铣削技巧在摆线铣和清根铣中的应用

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本期我们将给大家介绍铣削技巧在另外两种铣削方式中的应用，摆线铣和清根铣。
6 ]- d1 i; T% c" l    首先我们来认识摆线铣，铣刀采用相对较高的线速度和进给速度，以圆弧切入/切出的走刀方式加工一个槽或者一个类似的狭窄区域特征，这种加工方法就是摆线铣。摆线铣尤其适用于难加工材料（ISO H&S），除了可以提供高安全性和高金属去除率之外，因为铣刀具有短接触加工的优势，还可以提供：
2 r& n5 D  D; Z6 P& H    （1）低切削力，允许应用大切深，可利用整个切削刃长度切削；
* ?2 ~; e5 O3 z& U& o, P  z0 m    （2）小切屑，允许应用小容屑槽（超密齿）刀具，从而获得高的工作台进给和长寿命。
1 j, y/ a' v/ P. i7 U' ^    至于清根铣，顾名思义，主要用来清圆角。即采用比工件清角半径更小的铣刀，采用层铣的方式加工内腔圆角。
5 y* ]% E+ l  R# c6 C3 v    摆线铣和清根铣的不同之处在于：清根铣属半精加工，无需圆弧切入/切出。相同之处在于都可以实现小切宽短接触，带来低切削力和高进给。二者的应用领域类似，都是利用铣刀的短接触实现安全加工和高速加工（HSM），应用于难加工材料效果明显。
    我们先来看摆线铣，按照工件槽宽来分，摆线铣可分为两种：小于2×Dc和大于2×Dc。
. X7 a1 y; ]5 x( B* y    （1）小于2xDc：
    编程采用径向连续螺旋线进给以完成工件轮廓。
, P4 K. M+ K; V" L0 B" D    切宽不断变化，进给保持不变。可节省一半的切削时间。
3 P) U" l( v( O% ?# i! v     注意：w值是螺旋线间距（铣刀步距），但并不等于切宽，铣刀进给至槽中心时，切宽远远大于w，此时需要根据真正的ae调整进给（上一期文章已经做过说明）。因为切宽是随时变化的，若保持进给不变，在刀具直径Dc以及铣刀步距w的选上，必须保证：
    Dcmax=0.7xDm
    apmax=2 xDc  
. B, h9 P* V- ^3 Z9 [  ?6 s- I    aemax=20% Dc
( h2 C6 W# f8 t    w≈8% Dc（aemax=20%Dc）
    （2）大于2 x Dc：
) J# \+ {/ W8 u. t0 {$ U. `- g/ a- F    槽变宽了，在拐角处可以采用圆弧进给，其他区域采用直线进给，编程方式变为：
    圆弧切入，编程半径=0.5xDc
6 M7 V7 R1 A/ ~7 V    直线切削，ae=0.1xDc
    圆弧切出，编程半径= 0.5xDc
3 _4 d+ l7 p# k' L    快速定位至下一起始位置，重复上面步骤。
    拐角处属内圆弧切削，过渡部分是直线切削，需要根据不同的切宽因子ae/Dc来确定进给Vf。为了防止铣刀包络角太大而引起振动，推荐的切削参数如下：
, s- o0 a4 q7 ]    切宽（ae）=15% Dc
$ m7 k6 S6 d9 ]* ]: Y    最大切深（apmax）=2xDc
3 |  V3 F; U$ \0 k) o    编程半径（radm）=0.5xDc
6 \7 W$ }: ?, j/ s    圆角进给（Radvf）=0.5x直线进给Vf
    清根铣，常见于型腔加工，例如飞机机翼结构件及模座和压铸模等。
$ q1 k6 h; t; _) j; I, c    在可转位刀具去除大部分余量后，通常在型腔圆角处留有部分余量需要去除，加工方式因铣刀包络角太大，通常会引起振动而导致铣刀寿命低。若采用清根铣方式加工，多次走刀去除余量，保证一致的切宽/包络角和低切削力，从而更安全快速的完成加工。
    清根铣与摆线铣不同，因为越靠近最终尺寸，铣刀的编程半径越小，相应带来切宽和包络角越大。为保证恒定的hex，清根铣会有两种优化切削参数的方法：保持进给一致，逐步减小编程步距w或者保持编程步距w一致，逐步减小进给Vf。
    若保持编程步距w一致，随着编程半径的减小，ae会越来越大，相应的必须减小进给来保持hex恒定，如何调整，上一期我们已经做过说明。部分的CAM软件也支持这种调整。
    工件起始半径=29mm
/ H* P3 ~# ]0 N: m    工件成品半径=6mm
8 R, Q( `' I' P8 n5 l" F; g/ P    铣刀直径Dc=10mm
. f' x! X5 V3 |; W/ N' K2 w6 _6 Q" B    线速度Vc =120m/min
    每齿进给fz=0.05mm
2 g: m! i. m8 x: ?    优化后的切削参数如表1（aemax=2）。