数控铣刀机械加工之平面铣削加工
机械加工之平面铣削加工
铣削加工是指铣刀旋转作主运动，工件或铣刀作给运动的切削加工方法。铣削是平面的主要加工方法之一。铣削时，零件随工作台的运铣刀的旋转是主运动。铣床主要有三种：卧式多功能铣床、立式铣床和龙门铣床等。这些机床可以是普通机床，也可以是数控机床。
铣削的工艺特点：
1.生产：铣刀是典型的多齿刀具。并且参与刀削的切削刃较铣削时有几个刀齿同时参加工作。且无刨削那样的空回行程，切削速度也较高。但加工狭长平面或长直刨削比铣削生产率高。
2.刀齿散热比较好：铣刀刀齿在切离工件的一段时间内，可以得到一定的冷却，散热条件较好，刀具寿命较长。
3.铣削时存在冲击：铣刀各刀齿的切削是断续的，铣削过程中参与切削的刀齿数是变化的，切削厚度也是变化的，因此切削力是变化的，导致切削过程中存在冲击。
4.加工精度：加工精度一般为IT8～IT7，表面粗糙度Ra值为1.6～3.2mm。
端铣与端铣刀：端铣是用排列在铣刀端部的刀齿进行铣削，所用铣刀称为端铣刀。端铣刀的结构型式有整体式和镶齿式。端铣一般在立式铣床上进行。
周铣及圆柱铣刀：周铣是用分布在铣刀圆柱面上的切削刃进行铣削，所用铣刀称为圆柱铣刀，圆柱铣刀也分整体式和镶齿式两种。
顺铣与逆铣：
逆铣每个刀齿的切削层厚度是由零大到多值。刀齿接触工件的初期，不能切入工件，而是在工件表面上挤压、滑行，使刀齿与工件之间的摩擦加大，加速刀具磨损，同时也使表面质量下降。顺铣时，每个刀齿的切削层厚度是由大减小到零。
顺铣：顺铣时，每个刀齿的切削层厚度是由大减小到零。逆铣时，铣削力上抬工件；而顺铣时，铣削力将工件压向工作台，减少了工件振动的可能性，尤其铣削薄而长的工件时，更为有利。
顺铣时忽大忽小的水平分力Ff与工件的进给方向是相同的，工作台进给丝杠与固定螺母之间一般都存在间隙，间隙在进给方向的前方。由于Ff的作用使工件连同工作台和丝杆一起向前窜动，造成进给量突然增大甚至打刀。而逆铣水平分力与进给方向相反，铣削过程中工作台丝杆始终压向螺母，不会引起工件窜动。
逆铣与顺铣的确定：
根据上面分析，当工件表面有硬皮，机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣。因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刃；机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行，因此粗铣时应尽量采用逆铣。
当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，应选用顺铣。因为顺铣加工后，零件表面质量好，刀齿磨损小因此，精铣时，尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量采用顺铣。
铣削的主要应用：
铣削主要用来加工平面(包括水平面、垂直面和斜面)、沟槽、成形面和切断等。单件、小批生产中，加工小、中型工件多用升降台式铣床(卧式和立式两种)。加工中、大型工件时可以采用龙门铣床。龙门铣床与龙门刨床相似，有3～4个可同时工作的铣头，生产率高，广泛用于成批和大量生产中。在单件小批生产中，有些盘状成形零件，也可以用立铣刀在立式铣床上加工。
铣刀在汽车行业竟然可以这么用…
铣刀在汽车行业竟然可以这么用……
现代汽车工业中，平面铣削应用极为普遍。为适应汽车工业的需要，工具制造厂商也推出了铣削铸铁及其它材料的铣刀和刀片系列。这些刀具、刀片使得加工效率和零件表面质量都得到大幅度的提高。
其实铣刀只是一个笼统的叫法，它的分类有很多，比如面铣刀、立铣刀等等。下面几篇文章简单介绍一下铣刀如何在汽车制造中发挥作用的。
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浅谈汽车转向节敏捷柔性生产线
汽车转向节敏捷柔性生产线是一条全新理念下的生产线，生产线的柔性化可更好地适应不同产品品种和批量的需求。企业根据其自身的生产情况建立合适的敏捷柔性生产线，可提高生产效率，更快地适应市场需求。
转向节作为汽车前桥缺之不可的关键零件，除了机械性能要求高、外形异型外，尺寸精度和位置精度亦有一定要求。由于汽车市场需求多样化的不确定性，要求生产系统具备在品种上能迅速而经济地由一种产品转为另一产品的能力，又要在产量上有一定的柔性。根据对汽车转向节多品种、变批量的市场需求，我公司建立了一条多品种汽车转向节敏捷、柔性生产线。
被加工产品和工序
1．该生产线加工4个品种（组）转向节，每组分左、右各1件，共8个零件，单组生产节拍T=7.2min/件。
2．转向节材料为QT450-10，属异型零件，如图1所示，加工部位主要为主轴承孔及多个臂平面、孔系。
生产线主要特点
从表中可以看出生产线设备简单，生产工序极大简化，主要特点有：
1．生产线敏捷柔性化
此条生产线由6组，即6个生产单元构成。每个单元由2台立式加工中心组成，每组可单独形成生产能力。6组可根据市场需求变换生产不同品种或全一品种的转向节，柔性化好，更换产品迅速而经济。生产线由模块化设备组成，可以实现“一次规划，分步实施，滚动发展”的指导方针。
2．工序集中，数控单机自动化程度高
一个加工工序较为复杂的转向节从毛坯到成品仅通过两道工序来完成，见表。工序集中可以使柔性加工设备显现出其优势。
由于每道工序中工件经两次安装后便可完成全部加工内容，数控系统能够自动选择、更换刀具，自动改变主轴转速和刀具进给量等，根据已设定的程序对工件不同部位进行铣、钻、镗、铰和攻丝等加工，自动化程度高，极大地提高了生产效率。
3．设备简单化、精度高
生产线采用同一型号立式加工中心组成，使用、维修方便，互换、互补性强，***精度、重复***精度高，对转向节孔及端面粗糙度1.6mm、H7精度及位置精度等要求均能够达到，保证了转向节加工质量及稳定性。
4．工艺优化和尝试
工艺方案的制定要根据选用设备、刀具及夹具各自的特点进行调研并加以优化，在立式加工中心上用组合加工代替传统的车削加工，以复合工序代替单一工序，为工序集中减少工件安装次数，用侧铣代替端铣等，这些工序都取得了很好的效果。
5．夹具
生产线夹具采用液压动力，全部由大连佳成公司提供，主要特点有：
（1）统筹兼顾，夹具设计制造采用模块化，转换加工零件时可实现快速更换夹具。统筹综合考虑，针对多种转向节的特点，给工件的***点、夹压点和辅助支撑点进行基准统一，模块化的夹具元件加上适用于各种转向节的调整块，让夹压点、***点和辅助支撑点在位置上有了一定的调整量，短时间就能完成夹具的快速更换。
（2）OP20工序由数控回转四轴模块化夹具和可调角度固定夹具组成了五轴加工，数控回转台上液压夹紧工件，回转台可任意装夹任何一种转向节进行工件识别和左、右件防错，并自动调出加工程序，自动化程度高。
（3）夹具全部采用内油路，外观整齐、美观。
PVD刀具涂层技能开展趋势
PVD刀具涂层技能开展趋势
刀具是切削加工体系中活跃的一项要素。跟着科技的开展，涂层刀具的进给速度和切削速度得到进步，一起其运用寿数也得到了延长。因而，在加工技能飞速开展的今天，刀具的功能得到了人们注重，其间涂层技能是刀具制作中的一项关键技能。PVD是一种外表处理的标准称谓，是经过物理进程完结物质搬运，将分子或原子搬运到基材表而上，从而使基材具有高强度、耐磨性、散热性等特别功能。
1 涂层刀具的首要特色
涂层刀具具有以下特色:
(1)外表涂层资料具有较强的耐磨性、高硬度、耐高温等特色。
(2)涂层刀具具有很好的归纳功能，这也使涂层刀具的通用性得到了进一步进步，使其可以具有愈加广泛的运用规模。
(3)跟着科技的高速开展，涂层技能也得到了开展，涂层刀具的抗痒化功能和抗高温功能将会变得愈加杰出，完结高速切削加工，进步切削的作业效率。
2 PVD涂层技能的开展
PVD法的堆积温度一般维持在500°C，涂层的厚度应当维持在2 -5um之间；而且该办法的堆积温度没有超越钢本身的回火温度，因而在刀具涂层进程中常常运用PVD办法。PVD涂层首要分为三类:
(1)真空蒸发镀膜。
该技能的开展时刻较少，在涂改进程中所运用的设备相对说比较简单，而且涂层非常精密。详细堆积进程中需求运用一种靶材，绕射性相对较差，因而在详细运用中无法满意超硬资料在镀膜上的需求，这使得该办法的运用受到了必定的约束，近几年其运用规模也正在逐步缩小。
(2)离子镀膜。
该办法的运用需求在电场环境下完结，只有在具有电场的状况下，才能使镀膜资料的离子可以附着在工件的外表，不只***细密，而且膜的粘结功能很好。现在，在镀膜进程中比较常用的办法有活化反应离子镀膜和空心阴极离子镀膜法，从实际运用状况来看也取得了不错作用。
(3)溅射镀膜法。
该办法首要在真空室内进行，经过荷能离子对靶材的外表进行不断地炮击，粒子的运动量传递将靶资料的个各种粒子炮击出来，然后在基体上构成堆积。
3 PVD涂层技能的在刀具出产中的详细运用
二十年前机械加工行业中所有运用的涂层东西以“全能型东西”为主，也就是可以运用多种不同的场合下。现在则发作了改动，跟着人们对东西功能的要求的进步，一般针对详细加工状况挑选具有针对性的东西。从现在刀具的开展状况来看，刀具资料的开展将会围绕着快、硬、干三方面进行。因而，在对刀具进行涂层进程中可以选用多层超硬涂层方式使热防护作用达到蕞佳，从而延常刀具寿数。
在钻削和铣削领域内，PVD涂层到与CVD涂层刀具相比，具有更好的适应性。导致这状况发作的首要原因是，在详细运用进程中，CVD涂层铣刀无法持续运用并不是涂层磨损过度造成的，而是由于刀片在运用进程中出现了严峻的损坏，从而导致刀具无法持续运用。而在涂层进程中选用PVD涂层办法中的溅射镀膜技能可以使这一问题得到很好的处理。某工厂出产的切削刀具商标有:SUPERTIN.
TINALOX. ALOX.ALUSPEED. plusC对应的涂层资料分别为:TiN. TiAlN. TiaAlN. TiB2. TiCN.TiAIN C。
在晶确操控状况下进行大规模工业化出产，要求每批刀具资料表而涂层厚度都应当操控在士1um规模内，即便在详细出产进程中，体系高负荷运转，显微结构的密度也很高。除此之外，沿切削刀涂层厚度分布并不会出现改变，因而切削刀在详细运用中始终都会坚持尖利状况，满意运用需求。
***lusC所出产的铣刀结合了TiAlN碳软涂层的低冲突功能和抗磨损功能，因而涂改层可以起到必定的抗磨损性，而且外涂层非常均匀功能，很好的操控了切削导刃时所构成的冲突，有时在加工干式钻削时，由于温度的升高，将会导致崩刀或磨损状况的发作，而在出产进程中对TiAlN的热稳定性和高硬度记性充分利用，可以确保刀具的可靠性。
现代刀具常常被运用于高速切削中，为了满意这一需求，运用PVD办法所出产的TiAlN涂层切削刀具得到了广泛运用，并得到了快速推行。经过PVD办法在Ti N的晶体各间内植入Al原子，终究构成无间隙、完好的晶体组合。现在，蕞新型的TiAlN涂层可以使铝的含量超越50%，这使得TiAlN涂层具有了新特性。经过分析可知，当铝含量超越50%时，将会有一层细密的Al2O3出现在涂层的顶端，而当遭受A12O3磨损之后，存在与TiAlN中的Al将会再一次氧化而构成新的A12O3层，这样刀具即便在高温、高速环境下作业，TiAlN涂层也可以起到维护刀具的作用。
4 PVD刀具涂层功能的发挥
若使PVD刀具涂层功能得到充分发挥，就必须要对详细出产进程中涉及到的各项出产条件进行优化。
清理干净基体外表，这一点对悉数外表设备都一样，涂层粘结程度受基体外表状况的影响。因而，在详细涂层进程中必须要铲除基体外表的氧化物以及其它物质。一般来说，对基体表而的油污、锈斑的清洗可以经过喷砂或清洗的方式完结。假如在外表处理进程中选用的为喷砂法，需求时刻注意，在基体的外表不能存在油污，假如存在油污，吹砂无法将外表的油污除掉，而且会导致油污渗透到构建内部，影响涂层质量。
在实际运用进程中需求首要的要素有以下两方面:
(1)刀具本身，从结构、刃口质量、精度等多个方而进行挑选。
(2)从工件、机床、切削参数等多方面内容进行挑选。
在详细运用刀具进程中，应当遵守“类型、商标匹配”原则，每一种涂层资料都有适合运用的规模，在详细运用中应当依据实际状况而定，从而使刀具的功能达到蕞佳。
5 结语
刀具PVD涂层可以使刀具的切削功能得到进步，一起可以进步加工质量，降低成本。因而，在未来应当加强对刀具PVD涂层技能的研究，使其可以更好的为机械加工服务。
为了提高ISO S资料的铣削性能，咱们将推出一系列具有独特槽型和原料的立铣刀。CoroMill?Plura
HFS (高进给侧铣) ISO S刀具可保证钛合金和镍基合金工件的加工牢靠且富有成效，在航空发动机和结构件应用中均有不俗的体现。
为了应对未来几年航天航空业务的预期增加，CoroMillPlura HFS 产品包含两个针对钛合金优化的立铣刀系列，以及一个针对镍基合金优化的立铣刀系列。排屑和发热是钛合金加工的特定应战，咱们开发了一款硬质合金立铣刀以应对普通排屑工况，以及一款选用内冷却液和全新内冷增强器
(专利申请中) 的立铣刀以保证蕞佳切屑和温度操控。
加工钛合金的立铣刀
选用GC1745原料，具有巩固的细晶粒 (亚微米) 烧结硬质合金基体，其尖利且可控的切削刃可应对非常严苛的铣削工况。此外，全新含硅涂层具有出色的耐磨性和低热传导性。刀具为6齿产品，端刃不过中心，具有不等齿距设计。此外，芯部尺寸经过优化，在钛合金加工中具有更高的刚性，而刀尖圆弧半径、前角和后角均专门针对这些严苛资料的加工而设计。
加工镍基合金的立铣刀
选用GC1710原料，也具有尖利且可控的切削刃。坚硬耐磨的细粒度基体，经优化可用于在加工具有硬质点、高粘性、作业硬化资料
(比方时效处理的Inconel 718) 时接受高作业负荷。此处，选用立异HIPIMS (高功率脉冲磁控溅射) 技能制造的新涂层也具有下降表面粘脱附特性，可以防止构成BUE (积屑瘤) 并延伸刀具寿命。
山特维克可乐满硬质合金立铣刀***产品经理Tiziana Pro说：“新刀具的设计可保证大轴向切深
(ap)
和小径向切深 (ae) 以及可控蕞大切屑厚度的高进给侧铣，可以有效操控切削力并完成流畅切削。生产效率的提高带来了更高产量，而刀具寿命的延伸和牢靠性的增强又下降了高价值零件的报废率。客户还进一步下降刀具单个零件本钱并提高了安全水平。”
谁将受益？
方针航天航空零件包含钛合金机翼和挂架零件，以及由Inconel 718制造的发动机机匣。石油和天冉气、衣疗和晒车运动等领域
(其间钛和镍合金变得越来越遍及) 的应用也将从中受益。