端面切削刃通過(guò)中心的立銑刀。加工時(shí)，它可以進(jìn)行軸向進(jìn)給或鉆淺孔，特別適用于模具加工。

　　鍵槽銑刀主要是用來(lái)加工鍵槽，要求一次銑削出的鍵槽寬度尺寸符合技術(shù)要求。它有兩刃、四刃和多刃，圓周面和端面上都有切削刃，且端面切削刃過(guò)中心，下刀時(shí)能作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在加工此零件時(shí)，國(guó)產(chǎn)鍵槽銑刀和進(jìn)口銑刀都嘗試過(guò)。

　　3.2 不同下刀方式分析

　　3.2.1 垂直下刀方式

　　垂直下刀方式是指刀具只從Z方向向下切削的一種下刀方式。加工首件就采用這種下刀方式。下刀時(shí)，端面切削刃為主切削刃。取主切削刃最外一點(diǎn)，螺旋線即為該點(diǎn)動(dòng)態(tài)軌跡。將螺旋線展開(kāi)，f為進(jìn)給量，長(zhǎng)度為πd。外圓面刀尖相當(dāng)于走斜線。當(dāng)?shù)毒咧睆揭欢〞r(shí)，F(xiàn)越大，B點(diǎn)的切入角α越大。B點(diǎn)實(shí)際后角為γ-α，理論上此值為正時(shí)切削輕快，即α＜γ。而端面切削刃上其他點(diǎn)越靠近刀具中心，其d越小，πd越小，f不變，則α越大，端面切削刃在刀具中心這點(diǎn)的πd=0，α=90°。國(guó)標(biāo)中規(guī)定普通銑刀γ0為15°左右，該點(diǎn)的實(shí)際后角γ-α為大負(fù)后角，基本不參與切削。

從切削速度角度來(lái)看，切削速度太小，說(shuō)明切削狀況差，切削抗力大。切削速度過(guò)高，則切削溫度上升較快，刀具磨損加劇，嚴(yán)重影響刀具使用壽命。

　　切削速度公式：

vc=πdn/1000(m/min)

　　其d為刀具直徑，單位為mm。n為主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min

　　當(dāng)d為零時(shí)，所以切削速度為零．說(shuō)明刀具中心并無(wú)切削，為擠壓。所以下刀時(shí)的軸向力較大，而刀具直徑只有φ4，其剛性鉸差，并且加工過(guò)程中鐵屑只能往上排出，冷卻不能完全進(jìn)入，排屑不通暢，此時(shí)圓周阻力變大。切削時(shí)，如果材料本身較硬，刀具易受力加大，會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，損壞工件，甚至刀具折斷，同時(shí)下刀位置表面粗糙度較差。

　　3.2.2 斜下刀方式

　　斜下刀方式是指刀具中心沿斜線下刀切削到工件的一種下刀方式，一般來(lái)說(shuō)CAM軟件中都提供這種下刀方式，數(shù)控機(jī)床都能滿足。其主切削刃為圓周切削刃，切削性能大大得到改善。其中斜切入角α對(duì)切削性能影響較大，α越小，刀具端面切削刃的切削量越小，切削狀況越好，當(dāng)α＜45°時(shí)，立銑刀便可用。因其端面切削刃不過(guò)中心，不參與切削，不能采用垂直下刀，當(dāng)采用斜下刀方式時(shí)．切削主要由圓周切削刃及端面（靠近外圓周面的）切削刃完成，α越小，端面切削越少，切削越順暢。

　　3.2.3 螺旋下刀方式

　　螺旋下刀方式是指刀具中心沿螺旋線方向切人到工件的一種下刀方式。將刀具中心軌跡螺旋線展開(kāi)，下刀原理與斜下刀基本一樣，其切入角α=螺旋角β。所以螺旋下刀時(shí)，下刀螺旋線的螺旋角直接影響切削狀況好壞。在切削過(guò)程中螺旋角應(yīng)小于刀具端面切削刃后角γ0。

　　總的來(lái)說(shuō)，垂直下刀方式，刀具路徑最短，下刀效率最高，但其主切削刃為端面切削刃，立銑刀端面切削刃不過(guò)中心而不能使用。鍵槽銑刀可以使用此下刀方式，其端面切削刃中心后角為大負(fù)后角；但鍵槽銑刀中心點(diǎn)切削速度Vc=0，且切屑向上排出，切削液不能完全進(jìn)入，冷卻鉸困難，所以切削穩(wěn)定性較差。

　　斜下刀與螺旋下刀方式．刀具的主切削刃為圓周切削刃，當(dāng)下刀切入角或者下刀螺旋角選擇合理時(shí)，端面切削刃基本不參與切削，切削穩(wěn)定性較好，但斜下刀方式時(shí)需要一定的下刀空間，螺旋下刀需要圓周的下刀區(qū)域，且下刀路徑長(zhǎng)，所以效率低，一般斜下刀方式適合槽寬較小的直槽加工，而螺旋下刀方式適合寬槽的加工。實(shí)際切削加工中獲得較好的切削狀態(tài)，下刀切入角和下刀螺旋角應(yīng)小于刀具端面切削刃后角。

4 下刀方式改進(jìn)并試刀

　　根據(jù)以上分析，在加工時(shí)，在MasterCAM中，對(duì)下刀方式進(jìn)行的改進(jìn)。選用了斜下刀方式Ramp，如圖2。為保證其實(shí)際切削后角為正，我選10°。

　　參考程序如下！

　　N1025

　　N20GIZOF300

　　N30CIY-19.7452-2.7F500

　　N40GIY-25

　　經(jīng)以上改進(jìn)后，斷刀現(xiàn)象可以避免．且下刀位置表面質(zhì)量較好，大為改善了實(shí)際加工效果。

5 結(jié)論

　　金屬切削加工中，合理選擇下刀方式及優(yōu)化切削參數(shù)可達(dá)到提高加工效率以及零件表面質(zhì)量，如避免接刀痕、過(guò)切等現(xiàn)象的發(fā)生以及提高刀具壽命等都有重要的意義。目前很多CAM軟件中已充分應(yīng)用了，但各軟件中并沒(méi)有具體說(shuō)明各參數(shù)的選用依據(jù)及選用方法。通過(guò)我對(duì)MasteCAM軟件中的參數(shù)優(yōu)化分析，希望給同行一點(diǎn)啟示。