螺（luó）旋銑削在數控銑加工中（zhōng）的運用探究

0、引言

經濟的發展，離不開工業的發展，近年來我國經濟發（fā）展迅速，數控加工技術的有力推動（dòng）有著必（bì）不可少的因素。現如今各行（háng）各業隻要涉及到機械加工的企業都離不開（kāi）數控的身影，而數控機床（chuáng）的普及，也讓加工生產變得更加經濟和效率，讓加工產品的（de）精度也在不斷地提高。數控機床的種類很多（duō），一般按照工藝的形（xíng）式可分為：數控車床、數控銑（xǐ）床、數控鏜床、數控磨（mó）床、數控（kòng）鑽床、數控線切割（gē）機床等。在這我們就不一（yī）一贅（zhuì）述了。本文隻（zhī）針對數控銑床中的螺旋銑削進行深入度探討和研究。

1、數控（kòng）銑（xǐ）削加工及螺旋（xuán）銑削

數控（kòng）銑（xǐ）床是一種可以進行產品外形加工的一種加工形式（shì），他可（kě）以加工多種複雜樣式的產品，能夠完成別的數控機床不能完成（chéng）的大（dà）部分工（gōng）作。它通過電腦計算機編程（chéng）與機床自身的操（cāo）作係（xì）統一道，來（lái）完成的很多複雜的操作。

在加工過（guò）程中，首先要將準備加工零件的毛坯件進行在工作台上的固定，然（rán）後（hòu）選擇合適的（de）銑刀，安裝就位後，通過程序預先（xiān）設計好的編程程序，對零件進行加（jiā）工。數控（kòng）銑床一般加工產品上的曲線輪廓、直線、圓（yuán）弧。孔、螺紋（wén）以及螺旋曲線，尤其是一些人工所不能加工的需要設備輔助加工的數學表達式給出的（de）非圓曲線、列表曲線、空（kōng）間曲麵等。這些工件看似形狀簡單，實則尺寸繁瑣，難以（yǐ）測量（liàng）和觀察，有些孔和平麵要求的加工尺寸和精度而且還要求（qiú）很高，這

些數控銑床都能很好的完成。

在數控銑削過程中，就不得不說螺旋銑削，它是數控銑（xǐ）削加工（gōng）過程中一項重要的加工方式，螺旋銑削的加工軌跡就（jiù）像彈簧，在加工過程中刀（dāo）具按照編程（chéng）設計的運動軌跡進行螺旋的（de）進給，對加（jiā）工工件進行逐步的切削，已達到預期的尺寸。對（duì）於（yú）螺旋銑削，刀具的選擇很重要，一般來說根據工件的加工銑削尺（chǐ）寸及螺（luó）旋（xuán）半徑選擇大於刀（dāo）具直徑的40%到 60%，當然也要看刀具的中心有多大的位置沒有切削刃，這對於刀具的切割壽命（mìng）有很大影響，Z 軸也就是進刀尺寸的（de）給定取正常切削的 20%左（zuǒ）右，這也要看材料和實際加工確定，一般來說螺旋銑削加工在下刀的時候和走（zǒu）孔（kǒng）的時候用的情（qíng）況比較多，不過加工鋼件的時候能不用就不用了，因為對刀磨損太快，嚴重影響刀（dāo）具的壽命。

 在數（shù）控銑削加工過程中，通過螺（luó）旋銑削的應用（yòng），從而提高了設備加工使用的優化，能夠跟好的滿足加工生產（chǎn）的要求，而且在刀具的使用上，發揮出（chū）跟大的價值。分析研究螺旋銑削的（de）加工工藝技（jì）術，合理的（de）運用螺旋洗對（duì）輪廓、孔、螺紋等進行（háng）參數（shù）調（diào）整，研究（jiū）出一套適合的加工工藝。為數控技術發展，做更深層次的研究（jiū）。

 2、數控銑中螺旋銑削的的（de）應用

2.1 螺旋銑削對工件外形輪廓銑削的作用

在數控銑床中，輪廓銑削一直是一項主要的銑削目的，在以往傳統的平麵加工過程中，機（jī）械加工的工作效率不是很高，而銑削加（jiā）工大大改善了這個問題，但在銑（xǐ）削過程中，有一個重要的問（wèn）題，那就是刀具在（zài）加工中，一般來（lái）說是旋轉的刀具相（xiàng）對於靜止的（de）工件進行加工，當銑刀在切削過程中，如果刀具在高速旋轉狀（zhuàng）態下，直接垂直（zhí）切削工件時，在進刀的過程中（zhōng），會對工件帶（dài）來一個直（zhí）接（jiē）的衝擊力，這樣的切削方式，會對工件產生一定的損傷，而且直進的加工方式對於刀具和機床的損（sǔn）傷也是不可忽視，長此以往，刀具的使用壽命會急（jí）劇降低，對（duì）機床的加工精度也會產生影響。為了減少這樣的情況的發生，螺旋銑削（xuē）的（de）出現也（yě）就得到了數控銑床的的大量應用。螺旋（xuán）銑（xǐ）削的應用（yòng）大大改善了（le）銑刀在銑削過程中所造成的幹涉問題。優化了切削（xuē）路徑，切削的過程刀（dāo）具進刀形式是（shì）一種沿著工件輪廓螺旋進（jìn）給的一種方式進刀，螺旋進刀時刀具（jù）以螺旋（xuán）線的方式運動，以此來避開刀具中心（xīn）無（wú）切削力的的問（wèn）題，它靠銑刀的側刃逐漸向下（xià）切削從而實現向下進刀，這（zhè）樣的進刀路徑，大大減少（shǎo）了（le）刀具和工件的直接衝擊，也讓加工的效率和加工的（de）精度得到（dào）了提高。

螺旋進刀的關鍵是選擇刀具（jù）的直徑，切削最大螺旋半徑、最小螺旋半徑、螺旋進到（dào）角度。刀具的種類很多，外（wài）形尺寸也很（hěn）多，根據具體的加（jiā）工零件、加工材（cái）料、加工尺寸、加工外形選擇合適的加工刀具，一（yī）般有麵銑刀、立銑刀、模具銑刀等。最大螺旋半徑和最小螺旋半徑是（shì）一個相對的概念，根據銑削工件形狀尺寸，確定最大螺旋半徑是為了更快更效率（lǜ）的切削工件，螺旋半（bàn）徑過大會影響切削時工件邊角（jiǎo）的切削（xuē）精度，可能會（huì）出現（xiàn）過切或者少切的情況。最（zuì）小螺旋半徑是為了防止（zhǐ）進刀時頂刀的，最小螺旋半徑不能小（xiǎo）於刀具中心無切削（xuē）力（lì）部分（fèn）的半徑，防止切削受力過大。進刀（dāo）角度的確定也是一個很重要的因素（sù），進刀（dāo）角度過大會產生過大的端刃切削力，角度過小側（cè）螺旋圈數又偏多，切削量偏少，切削時間過（guò）長，影響效率（lǜ）。所以（yǐ）切削角度（dù）的確定還需要根（gēn）據實際情況，在不影響刀具使用壽命的情況下，經量增（zēng）大切削角度，一（yī）般選擇 5-15 度之（zhī）間（jiān）。

2.2 螺旋銑削對（duì）工（gōng）件螺（luó）紋加工的應（yīng）用（yòng）

說到螺紋加工，因為螺紋標（biāo）準化的確（què）定，所以在傳（chuán）統的螺紋加工中大多數情況下都是（shì）用標準（zhǔn）的刀具對工件進行相對的旋轉切削運（yùn）動。以此來完成螺紋的加工生產，此種形式（shì）生產的螺紋（wén）形狀基本能夠達到使用要（yào）求，但是如（rú）果螺紋精度要求提高以後，這種傳統的螺紋生產加工方（fāng）法對操作工的技術要求，以及對設備精度的要（yào）求都要（yào）有明顯的提高，這對於生產（chǎn）效益的影響還是提出了很高的要求。而且在螺紋加工中如（rú）果出現一（yī）些（xiē）非標準的螺（luó）紋形（xíng）式，這對傳統的（de）車床就是一項很大的挑（tiāo）戰。而對於應用了（le）數控銑床的螺旋銑削來說，這些問題都可（kě）以迎刃而解，螺（luó）紋銑削加工現對於傳統的螺紋加工，其加工（gōng）的工件（jiàn）精度更改更高，加工的廢品率更低，而且加工效率也比傳統加工有著明顯優勢。

如圖 1 所示（shì）在螺紋（wén）結構形狀以及螺紋旋向方麵也不（bú）受傳統的限製，有時可以利用一把螺紋銑削刀具完成多種形式的螺紋加工。在傳統的螺紋加工中，螺紋加工件必須有（yǒu）過渡（dù）段或者退刀槽的形式才能（néng）加工（gōng）情（qíng）況，在數控銑床中都可以很容易的減少（shǎo）此類工藝步序，直接加工螺紋，這樣的好處是減少了應力集中。而（ér）且螺紋銑刀加工的螺紋工件（jiàn）耐用（yòng）度也有很大的提高，是一般絲（sī）錐板牙加工（gōng）的螺紋的數十倍之多。數控螺紋銑削加工的優（yōu）勢過於明顯，所以現如今對於很多要求較高的工件螺紋式生產中銑削（xuē）工藝得到極大的應用。

2.3 螺旋銑削對工件孔加工的（de）應用

螺旋銑削在鑽孔來說，有著高效的加（jiā）工能（néng）力（lì），一般螺（luó）旋銑削鑽孔需要三軸同時運動，X 軸（zhóu）、Y 軸平麵運動，Z 軸做垂直旋轉運動，刀具圍繞工件孔（kǒng）中心線做螺旋運動。這樣的好處（chù）是增大了（le）銑削麵積，切削更加快速，擴大了鑽孔尺寸，而且銑削出的孔表麵光滑，加工精（jīng）度高，減少了一般鑽孔後精鏜表麵的工序，他的性能均超出麻花鑽、扁鑽、火焰切割、穿孔等技術。采用螺旋銑削，不論是在任何情況下，加工刀具與加（jiā）工工件之前都隻有很小的接觸麵積，所以需（xū）要的切（qiē）削力相對於其他鑽孔工藝也小得多，而且螺旋銑削增（zēng）加了材料切屑的排出空間，減少（shǎo）了碎屑和刀具以及（jí）孔壁的摩擦。而且空的尺寸是由數（shù）控編程程序來確定（dìng）加（jiā）工的，所（suǒ）以孔的加工對於受刀具的選擇減（jiǎn）少，從而降低了鑽頭的（de）儲存要求。

鑒於（yú）數控銑刀的螺旋切削刃的幾何形狀的特點，銑刀可以切削出筆直的側壁和（hé）一個 90 度（dù）角度的底（dǐ）部，這相對（duì）傳（chuán）統的鑽（zuàn）孔工具，是不能夠（gòu）做到的。對於一（yī）些大型模具加工的廠家，在加工大型加工（gōng）件時，機床之（zhī）間的工件移動也是要消耗（hào）很多（duō）時間的，在一些大型工件造打孔後需要對孔進（jìn）行精鏜，而這些工序可以在數控銑床（chuáng）上一次性（xìng）完成。

 不過在螺旋銑削孔加工中（zhōng），冷卻方式也體現的至關重要，因為在銑削過程中，刀具在完成切削過程之前是沒有抬刀動作的，所（suǒ）以切削（xuē）產生的（de）鐵屑如果（guǒ）不（bú）能及（jí）時的叢孔中排出，就會對孔表麵造成劃傷（shāng），而且切削和刀具的摩擦也會使刀具產生高溫（wēn），這會影響刀具的使用（yòng）壽（shòu）命，更有甚者會出現崩刀的可能。在孔加工（gōng）過程（chéng）中因為是冒（mào）孔狀態，故不能使用液冷，應該優先使用高壓氣體進行冷卻，這樣能夠讓鐵屑及時排除，而且也對刀具起到了冷卻的（de）作用。以上闡述都體現出螺旋銑削孔加工在（zài）加工產品中的優勢，現如今，一些大型鍛造廠都采用了螺旋銑削來進（jìn）行打孔（kǒng）加工，這（zhè）極大（dà）提高了生產的工作效率，而且（qiě）加工（gōng）精度也得到了極大的提高。

3、螺旋銑削在數控銑加工中的優化發展

螺旋銑削的應用讓數控銑削變得越來越不可或缺，它（tā）能夠代替很多的傳統的加工工藝來更好地完成加（jiā）工工件的生產。而為了讓螺旋銑（xǐ）削能夠更好地（dì）服務於實踐生活，我（wǒ）們還需要不斷地加強學（xué）習探索和改進。

 3.1 選擇合適的切削（xuē）方式

在很多銑削方式中，螺旋銑削能夠更好地完成加工生產，但是在社會不斷進步發展的過程（chéng）中，會出現很（hěn）多不同形狀各異的加工零件，這對於（yú）數控加工是一個（gè）挑戰，在日（rì）常加工中，我們要不斷摸索螺旋銑削中不同刀具選擇對不同材質（zhì）的工件切削過程，還（hái）有各種不同工況下，如何合理（lǐ）選擇刀具，進給參（cān）數，程序的改進，已達到用最經濟的方式更好地完成工（gōng）件的加工。

 3.2 對數控加（jiā）工螺（luó）旋銑削技術人員的要求

螺旋銑削加工在不斷應用和摸索過程中，對於數（shù）控機床（chuáng）的操作人員以及技術人員，都要學會善於總結，善於發現，善於嚐試（shì）。而且公司也要定期對員工進行同行業（yè）先進技術的專業的培訓，隻有員（yuán）工（gōng）能夠充分掌握螺旋（xuán）銑（xǐ）削的加工方法，讓數控機床能夠充分地得到利用，以促進公（gōng）司乃（nǎi）至（zhì）行業更好的發展。

4、結論

在目前的數控銑削（xuē）過程中，螺旋銑削得到極大的發展，我們要充分（fèn）利用好螺旋銑削這一加工方法。在（zài）未來的數控技術發展的道路（lù）中，我們要不斷探索，積極創新，努力提升自己的（de）專業技術水平，為行業的發展和社會的進（jìn）步做出貢獻。