利用立式铣床加工平面的探讨与研究
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作者: 丁进宇
【摘 要】铣削是平面加工的主要方法，铣削中小型零件的平面一般用卧式或立式铣床，铣削大型零件的平面则用龙门铣床。本文主要简单分析了平面铣削时加工路线的合理选用与冷却，以及在铣削加工中铣削方式的确定。
【关键词】铣刀；平面铣削；顺铣；逆铣
铣削是在铣床上利用铣床的旋车作主运动，工件的移动作为进给运动来切削工件的加工方法，铣削是一种应用非常广泛的切削加工方法，它可以对多种几何形状的表面进行粗加工和半精加工，其加工精度一般为IT9～IT8，表面精糙度一般为Ra6.3～1.6um，由于铣刀为多齿刀具，所以铣削具有工艺范围广、生产效率高、容易产生振动、刀齿散热条件好等特点。
一、铣削加工的特点
（1）铣刀是典型的多刃刀具，加工过种有几个刀齿同时参加切削，点的切削宽度较大，铣削时的主运动是铣刀的旋转，有利于进行高速切削，故铣刀的生产率高于刨削加工。（2）铣削加工范围广，可以加刨削无法加工或难以加工的表面。（3）铣削过程中，就每个刀齿而言是依次参加切削，刀齿在离开工件的一段时间内，可以得到一次冷却，因此，刀齿散热条件好，有利于减少铣刀的磨损，延长了使用寿命。（4）由于是断续切削，刀齿在切入切出工件时产生冲击，而且每个刀齿的切削厚度也时刻在变化，这就引起切削面积和切削力的变化，因此铣削过程不平稳，容易产生振动，直接影响工件表面粗糙度。（5）铣床铣刀比刨床刨刀结构更复杂，铣刀的制造与刃磨比刨刀困难，所以铣削成本比刨削高。（6）铣削与刨削的加工质量大致相同，经粗精加工后都可达到中等精度，但在加工大平面时，刨削后明显接刀痕，而且直径小于工件宽度的端铣刀加工时，各次走刀间有明显的接刀痕，影响表面质量，铣削加工用于单件小批量生产，也造用于大批量生产。
二、铣削方式的选择
在加工中，铣刀的旋转方向一般是不变的，但进给方向是变化的。这就出现了铣削加工中常见的两种现象：顺铣与逆铣。顺铣：铣削时主运动的方向与进给运动方向相同，这种铣削方式称为顺铣。特点：铣刀刀刃的切削厚度由大到零，不存在滑行现象，刀具磨损较小，工件冷硬程度较轻，加工过程中由于力的分解切削时振动大，但其表面光洁度较好，适合精加工。逆铣：铣削时主运动的方向与进给运动方向相反，这种铣削方式称为逆铣。特点：逆铣时，铣刀刀刃不能立刻切入工件，而是在工件己加工表面滑行一段距离，刀具磨损加剧，工件表面产生冷硬现象，加工过程中有利于消除工作台丝杠与螺母间的间隙，切削平稳，振动小，表面粗糙度差，适合粗加工。
三、刀具选择
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，在立式铣床上加工平面要用立式铣刀和盘铣刀，立式铣刀用于加工小平面工件，加工时会有接刀痕，加工效率相对于盘铣刀较低。盘铣刀适用于加工中等平面的工件，加工效率高，表面粗糙度低，精度高。
四、加工路线的选择
对于数控铣床，加工路线是指刀具中心运动的轨迹和方向。（1）尽量减少进退刀时间和其他辅助时间。（2）进退刀位置应选在不太重要的位置，并且使刀具沿零件的切线方向进刀和退刀，以免产生刀痕。
五、切削用量的择选
（1）确定主轴转速。主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。（2）确定进给速度。进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。（3）切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但V与刀具耐用度的关系比较密切。随着V的增大，刀具耐用度急剧下降，故V的选择主要取决于刀具耐用度。（4）确定背吃刀量。背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。（5）主轴转速n（r/min）。主轴转速一般根据切削速度V来选定，计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。
六、冷却方式的选择
平面铣削是否要冷却，存在争议。当用一个大直径面铣刀铣削时，冷却液难以喷到整个铣刀，特别是铣削属于断续加工。刀片在频繁地切入、切出，实际上冷却液达不到刀尖，而是刀尖切入时被加热，切出时被冷却，这种很快地加热、冷却，极易引起热裂纹。干式切削的优点是，操作者可以看清切屑实际的形状和颜色，为操作者提供了评定切削过程的信息，由于工件的化学成分不同，发出的信息也不一样：当加工碳钢时，形成暗褐色切屑，说明采用切削速度适当；当速度进一步提高，褐色切屑将变成蓝色。干切的目标是调整切削速度与进给量，应避免使用冷却液，以便观察飞溅的切屑，适当地调整主轴速度和进给量。热切屑意味着热量没有传到零件和刀具上，不会发生热裂纹，从而延长了刀具寿命，但当加工易燃性的材料（如镁和钛）时，应注意冷却并备好灭火设施。
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