以实例谈谈平面铣削加工教学

李斌

李斌（齐河县职业中等专业学校，山东德州251114）

随着时代的发展，人们对工作条件和产品质量要求越来越高，数控人才越来越受青睐。数控技术飞速发展，高速、高精、高效、多轴、复合是数控机床的主要发展趋势。数控铣床可以看作是多轴加工的基础，充分了解数控铣床的加工方法，是学习好数控技术的前提。

平面铣削是控制加工工件高度的加工。平面铣削相对于复杂的轮廓运动显得比较简单，通常使用的切削刀具是面铣刀，它是多齿刀具。但在小面积范围内有时也可用立铣刀进行平面铣削，面铣刀则加工垂直于它的轴线的工件表面。现以毛坯尺寸为100mm×100mm×30mm，加工到厚度为25mm的45号钢为例进行说明。

一、工件的装夹

铣削平面时，工件的被加工面必须高出钳口，否则就要用平行垫铁垫高工件，露出足够的加工余量，以免损伤钳口。为了能装夹得牢固，防止铣削时工件松动，就必须把贴紧在垫铁和钳口上的平面清理干净。要使工件贴紧在垫铁上，应该一面夹紧，一面用手锤轻击工件的表面。已加工表面要用铜棒进行敲击，以防止敲伤表面，影响质量。用手挪动垫铁以检查夹紧程度，如有松动，说明工件与垫铁之间贴合不好，应该松开平口钳重新夹紧。

二、铣刀的选择

根据刀齿密度面铣刀分为三类：小密度、中密度、大密度。密齿铣刀镶刀片密度过大，同时进入工件的刀片越多，所需的机床功率就越大。而且它不一定能够保证足够的切削间隙，从而使切屑不能够及时排出而堵塞切刀，因此它常用在切削量小的精加工场合。平面铣削最重要的一点是对面铣刀直径尺寸的选择。对于一次平面铣削，平面铣刀最理想的宽度应为材料宽度的1.3～1.6倍，这样可以保证切屑较好的形成和排出。由于加工的平面尺寸是100mm×100mm，尺寸较大，在这里选用直径60mm四片小密度机加面铣刀加工。

三、加工轨迹的确定

在确定加工轨迹时，应注意以下情况：

1.如果工件只需一次铣削，应该避免刀心轨迹与工件中心线重合。刀具中心处于工件中心位置时容易产生颤振，从而造成加工质量较差，因此，刀具中心轨迹应偏离工件中心线。

2.刀心轨迹与工件边缘线重合时，切削镶刀片进入工件材料时的冲击力最大，是最不利于刀具加工的情况。因此应该避免刀具中心线与工件边缘线重合。

3.如果刀具切入工件小于一半，刚刚切入工件时，刀片相对工件材料冲击速度大，引起碰撞力也较大，容易使刀具破损或产生缺口。因此，拟定刀心轨迹时，应该避免刀具切入工件量较小。

4.刀具切入工件大于一半时，已切入工件材料镶刀片承受最大切削力，而刚切入工件的刀片受力较小，引起碰撞力也较小，从而可延长镶刀片寿命。因此，通常应该尽量让面铣刀中心在工件区域内，且工件只需一次切削时避免刀具中心与工件中心重合。

铣削大面积工件平面时，多次铣削是最为常用的方法，可分为同一深度上的单向多次切削和双向多次切削。单向多次切削时，切削起点在工件的同一侧，另一端为终点的位置。每完成一次切削后，刀具从工件上方回到切削起点，这是平面铣削中常用的方法，频繁的快速返回运动导致效率很低，但它能保证面铣刀的切削总是顺铣。双向多次铣削也称为Z形铣削，它的应用也很频繁。它的效率比单向多次切削要高，但刀具要从顺铣方式改为逆铣方式，从而在精铣平面时影响加工质量，因此平面质量要求高的平面精铣通常并不用这种刀路。

根据以上确定的刀路原则，分析上述工件情况，可以使用单向多次切削，分两次完成同一高度平面的铣削，每次刀具中心离工件侧边的距离为20mm。

四、工件的具体加工

均匀垫好等高垫铁，让工件与等高垫铁充分接触，平口钳夹紧工件；选取直径60mm四片小密度机加面铣刀，主轴正转转速在1200~1500之间；大致对出Z轴和X轴；采用单向多次切削方式；每次Z轴下刀不大于0.5mm；每次刀间行距小于45mm；进给速度控制在F200~260之间；首次铣完平面后，主轴停转，采用深度尺垂直于等高垫铁测量工件总高度，由此计算出剩余被加工余量（等高垫铁与工件之间可能存在小于2丝的间隙，如果Z值精度要求较高，不要忽略）；计算完毕后，继续采用同样方法加工。不可直接在工件表面扎刀，要远离工件下刀；最后留下小于0.3mm的精加工余量，设置主轴高转速精加工，转速不小于1800，这样可以保证较好的表面粗糙度。在加工过程中，注意冷却液的使用，充分冷却在整个加工过程中是必不可少的。

五、切削参数的调整

切削参数受加工材料、刀具、机床刚性、加工路线、位置等因素制约，要根据实际工作状态进行调整，由手动进给倍率开关调整进给量，从低到高逐步达到最佳状态。加工中如果出现刺耳的声音或者是连续的冲击声，这表明加工参数选择不合适，要及时进行调整。

平面铣削加工教学，可以从工件的装夹、铣刀的选择、加工轨迹的确定、工件的具体加工、切削参数的适时调整等几个方面进行总结，希望对大家能有所帮助。