铣削技术的工艺研究

铣削技术的工艺研究

【摘 要】机械制造业在整个国民经济中占有十分重要的地位，金属切削加工作为精密加工手段，在整个机械制造行业有着十分重要的地位，文章就铣削技术的工艺进行了研究和分析，希望能给从事本行业的同仁们一个借鉴和参考。

【关键词】铣削技术；刀具；切削用量

最早的铣床是美国人惠特尼于1818年创制的卧式铣床；为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人布朗于1862年创制了第一台万能铣床，这是升降台铣床的雏形；1884年前后又出现了龙门铣床；二十世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快速”或“快速-进给”的自动转换。铣床在控制系统方面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代以后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。

1 国内外铣削机床现状

在德国等西方工业发达的国家，20世纪80年代就已经推出CNC旋风铣床及高刚度精密定位刀盘，发展到现在已经成为相当成熟的产品。由于CNC旋风铣床在国内尚无厂家制造，我国仅有的几家工厂拥有的CNC旋风铣床也都是由德国Leistritz公司进口而来。机床可对螺纹的导程精度和中径尺寸的一致性进行修整，加工出的滚珠丝杠精度可达P3级，滚道截面形状的正确性、中径尺寸的一致性均优于磨削加工。机床配置了精密对刀仪，具有轨迹寻找功能，可在一次加工4m长度的基础上进行二次接刀加工，单根加工长度可达8m，真正体现了旋风硬铣削技术的先进性，以及在滚珠丝杠加工中的优越性。将高速切削技术结合旋风铣削进行研究，尤其是将原有的旋风铣头高速化，提高了加工效率。

2 高速铣削技术的应用及优势

高速切削加工技术按其目的而言可分为两类：以实现单位时间最大材料去除量为目的的加工； 以实现高质量加工表面与细节结构为目的的加工。模具的高速切削加工都是这两类技术的综合运用。高速铣削加工技术引进到模具加工行业， 主要应用淬硬模具型腔的直接加工：高速铣削采用极高的切削速度和超硬刀具， 可直接加工淬硬后的模具型腔，在某些情况下可取代电火花型腔加工， 与电火花加工相比， 加工质量和加工效率都不逊色， 甚至更优， 而且省略了电极的制造。EDM电极加工：高速铣削电极提高了电极的表面质量和精度， 减少了后续加工工序；应用高速铣削技术加工电极对提高电火花加工效率起到了很大作用。快速样件制造： 利用高速铣削加工效率高的特点，用于加工塑料和铝合金模型， 通过CAD 设计后可快速生成3D实体模型， 比快速原型制造技术效率高、质量好。模具的快速修复： 模具使用过程中往往需要多次修复， 以延长使用寿命， 以往模具的修复主要靠电加工来完成， 而采用高速加工可以更快地完成该工作， 并可使用原NC 程序， 无须重新编制。

与模具的传统加工方式相比，模具的高速铣削加工的优势更明显：高速铣削加工提高了模具加工速度；高速铣削加工改善了工件加工精度和表面质量；高速铣削加工简化了加工工序；高速切削加工省去了电极材料；高速切削加工可使用小直径的刀具， 对模具更小的圆角半径及模具细节加工，节省部分手工修整工艺。加工工序的简化可大大缩短模具的生产周期。

3 铣削技术分析

随着铣削工艺的日益成熟与科技的发展，铣削工艺发展出了许多新的工艺，这些工艺技术适应了社会发展对金属加工的需要。

3.1 高速铣削加工技术

高速铣削加工技术是一种主要用于模具加工的新技术，可加工复杂的自由表面和细微形状，它的优点有缩短工期，降低成本，提高精度。近年来快速发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。

3.2 螺纹铣削的应用

作为一种新型的螺纹加工工艺，螺纹铣削与攻丝相比有着独有的优势和更广泛灵活的使用方式和应用场合。在大批量的螺纹加工中，由于丝锥比较低的切削速度限制以及在加工好螺纹后的反转退刀，要想提高加工效率十分困难。然而如果我们使用螺纹铣刀可以轻松提高进给速度，这样就可以大幅提高加工效率。由于很高的切削速度，较小的切削力使切削面很光滑；细碎的切屑能被冷却液轻松冲出工件不会划伤已加工面。对于螺纹精度有较高要求的工件，由于螺纹铣刀是靠螺旋插补来保证精度的，所以只需要调整一下程序就能轻松获得所需高精度螺纹。这个特点在精密螺纹加工中拥有绝对优势。

3.3 旋风铣削

旋风铣是安装在普通车床上的高速切削动力头， 用装在高速旋转刀盘上的硬质合金成型刀，从工件上铣削出螺纹的螺纹加工方法。可以选用不同硬质合金刀具对各种材料进行高速高效的螺纹铣削。旋风铣的优点效率高，光洁度好。在微制造加工领域，微铣削因具有加工材料的多样性和能实现三维曲面加工的独特优势，微铣削是微细加工研究领域中，由硅微工艺跨入非硅工艺、由电加工跨入非电加工、由二维加工跨入三维加工的一项重要的先进制造技术。由于它在未来的电子、汽车、模具、国防等行业具有明显的应用前景，近几年受到国内外广泛关注。

3.4 绿色新技术

干切削技术是为适应全球日益高涨的环保要求和可持续发展战略而发展起来的一项绿色切削加工技术。它在加工过程中不用任何切削液的干切削正是控制环境污染源头的一项绿色制造工艺并被广泛推广使用。其特点：切屑干净清洁无污染，易于回收和处理；省去了切削液传输，回收，过滤等装置及相应的费用，简化了生产系统，降低了生产成本；省去了切削液与切屑的分离装置及相应的电气设备。机床结构紧凑，减少占地面积；不会产生环境污染；不会产生与切削液有关的安全事故及质量事故。干式切削是一种在加工过程中不使用切削液的加工方法。

4 结束语

高速切削技术是先进的制造技术，有着广阔的应用前景。高速铣削加工在模具制造中具有高效、高精度及可加工高硬材料的优势，在发达国家已经得到了广泛的应用。目前， 我国高速切削技术还停留在较低的水平， 高速铣削技术在模具工业中应用范围还不是很广，应用水平也有待提高。大力发展高速切削技术，不断深化和推广模具高速切削技术的运用， 对提高我国模具制造业的整体水平将具有深远的意义。

参考文献：

[1]杨庆东.现代模具制造的高速加工技术[J].工具技术，2012（2）.

[2]陈兴云.浅析模具高速加工技术[J].模具技术，2012（6）.