淺談數控立銑刀的正確使用

立銑刀用于在銑床上進行開槽和加工精密外型部件的操作。正確的選擇和使用立銑刀，對于整個加工過程來說，至關重要。立銑刀的材料和設計樣式多種多樣，要根據具體的操作來適當選擇。另外，刀具還有多種多樣的外涂膜層，用以延長刀具壽命，降低操作溫度，起到冷卻作用。立銑刀在加工過程中的彎曲變形是造成工件加工誤差的最主要原因之一。立銑刀彎曲變形程度，取決于刀具剛性的大小:剛性越小，刀具越容易產生變形，也容易產生切削振動，因而造成工件加工精度下降，工件表面粗糙度差。影響立銑刀剛性大小的因素有刀具的直徑大小、螺旋槽數量、立銑刀懸伸量等。在銑削加工中心上銑削復雜工件時，數控立銑刀的使用應注意以下問題。

一、立銑刀的裝夾

刀具要緊緊地固定在刀架上，這一點非常重要，如果固定不牢，會使切削效果變糟而且不穩定。最佳的固定法是將刀具安裝與其同一中心的刀架上。加工中心用立銑刀大多采用彈簧夾套裝夾方式，使用時處于懸臂狀態。在銑削加工過程中，有時可能出現立銑刀從刀夾中逐漸伸出，甚至完全掉落，致使工件報廢的現象。其原因一般是因為刀夾內孔與立銑刀刀柄外徑之間存在油膜，造成夾緊力不足所致。立銑刀出廠時，通常都涂有防銹油，如果切削時使用非水溶性切削油，刀夾內孔也會附著一層霧狀油膜。當刀柄和刀夾上都存在油膜時，刀夾很難牢固夾緊刀柄，在加工中立銑刀就容易松動掉落。所以，在立銑刀裝夾前，應先將立銑刀柄部和刀夾內孔用清洗液清洗干凈，擦干后再進行裝夾。立銑刀的直徑較大時，即使刀柄和刀夾都很清潔，還是有可能發生掉刀事故，這時應選用帶削平缺口的刀柄和相應的側面鎖緊方式。立銑刀夾緊后，可能出現的另一問題是加工中立銑刀在刀夾端口處折斷，其原因一般是因為刀夾使用時間過長，刀夾端口部已磨損成錐形所致，此時應更換新的刀夾。

二、立銑刀的振動

由于立銑刀與刀夾之間存在微小間隙，所以在加工過程中，刀具有可能出現振動現象。振動會使立銑刀圓周刃的吃刀量不均勻，且切擴量比原定值增大，影響加工精度和刀具使用壽命。但是，當加工出的溝槽寬度偏小時，也可以有目的地使刀具振動，通過增大切擴量來獲得所需槽寬，但這種情況下應將立銑刀的最大振幅限制在0.02mm以下，否則無法進行穩定的切削。在正常加工中，立銑刀的振動越小越好。

當出現刀具振動時，應考慮降低切削速度和進給速度，如兩者都已降低40%后仍存在較大振動，則應考慮減小吃刀量。如果加工系統出現共振，其原因可能是切削速度過大、進給速度偏小、刀具系統剛性不足、工件裝夾力不夠以及工件形狀或工件裝夾方法等因素所致，此時應采取調整切削用量、增加刀具系統剛度、提高進給速度等措施。

三、立銑刀的端刃切削

在模具等工件型腔的數控銑削加工中，當被切削點為下凹部分或深腔時，需加長立銑刀的伸出量。如果使用長刃型立銑刀，由于刀具的撓度較大，易產生振動并導致刀具折損。因此，在加工過程中，如果只需刀具端部附近的刀刃參加切削，則最好選用刀具總長度較長的短刃長柄型立銑刀。在臥式數控機床上使用大直徑立銑刀加工工件時，由于刀具自重所產生的變形較大，更應該注意端刃切削容易出現的問題。在必須使用長刃型立銑刀的情況下，則需大幅度降低切削速度和進給速度。

四、切削參數的選用

切削速度的選擇主要取決于被加工工件的材質;進給速度的選擇主要取決于被加工工件的材質及立銑刀的直徑。國外一些刀具生產廠家的刀具樣本附有刀具切削參數選用表，可供參考。但是，切削參數的選用同時又受機床、刀具系統、被加工工件形狀以及裝夾方式等多方面因素的影響，應根據實際情況適當調整切削速度和進給速度。

當以刀具壽命為優先考慮因素時，可適當降低切削速度和進給速度;當切屑的離刃狀況不好時，則可適當增大切削速度。

五、切削方式的選擇

采用順銑，有利于防止刀刃損壞，提高刀具壽命。但是，需要注意以下兩個方面:第一，采用普通機床加工，應設法消除進給機構的間隙;第二，當工件表面殘留有鑄、鍛工藝形成的氧化膜或其它硬化層時，宜采用逆銑。

六、硬質合金立銑刀的使用

高速鋼立銑刀的使用范圍和使用要求較為寬泛，即使切削條件的選擇略有不當，也不至出現太大問題。硬質合金立銑刀雖然在高速切削時具有很好的耐磨性，但它的使用范圍不及高速鋼立銑刀廣泛，且切削條件必須嚴格符合刀具的使用要求。

(作者單位:山東省濟寧市技術學院)