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什么是面铣削?工艺、刀具和应用

作者: D. 阿查里亚
发布日期:23年2024月XNUMX日
最后修改日期:4年2024月XNUMX日
分类: 数控加工

“面铣削是一种必不可少的加工工艺,可去除工件表面的材料,从而获得光滑平整的表面。它可高效地在大面积平坦区域上创建精确均匀的表面。”

数控铣床 是制造业中的关键加工工艺之一,以高精度和复杂性而闻名。它涉及将工件送入旋转的切削刀具中以去除材料并实现预期形状。然而,有两种类型的 铣削操作 根据工件和切削刀具的位置,可分为面铣和周铣。面铣中,切削刀具垂直于工件表面,周铣中,切削刀具平行于工件表面。

 

面铣削工艺被广泛用于在各种材料上形成平坦表面,因为它具有较高的材料去除率。在本文中,我们将重点介绍面铣削,包括其工艺、加工工具、应用、优势等。

 

什么是面铣?

它是将波浪形表面转换为均匀平坦表面的简单铣削操作之一。因此,面铣削的主要目的是使材料表面平整。通常,它可能是其他复杂加工工艺(如钻孔、电火花加工等)的表面准备阶段。

面铣刀的前端面有切削齿,直接朝向工件的顶面。虽然这种铣削操作不会去除大量材料,但材料去除率很高。这种同时重复的切削动作可使高点平整,并使不规则处变得平滑,从而形成平整均匀的表面。

该工艺根据材料类型和表面状况使用不同的刀具,如剥皮刀和立铣刀。同时,使用 CNC 铣床或加工中心作为加工设备。

 

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面铣削工艺的工作原理:分步说明 

面铣削材料去除机制 

以下是面铣削操作所涉及的步骤;

第 1 阶段:夹紧工件

首先,使用夹具、虎钳或其他固定装置将工件固定到机床工作台上,以防止铣削过程中发生任何移动。确保工件稳定,并与铣刀面正确定位。

第 2 阶段:刀具和工件对准

接下来,对准工件和切削刀具。您可以使用千分表或其他对准工具来检查和调整定位。最重要的是,切削刀具应位于工件的中心,工件表面应垂直于刀具的旋转轴。

第 3 阶段:设置铣削参数

在 CNC 机床的控制面板上设置主轴转速、进给速度和切削深度。您需要考虑工件材料和切削刀具的规格。在后续章节中,我们将详细介绍这些参数。您还可以使用实际工件试运行这些参数,以优化它们 定制铣削.

第四阶段:加工阶段

最后,就到了实际铣削的时候了。启动铣床并逐渐降低刀具以与工件表面接触。预先上传的 CNC 指令引导刀具以重叠路径穿过工件,以确保整个表面都得到加工。

 

什么是面铣刀?

面铣刀 

壳铣刀和飞铣刀是主要的面铣刀,而立铣刀也适用于少数情况。这些刀具各自具有不同的结构和特点。壳铣刀适用于较精细的质量,而飞铣刀可用于较大的表面积;

壳式磨机

壳式铣刀的结构包括其表面上的齿和边缘上的嵌件。这种耦合可以处理硬质材料并加快材料去除速度。刀片首先接触工件,去除少量材料,而多个齿则啮合以通过进一步去除来细化表面。壳式铣刀在磨损后或更换工件材料时频繁更换刀片,可产生一致且高质量的表面处理。

飞刀

飞刀是具有单齿和刀片的单点切削刀具。这些可调式切削刀具非常适合较大表面积的面铣削。但是,它们的铣削速度比其他切削刀具慢。此外,它也是一种低功耗工具。 

立铣刀 

与壳式铣刀和飞刀相比,立铣刀或铣刀作为面铣刀的作用较小。立铣刀的锋利面不足以在表面上连续铣削。但是,它可以在表面上形成图案。

 

面铣削:金属与塑料

面铣削操作可对各种材料进行,包括塑料、金属和复合材料。由于它们的特性不同,它们在面铣刀上的表现也不同。例如,它可以 塑料铣削 在高效排屑方面可能是一个挑战。另一方面, 铣削金属 高硬度可能需要对切削刀具材料进行特殊考虑。

下表说明了塑料和金属工件面铣削的主要区别;

标准

塑料面铣削

金属面铣削

刀具材质

高速钢 (HSS)、硬质合金

硬质合金、高速钢 (HSS)、钴

铣削速度

由于材料硬度较低,因此较高

由于材料硬度较高而较低

工装

锋利、抛光的工具,避免熔化

坚固的工具可承受高温和磨损

挑战

熔化、变形、切屑去除

高磨损、工具破损、热管理

主轴转速

更高(高达 30,000 RPM)

较低(1,000 – 10,000 RPM)

成本

降低工具和材料成本

由于更坚固的工具和材料成本更高

 

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成功进行面铣削操作的技巧

以下是执行面铣削过程时可以遵循的一些提示,从工具到表面质量考虑;

  • 刀具稳定性

 首先,您必须确保主轴和与其相连的工具的稳定性。此外,检查主轴是否具有足够的马力来运行。

  • 刀具材质

根据工件材料类型和所需的表面质量选择刀具材料。例如,壳式铣刀是硬质材料铣削的理想选择,而飞刀可以提供更精细的表面质量。

  • 一致的刀具路径

刀具频繁进出工件表面会对切削刃产生应力,从而导致过度颤动。因此,应保持连续的刀具路径以解决此风险。

  • 对次要特征进行面铣

如果铣削表面包括孔和槽等次要特征,则降低进给速度以减轻切削刃上的力。

  • 关注表面光洁度

除了平整度之外,还要关注所需的表面光洁度。 A调整刀具选择和切削参数,以最大程度地提高成品质量。例如,使用飞刀进行较慢的操作可以产生非常光滑且有光泽的表面。

 

面铣削操作的类型

根据能力和工艺特点,面铣削工艺主要有三种类型:通用型、重型和高进给面铣削。下面的列表简要阐述了它们。

  • 常规压扁操作

这是最基本和最常见的面铣削类型,涉及直径大于工件的简单面铣刀。切削刀具以 45 度角接触铣削表面(进入)。°。 该面铣削工艺用于对工件进行一般性的平整处理,之后可能与其他铣削或加工工艺进一步结合。 

  • 重型面铣削 

顾名思义,重型面铣削工艺可去除工件上的大块材料,使其变得细腻均匀。因此,它用于大型且粗糙的工件。刀具以 6 度角进入工件边缘0°。此外,这种铣削操作需要高功率的加工主轴和硬质合金或金刚石涂层刀具,飞刀可以是一个合适的选择。

  • 高进给面铣削

高进给率(1000m/min 以上)通常适用于铝和 ABS 塑料等软材料。它涉及以 10-15° 的角度进入工件以使表面平滑。虽然它可以适应高进给率,但材料去除量低于其他类型。

 

面铣削的优点 

这是使材料表面平整的理想工艺,因为后续的加工操作需要均匀的表面来制作它们。同时,光滑平整的表面本身就是许多产品的最终要求。其他优点包括:

  • 材料去除率高:面铣刀可以进给材料超过 1000米/分钟,非常适合重型粗加工任务。
  • 尺寸精度: CNC 铣床可以 精确控制尺寸、公差和平整度,确保工件符合尺寸要求。 
  • 高效排屑: 面铣刀的设计目的是有效地从切削区域排出切屑。 
  • 多功能性: 它用途广泛,可用于多种材料,包括金属、塑料和复合材料。
  • 工具灵活性: 面部 铣削有切削刀具选项,包括硬质合金刀片和高速钢,这使得刀具和材料选择过程更加灵活。

 

面铣削的应用

面铣削应用

面铣削的零件表面平整光滑,有时有凹槽等图案。它可应用于以下领域:

应用领域

描述

现实世界的例子

表面处理

表面平滑,便于进一步加工或精加工

准备金属板进行涂层或喷漆

表面平整

工件表面平整度均匀

机械用扁平金属基础

工件格式化

将工件整形并调整至所需尺寸

将发动机缸体加工至精确尺寸

模式整合

将图案或纹理融入表面

装饰面板的独特图案

边缘处理

加工并精修工件边缘

精加工金属部件的边缘以便组装

 

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结语 

我们在本文中讨论了面铣削工艺及其各个方面。总体而言,它是均匀平整工件表面的首选方法。但是,正确的刀具类型和铣削速度对于实现最佳结果至关重要,无论是壳铣刀、立铣刀还是飞刀。此外,无论需要去除少量材料还是大块材料以获得平整度,您都可以对工件进行面铣削。

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