铣削技巧在摆线铣和清根铣中的应用

zpc64

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。
' p, P/ g- `: I7 E" f5 n& k    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：
% H0 S  v1 X4 ~& f& s1 ?    （1）低切削力，允许应用大切深，可利用整个切削刃长度切削；
, ^; s2 w- a/ [$ t% ?  c/ m3 b    （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。
    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。
    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。
    （1）小于2xDc：
    编程采用径向连续螺旋线进给以完成工件轮廓。
    切宽不断变化，进给保持不变。可节省一半的切削时间。
     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：
4 K; x/ ^1 J; Y5 r1 {5 J/ `6 @    Dcmax=0.7xDm
    apmax=2 xDc  
    aemax=20% Dc
    w≈8% Dc（aemax=20%Dc）
8 o* L2 Z, m/ n/ r- ?6 j) A    （2）大于2 x Dc：
: e$ B1 ^+ W" B$ k! d8 w! s    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
* y" L, R0 }: A- B    直线切削，ae=0.1xDc
2 O5 \# j& o, c  A  r  j    圆弧切出，编程半径= 0.5xDc
    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：
    切宽（ae）=15% Dc
  l' u9 }$ S1 S4 q" S    最大切深（apmax）=2xDc
3 ~: i9 B$ Z2 F+ M* {$ V) H    编程半径（radm）=0.5xDc
    圆角进给（Radvf）=0.5x直线进给Vf
: |4 U' R) U% g& a    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。
    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。
% Y0 y; P8 S; [9 r2 m    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。
2 I1 c3 T& b% L% X7 [# S    工件起始半径=29mm
, ~; }- c) u# ]6 m' ?( s7 g. t, J    工件成品半径=6mm
    铣刀直径Dc=10mm
1 u+ Y  C4 Z2 ]1 H+ @    线速度Vc =120m/min
: |3 z- m  {& V! d# |3 J3 m- }    每齿进给fz=0.05mm
3 W! n0 d8 w9 {    优化后的切削参数如表1（aemax=2）。