模具制造領(lǐng)域的25個常見問題解答
更新時間：2008-9-1 15:58:31 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) 點擊：
為了得到最長的刀具壽命，在銑削過程中應(yīng)使切削刃盡可能長時間地保持連續(xù)切削。如果刀具進入和退出太頻繁，刀具壽命會明顯縮短。這會使切削刃上的熱應(yīng)力和熱疲勞加劇。在切削區(qū)域有均勻和高的溫度比有大的波動對現(xiàn)代硬質(zhì)合金刀具更有利。仿形銑削路徑常常是逆銑和順銑的混合（之字形），這意味切削中會頻繁地吃刀和退刀。這種刀具路徑對模具質(zhì)量也有不好的影響。每次吃刀意味刀具彎曲，在表面上便有抬起的標(biāo)記。當(dāng)?shù)毒咄顺鰰r，切削力和刀具的彎曲減小，在退出部分會有輕微的材料“過切削”。
13)為什么有的銑刀上必須有不同的齒距？
銑刀是多切削刃刀具，齒數(shù)（z）是可改變的，有一些因素可以幫助確定用于不同加工類型的齒距或齒數(shù)。材料、工件尺寸、總體穩(wěn)定性、懸伸尺寸、表面質(zhì)量要求和可用功率就是與加工有關(guān)的因素。與刀具有關(guān)的因素包括足夠的每齒進給量、至少同時有兩個齒在切削以及刀具的切屑容量，這些僅是其中的一小部分。
銑刀的齒距（u）是刀片切削刃上的點到下一個切削刃上同一個點的距離。銑刀分為疏、密和超密齒距銑刀，大部分可樂滿銑刀都有這3個選項，見模具制造樣本C-1102:1。密齒距是指有較多的齒和適當(dāng)?shù)娜菪伎臻g，可以以高金屬去除率切削。一般用于鑄鐵和鋼的中等負載銑削。密齒距是通用銑刀的首選，推薦用于混合生產(chǎn)。
疏齒距是指在銑刀圓周上有較少的齒和有大的容屑空間。疏齒距常常用于鋼的粗加工到精加工，在鋼加工中振動對加工結(jié)果影響很大。疏齒距是真正有效的問題解決方案，它是長懸伸銑削、低功率機床或其它必須減小切削力應(yīng)用的首選。
超密齒距刀具的容屑空間非常小，可以使用較高的工作臺進給。這些刀具適合于間斷的鑄鐵表面的切削、鑄鐵粗加工和鋼的小余量切削，例如側(cè)銑。它們也適合于必須保持低切削速度的應(yīng)用。銑刀還可以有均勻的或不等的齒距。后者是指刀具上齒的間隔不相等，這也是解決振動問題的有效方法。
當(dāng)存在振動問題時，推薦盡可能采用疏齒不等齒距銑刀。由于刀片少，振動加劇的可能性就小。小的刀具直徑也可改善這種情況。應(yīng)使用能很好適應(yīng)的槽形和牌號的組合——鋒利的切削刃和韌性好的牌號組合。
14)為了獲得最佳性能，銑刀應(yīng)怎樣定位？
切削長度會受到銑刀位置的影響。刀具壽命常常與切削刃必須承擔(dān)的切削長度有關(guān)。定位于工件中央的銑刀其切削長度短，如果使銑刀在任一方向偏離中心線，切削的弧就長。要記住，切削力是如何作用的，必須達到一個折中。在刀具定位于工件的中央的情況下，當(dāng)?shù)镀邢魅羞M入或退出切削時，徑向切削力的方向就隨之改變。機床主軸的間隙也使振動加劇，導(dǎo)致刀片振動。
通過使刀具偏離中央，就會得到恒定的和有利的切削力方向。懸伸越長，克服所有可能的振動也就越重要。
15)為了消除切削過程中的振動，應(yīng)采取什么措施？
當(dāng)存在振動問題時，基本措施是減小切削力。這可通過使用正確的刀具、方法和切削參數(shù)達到。
遵守下面的已證明有效的建議：
-選擇疏齒距或不等齒距銑刀。
-使用正前角、小切削力刀片槽形。
-盡可能使用小銑刀。當(dāng)使用減震接桿進行銑削時，這一點特別重要。
-使用小切削刃鈍化半徑（ER）的刀片。從厚涂層到薄涂層。如需要可使用非涂層刀片。應(yīng)使用基體為細晶顆粒的高韌性刀片牌號。
-使用大的每齒進給。降低轉(zhuǎn)速，保持工作臺進給量（等于較大的每齒進給量）。或保持轉(zhuǎn)速并提高工作臺進給量（較大的每齒進給量）。切勿減小每齒進給量！
-減小徑向和軸向切削深度。
-選擇穩(wěn)定的刀柄，如可樂滿Capto。使用盡可能大的接柄尺寸，以獲得最佳穩(wěn)定性。使用錐度加長桿，以獲得最大剛性。
-對于大懸伸，使用與疏齒距不等齒距銑刀結(jié)合的減震接桿。安裝銑刀時，使銑刀與減震接柄直接連接。
-使銑刀偏離工件中心。
-如果使用偶數(shù)齒的刀具——可每隔一齒拆下一個刀片。
16)為了使刀具平衡，應(yīng)采取的最重要措施有哪些？
在整個切削過程中，為達到刀具平衡牽涉到的典型步驟如下：
-測量刀具/刀柄組件的不平衡。
-通過變更刀具、切削它以去除一些質(zhì)量，或移動刀柄上的配重來降低不平衡。
-經(jīng)常必須重復(fù)這些步驟，包括再次檢查刀具、再次精確調(diào)整，直到達到平衡。
刀具平衡還牽涉到幾個未討論過的工藝中的不穩(wěn)定性。其中之一是刀柄與主軸之間的配合問題。其原因是夾緊時常常有可測量的間隙，也可能是錐柄上有切屑或臟污。這會造成錐柄每次定位都不相同。即使刀具、刀柄和主軸在各個方面的狀態(tài)都很好，但如果存在沾污，也會造成不平衡。為了平衡刀具，必須會增加切削過程中的成本，如果刀具平衡對降低成本非常重要，就應(yīng)并對每種的具體情況進行分析。
但是，為了很好地平衡刀具，在選擇正確的刀具時還有許多工作要做。以下幾點是選擇刀具時應(yīng)給予考慮的：
-購買高質(zhì)量的刀具與刀柄。應(yīng)選擇預(yù)先已消除了不平衡的刀柄。
-最好使用短的和盡可能輕的刀具。
-定期檢驗刀具和刀柄，檢查是否有疲勞螺紋和變形的征兆。
工藝能接受的刀具不平衡由工藝自身的情況來確定。這些情況包括切削過程的切削力、機床的平衡狀況及這兩個因素彼此相互影響的程度。試驗是找到最佳平衡的最好方法。用不同的不平衡值運行幾次，例如從不平衡值為20克毫米或更低開始。每次運行后，再用更加平衡的刀具重復(fù)試驗。最佳平衡應(yīng)該是這樣的一個點：超過這個點后，進一步提高刀具平衡不會提高工件的表面質(zhì)量；或是這樣的一個點：在此點上工藝能易于保證規(guī)定的工件公差。
關(guān)鍵是始終將重點放在工藝上，而不是將動平衡等級-G值或其它任意確定的平衡值作為目標(biāo)。此目標(biāo)應(yīng)為達到效率盡可能高的工藝。這牽涉到權(quán)衡刀具平衡的成本和因此而獲得的好處，因此應(yīng)在成本與好處之間合理地進行平衡。
關(guān)于刀具平衡更詳細的技術(shù)信息，請與當(dāng)?shù)氐目蓸窛M代表聯(lián)系。
17)在常規(guī)和高速切削應(yīng)用中，為了得到盡可能好的效果，我應(yīng)使用何種刀柄？
高速加工時，離心力非常大，會導(dǎo)致主軸孔慢慢變大。這對一些V形法蘭的刀柄會產(chǎn)生負面影響，因為V形法蘭的刀柄僅在徑向面上與主軸孔接觸。主軸孔變大會使刀具在拉桿恒定的拉力作用下被拉入主軸。這甚至?xí)鸬毒哒匙』騔軸方向的尺寸精度降低。
與主軸孔和端面同時接觸的刀具，即徑向和軸向同時配合的刀具更適用于高速下的切削。當(dāng)主軸孔擴大時，端面接觸可避免刀具在主軸孔內(nèi)向上的移動。使用空心刀柄的刀具也容易受離心力的影響，但它們已設(shè)計成在高速下隨主軸孔的增大而增大。刀具和主軸在徑向和軸向都接觸提供了良好的夾緊剛性，使刀具可以進行高速切削。采用獨有的橢圓三棱短錐設(shè)計的可樂滿Capto接口在傳遞扭矩和高生產(chǎn)率切削時，具有更優(yōu)秀的性能。
高主軸轉(zhuǎn)速時主軸表面接觸的對照表
主軸轉(zhuǎn)速ISO40HSK50ACoromantCaptoC5
0100%100%100%
20000100%95%100%
2500037%91%99%
3000031%83%95%
3500026%72%91%
4000026%67%84%
當(dāng)安排高速切削時，應(yīng)盡量使用由對稱的刀具和刀柄組合而成的刀具系統(tǒng)。有幾種可用的不同刀具系統(tǒng)。先將刀柄加熱使孔擴張，待它們冷卻后刀具就被夾緊了，這就是過盈配合系統(tǒng)。對于高速切削來說，這是最好和最可靠的固定刀具方法。這首先是因為它的跳動量非常小；第二，這種連接能傳遞大扭矩；第三，它很容易構(gòu)建定制刀具和刀具組件；最后，用這種方法組成的刀具組件有極高的總體剛性。
另一種出眾并非常通用的刀具夾緊裝置是可樂滿高精度強力夾頭——CoroGrip。這種刀柄系統(tǒng)覆蓋了從粗加工到超精加工的所有應(yīng)用。一個夾頭可夾緊使用直柄、惠氏刻槽或側(cè)壓式刀柄的面銑刀到鉆頭的所有類型的刀具。標(biāo)準(zhǔn)彈簧夾套，如可用液壓（HydroGrip）、BIG、Nikken、NT的彈簧夾套，均可用于CoroGrip夾頭。在4XD處的跳動量僅為0.002–0.006mm。夾緊力和扭矩傳遞特別高，其平衡設(shè)計使它用于高速切削
18)我應(yīng)怎樣切削轉(zhuǎn)角才能沒有振動的危險？
傳統(tǒng)的切削轉(zhuǎn)角的方法是使用線性切削（G1）,在轉(zhuǎn)角的過渡不連續(xù)。這就是說，當(dāng)?shù)毒叩竭_角落時，由于線性軸的動力特性限制，刀具必須減速。在電機改變進給方向前，有一短暫的停頓，這會產(chǎn)生大量的熱量和摩擦。很長的接觸長度會導(dǎo)致切削力的不穩(wěn)定，并常常使角落切削不足。典型的結(jié)果是振動——刀具越大和越長，或刀具總懸伸越大，振動越強。
此問題的最佳解決方案：
?使用圓角半徑比轉(zhuǎn)角半徑小的刀具。使用圓弧插補生成角落。這種加工方法在塊的邊界處不會產(chǎn)生停頓，這就是說，刀具的運動提供了光滑和連續(xù)的過渡，產(chǎn)生振動的可能性大大地降低了。
?另一種解決方案是通過圓弧插補產(chǎn)生比圖紙上的規(guī)定稍大些的圓角半徑。這是很有利的，這樣，有時就可在粗加工中使用較大的刀具，以保持高生產(chǎn)率。
?在角落處余下的加工余量可以采用較小的刀具進行固定銑削或圓弧插補切削。
19)什么是開始切削型腔的最佳方法？
共有4種主要方法：
?起始孔的預(yù)鉆削，角落也可預(yù)鉆削。不推薦這種方法：這需要增加一種刀具，同時此刀具也要占據(jù)刀具室內(nèi)空間。單從切削的觀點看，刀具通過預(yù)鉆削孔時因切削力而產(chǎn)生不利的振動。當(dāng)使用預(yù)鉆削孔時，常常會導(dǎo)致刀具損壞。使用預(yù)鉆削孔，也會增加切屑的再切削。
?如果使用球頭立銑刀或圓刀片刀具（見模具制造樣本C-1102:1），通常采用啄銑，以保證全部軸向深度都能得以切削。使用這種方法的缺點是排屑問題和使用圓刀片會產(chǎn)生非常長的切屑。
?最佳的方法之一是使用X/Y和Z方向的線性坡走切削，以達到全部軸向深度的切削。
最后，可以以螺旋形式進行圓插補銑。這是一種非常好的方法，因為它可產(chǎn)生光滑的切削作用，而只要求很小的開始空間。
20)高速切削的定義是什么？
對于高速切削的討論在一定程度上仍是混亂的。如何定義高速切削（HSM），目前有許多觀點和許多方法。
讓我們看一下這些定義中的幾個：
?高切削速度切削
?高主軸速度切削
?高進給切削
?高速和高進給切削
?高生產(chǎn)率切削
我們對高速切削的定義描述如下：
?HSM不是簡單意義上的高切削速度。它應(yīng)當(dāng)被認為是用特定方法和生產(chǎn)設(shè)備進行加工的工藝。
?高速切削無需高轉(zhuǎn)速主軸切削。許多高速切削應(yīng)用是以中等轉(zhuǎn)速主軸并采用大尺寸刀具進行的。
?如果在高切削速度和高進給條件下對淬硬鋼進行精加工，切削參數(shù)
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