螺旋銑削在數控銑加工中的運用（yòng）探究

0、引（yǐn）言（yán）

經濟的發展（zhǎn），離不（bú）開工業的（de）發（fā）展，近年（nián）來我國經濟發展迅速（sù），數控加（jiā）工技術（shù）的有力推動有著必不可少的因素。現如今各行各業隻要涉及（jí）到機械加工的企業都離不開數控的身影，而數（shù）控機床的普及，也讓加工生產變得更加經濟和效率，讓（ràng）加工產品的精度也在不斷地提高。數控機床的種類（lèi）很多，一般按照工藝的形（xíng）式可分為：數控車床、數控銑床、數控鏜床、數控磨床、數控（kòng）鑽床、數控線切割機床等。在這我（wǒ）們（men）就不（bú）一一贅述了。本文（wén）隻針對數控銑床中的螺旋銑削進行深入度探討和研究。

1、數控銑削加（jiā）工（gōng）及螺旋銑削

數控銑床是一種可以進行產品外形加工的一種加工形式，他可以加工（gōng）多（duō）種複雜樣式的產品，能夠完成別的數控機床不能完成的大部分工作。它通過電腦計算機編程與機床自（zì）身的操作（zuò）係統一（yī）道，來完成的很多複雜的操（cāo）作。

在加工（gōng）過程中，首先要將（jiāng）準備加（jiā）工零件的毛坯件進行在工作台上的（de）固定，然後選擇合適的銑刀，安裝就位後，通過程序預先設計好的編程程（chéng）序，對零件進行加工。數控銑（xǐ）床一般加工產品上的曲線輪（lún）廓（kuò）、直（zhí）線、圓弧。孔、螺紋以及螺旋曲線，尤其是一些人工所不能加工的需要設備輔（fǔ）助（zhù）加工的數學表達式給出的非圓曲線、列表曲（qǔ）線（xiàn）、空間曲麵等。這些（xiē）工件看（kàn）似形狀簡單（dān），實則尺寸繁瑣（suǒ），難以測量和觀察，有些孔和平麵（miàn）要求的加工（gōng）尺寸和（hé）精度而且還要求很高，這

些數控銑床都（dōu）能（néng）很好的完成。

在（zài）數控銑削過程中，就不（bú）得不說螺旋銑削，它是數控銑削加（jiā）工過程中一項重要的（de）加工方（fāng）式，螺旋銑削的（de）加工軌跡就像彈簧，在加工過程（chéng）中刀具按照編程設計的運動軌跡進行螺旋的進給，對加工工件進行逐步的切削，已達到預期的尺（chǐ）寸。對於螺旋銑削，刀（dāo）具的選擇很重要，一般來說根據工件的加工銑（xǐ）削（xuē）尺寸及螺旋半徑選擇大於刀具直徑的40%到 60%，當（dāng）然也要看刀具的中心有多大的位置沒有切削刃，這對於（yú）刀（dāo）具的切割壽命（mìng）有（yǒu）很大影響，Z 軸也就是進刀尺寸的給定取正常切削的 20%左右，這（zhè）也要看材料和實際加工確定，一般來說螺旋銑削加工在（zài）下刀的時候和走孔的時候用的情況（kuàng）比較多，不（bú）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（xiǎng）刀具的（de）壽命。

 在數控銑削加工過程中，通過螺旋銑（xǐ）削的應用（yòng），從（cóng）而提高了設備加工（gōng）使用的優化，能夠（gòu）跟（gēn）好的滿足加工生產的要求，而且在刀具的使用上，發揮出跟（gēn）大的價（jià）值（zhí）。分析（xī）研究螺旋銑削（xuē）的加（jiā）工工藝技術，合理的運用螺旋洗對輪廓、孔、螺紋等進行參數調整，研究（jiū）出一套適合（hé）的加工（gōng）工藝。為數控（kòng）技術發展，做（zuò）更深層次的研究。

 2、數控銑中螺旋銑（xǐ）削的的應用

2.1 螺旋銑（xǐ）削（xuē）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（de），在以往傳統的平麵加工過程中，機械加工的工作效率不是很高，而（ér）銑削（xuē）加工大大改善了這個問題，但（dàn）在（zài）銑削過程中，有一個（gè）重要的問題（tí），那就（jiù）是刀具在加工中，一般來說是旋（xuán）轉的刀具相對（duì）於靜止的工件進行加工，當銑（xǐ）刀在切（qiē）削過程中，如果（guǒ）刀具在高速旋（xuán）轉狀（zhuàng）態（tài）下，直接垂直切削工件時（shí），在進刀的過程中，會對（duì）工件帶來（lái）一個直接的衝擊力，這樣的（de）切削（xuē）方式，會對（duì）工件產（chǎn）生一定的損傷，而且直進的加工方式對於刀具和機床的損傷也是（shì）不（bú）可忽視，長此以往，刀具的使用壽命會急劇降低，對機床的加工精度也會產生影響。為了（le）減少這樣的（de）情況的發生，螺旋銑削的出現也就得到了數控（kòng）銑床的的大量應（yīng）用。螺旋銑削的應用大大改善了銑刀在銑削過（guò）程中所造成的幹涉問題。優化（huà）了（le）切削路徑，切削的過程刀具進刀形式是一種沿（yán）著工件輪廓螺旋進給的一種方（fāng）式進刀，螺旋進刀時刀具以螺旋線的方式（shì）運動，以此來避開刀具中心無切削力的的問題（tí），它靠銑刀的側刃逐漸向下切削從而實現向下進刀（dāo），這樣的進刀路（lù）徑，大大減少了刀具和工件的直接衝擊，也讓加工的效率和加工的精度得到了提高（gāo）。

螺旋進刀的關鍵是選擇刀具的直徑，切削最大螺旋（xuán）半徑、最小螺旋半（bàn）徑、螺旋進到角度。刀具的種類很多，外（wài）形尺寸也很多，根（gēn）據具體的加工零件（jiàn）、加工材料、加工（gōng）尺寸、加工外形選擇合適的加工刀具，一般有麵銑（xǐ）刀、立銑刀、模具銑刀等。最大螺旋半徑和最（zuì）小螺旋半徑是一個相對的概（gài）念，根據銑削工件形狀尺寸，確定最大螺旋半徑是（shì）為（wéi）了更快更效率（lǜ）的切（qiē）削工件，螺旋半徑過大會影響切削時工件邊角的切削精度（dù），可能會出現過切或者少切（qiē）的情況（kuàng）。最小（xiǎo）螺旋半徑是為了防止進刀時頂刀的，最小螺旋半徑不能小於刀具中心無切削（xuē）力部分的半徑，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，進刀角度過大會產生過大的端刃（rèn）切削力，角度過小側螺旋圈數又偏多，切削量偏少，切削時間過長，影響效率。所以切削角度的確定還需要根據（jù）實際情況，在不影響刀具使用（yòng）壽命的情況（kuàng）下，經量增（zēng）大切削角度，一（yī）般選擇 5-15 度之間。

2.2 螺旋銑（xǐ）削對工件螺紋加工的應用

說到螺紋加工，因為螺紋標準化的（de）確定（dìng），所以在傳統的螺紋加工中大多數（shù）情（qíng）況下都（dōu）是用標（biāo）準的刀具對工件進行（háng）相（xiàng）對的旋（xuán）轉切削運動。以此（cǐ）來完成螺紋的加工生產，此種形式生產的螺紋形狀基本能夠達到使用要求，但是如果螺紋精度要求提（tí）高以後（hòu），這（zhè）種傳（chuán）統的螺（luó）紋生（shēng）產加工方法對操（cāo）作工的技術要求（qiú），以及對設備精度的要求都要有明顯的提高，這對（duì）於生產效益（yì）的影響還是提（tí）出了很高的要求。而且在（zài）螺（luó）紋加工中如（rú）果出現一些非標準的螺紋形式，這（zhè）對傳統的（de）車床就是一項很大的挑戰。而對（duì）於應用了數控銑床的螺旋銑削來說，這些問題都可以迎刃而解，螺紋（wén）銑削加工現對（duì）於傳統的螺紋加工，其加工的（de）工件精度（dù）更改（gǎi）更高，加工的廢品率更（gèng）低，而且加工效率也比傳統加工有著明顯優勢。

如圖 1 所示在（zài）螺紋結構形狀以及螺（luó）紋旋向方麵也不受傳統的限製，有時可以利用一把螺紋銑削（xuē）刀具完（wán）成多種（zhǒng）形式的螺紋加工。在傳統（tǒng）的螺紋加工中，螺紋加工（gōng）件（jiàn）必須（xū）有過渡段或者退刀槽（cáo）的形式才能加工情（qíng）況，在數控銑床中都可以很容易（yì）的減少此類工藝步序，直接加工螺（luó）紋，這樣（yàng）的好處是減少了應力集中。而且螺（luó）紋銑刀加工的螺紋工件耐用度也有很大的提高，是一般絲錐板牙加工（gōng）的螺紋的數十倍之（zhī）多。數（shù）控螺紋銑削加工的優勢過於明顯，所以現如今對於很多要求（qiú）較高（gāo）的工件（jiàn）螺紋式生（shēng）產中銑削工（gōng）藝得到極大（dà）的應用。

2.3 螺旋（xuán）銑削對工件孔（kǒng）加工的應用

螺（luó）旋銑削在鑽孔來說，有著高效的加工能（néng）力，一般螺旋銑削鑽孔需（xū）要（yào）三軸同時（shí）運動，X 軸（zhóu）、Y 軸平麵運動，Z 軸做（zuò）垂直（zhí）旋轉運動，刀（dāo）具圍繞工（gōng）件孔中心線做螺旋運動。這樣的好處是增大了銑（xǐ）削麵積，切削更加快速，擴大了鑽孔尺寸，而且（qiě）銑削出（chū）的孔表麵光滑，加工（gōng）精度（dù）高，減少了（le）一般鑽孔後精鏜表麵的工序，他的（de）性能均超（chāo）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（zài）任何情況下，加工刀具與加工工件（jiàn）之前都隻有很（hěn）小的接觸麵積，所（suǒ）以需要的切削力相（xiàng）對於其他鑽孔工藝也小得多，而且螺（luó）旋銑削增加（jiā）了材料切屑的排（pái）出（chū）空間，減少了碎屑和刀（dāo）具（jù）以及孔壁的摩擦。而（ér）且（qiě）空的尺寸是由數控編程程序來（lái）確定加工的，所以孔的加工（gōng）對於受刀具的（de）選擇減少，從（cóng）而降低（dī）了鑽頭的儲（chǔ）存要求（qiú）。

鑒於數控銑刀的螺旋切削刃的幾（jǐ）何形狀的特點，銑刀可以切削出筆直的側壁和一個 90 度角度的底部，這相對傳統的鑽孔（kǒng）工具，是不能夠做到的。對於一些大型模（mó）具加工的廠家，在加工大型加（jiā）工（gōng）件時，機床之間（jiān）的工件（jiàn）移動也是要消耗很多時間的，在一些大型工件造打孔後需要對孔進行精鏜，而這些工序可以在數控銑床上一次性完（wán）成。

 不過在螺旋銑削孔加工中，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（de），所以切削（xuē）產生的鐵屑如果不能及時的叢孔中排出，就會對孔表麵造成劃傷，而（ér）且切削和刀具的摩擦也會使刀具產生（shēng）高溫，這會影（yǐng）響刀（dāo）具的使用（yòng）壽命，更有甚者會出現崩刀的可能。在孔加工過程中因為是冒孔狀態，故不能（néng）使用液冷，應該優先使（shǐ）用高壓氣體進行（háng）冷卻（què），這樣能夠讓鐵屑及（jí）時排除，而且也對刀具起到了冷卻的（de）作用。以（yǐ）上闡述（shù）都體現出（chū）螺旋銑削孔加工在（zài）加工產品中的優勢，現如今，一些大型（xíng）鍛造廠都采用了螺旋銑削來進行打孔加工，這極大提（tí）高了生產的工（gōng）作效率，而且加工精度也得到了極大的提高。

3、螺旋銑削在數（shù）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（yuè）不可或缺（quē），它能夠代替很多的傳統的加工工藝來更好（hǎo）地完成加工工件的生產。而為了讓（ràng）螺旋銑削能夠更（gèng）好地（dì）服務於實踐（jiàn）生活，我們還需要不斷地加強學習探索和改進（jìn）。

 3.1 選擇合適的切削方式

在很多（duō）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中，會出現很多不同形（xíng）狀（zhuàng）各異的加工零（líng）件，這對於數控加工是一個挑戰，在日常加工中，我們要不斷摸索螺旋銑削中不同（tóng）刀具選擇對不同材質的工件切削過程，還有各種不同工況下，如何合理選擇刀具，進給參數，程序的（de）改進，已達到用最經濟（jì）的方式更好地完成工件的加工。

 3.2 對數控加工螺旋銑削技術人員的要求

螺旋銑削加工（gōng）在不斷（duàn）應用和摸索過程中，對於（yú）數控機床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。而且公司也要定（dìng）期對員工進行同行業先進技術的專業（yè）的（de）培訓，隻有員工能夠充分（fèn）掌握螺旋銑削的加工方法，讓數控（kòng）機床能夠充分地得到利（lì）用，以促進公司乃至行業更好的發展。

4、結論

在目前的數控銑（xǐ）削過（guò）程中，螺旋銑削得到極大的發展，我們要充分利（lì）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中，我們要不斷探索，積極創新（xīn），努力提升自己的專（zhuān）業技術水平，為行（háng）業的發展和（hé）社會的進步做出貢獻。