平面銑削加工路線的選擇

熊偉 彭鵬鵬

摘要：平面銑削主要是加工工件的表面高度和表面質量，經常使用立銑刀周銑和面銑刀端銑兩種方法加工平面。在平面銑削的加工中，銑削刀的選擇和運用都有其獨特的特點。平面銑削加工時，加工路線的選擇與道具位置的選擇有著密切關系。本文通過研究、比較、分析，得出了理想的加工路線——刀心軌跡位于工件中心線和邊緣中間。

關鍵詞：平面銑削 特點 加工路線 刀心軌跡 單向多次法 雙向來回法

一、平面銑削加工的基本內容

平面銑削主要是對加工工件的表面進行加工，使加工工件的高度和質量達到所需加工工件的需求。平面銑削的加工內容需要考慮加工平面的大小、具體的位置定向以及加工工件平面的平整程度。此外，加工工件加工面的基準定位及平行度、垂直度都要考慮在內。平面銑削的加工內容是平面銑削的基礎。

二、平面銑削的特點

（一）平面銑削的方法

在平面的銑削加工過程中，主要有立銑刀周銑和面銑刀端銑這兩種方法。在平面作業時，端銑的效率和質量較高，所以在一般情況下，平面銑削都會使用端銑。

端銑的特點如下：①在面銑刀加工時，軸線必須垂直于加工工件的表面。銑床的主軸軸線會直接影響到加工工件平面度的好壞；②端銑的面銑刀夾性好，震動幅度不大，比較穩定；③端銑工作時，刀齒的主切削刃與副切削刃同時作業，使加工工件的表面質量較好。其中，主切削刃負責切削，副切削刃起到修光的作用；④端銑能夠使用質量和精度良好的合金刀片，提高效率和質量。

（二）銑削刀的運用

加工平面工件的刀具主要是面銑刀，它的切削刃布滿圓周和端面。其中，端面起修飾作用的切削刃是副切削刃。面銑刀的直徑較大，所以經常把刀齒和刀體分開，達到能夠長期使用的目的。

1.銑削刀直徑的選擇

這主要分三種情況：①加工平面面積不大，選用銑削刀時，要注意選擇直徑比平面寬度大的，這樣可以實現單次平面銑削。在平面銑刀的寬度達到材料寬度的1.3～1.6倍時，可以有效保證切屑的較好形成及排出；②加工平面面積大的時候，就需要選用直徑大小合適的銑削刀，分多次銑削平面。其中，由于機床的限制、切削的深度和寬度以及刀片與刀具的尺寸的影響，銑削刀的直徑會受到限制；③加工平面較小，工件分散時，需選用直徑較小的立銑刀進行銑削。

2.銑削刀刀齒的選用

刀齒的密集與否會影響生產效率的高低和產品質量的好壞。如果刀齒密集，生產的效率就會提高，加工工件的質量也越好，但是刀齒密集也會導致切屑的排出不便。根據刀齒的直徑大小，可以分為粗齒、細齒、密齒。粗齒主要是對工件的粗加工，細齒有利于平穩條件下的加工，密齒主要用于薄壁材料的加工。

3.可轉位刀具

可轉位刀具的要求較高，對刀片要有精度的定位，刀片的夾緊度要高，要方便排屑，刀片的更換須迅速。只有這樣，才能方便使用。

硬質合金的轉位面銑刀的成本較低，制作方便，并且容易更換刀片。此外，和其他材料的刀具相比，硬質合金可轉位面銑刀加工速度高、效率快、表面加工質量好，并且能夠有效地加工帶有硬皮和淬硬層的工件，在提高效率和質量上，有著明顯的優勢。

三、平面銑削的加工路線

在平面的銑削中，加工路線的設計會直接影響加工工件的狀態甚至質量。因此，我們應該對加工路線進行研究和分析，選擇適當的刀具加工位置。

（一）一般銑削的加工路線

1.刀心的軌跡與加工工件的中心線重合

如圖1所示，刀具中心的進入軌跡和工件的中心線是重合的。如果刀心軌跡和工件中的心線重合，在單次的平面銑削時就會出現震顫的情況，從而影響工件的表面加工質量。所以，在選擇加工路線時，應盡量避免刀具的中心和工件的中心線重合。

2.刀心的軌跡與加工工件的邊緣重合

如圖2所示，刀心軌跡重合于工件的邊緣。當切削刀片進入加工材料時的沖擊力過大，會嚴重影響刀片的壽命以及加工工件的表面質量。而當刀心的軌跡與工件邊緣重合時，就會加大刀片進入材料的沖擊力，大大減少刀片的使用壽命，加工工件的質量也會受到較大的影響。所以，我們要避免刀心軌跡和工件的邊緣線重合。

3.刀心軌跡偏離工件

如圖3所示，刀心軌跡在工件的邊緣外。當刀心從工件的邊緣外進行加工，在剛切入工件時，由于刀片速度極快，刀片碰撞到工件后，會引起較大的碰撞力，極易使刀具破損，不利于刀具的長期使用，甚至會對加工工件造成一定的破壞，使工件受損，影響工件的質量和表面的完整度。由此可見，刀心也不能在工件外進入。

4.刀心軌跡位于工件中心線和邊緣的中間

如圖4所示，刀心的進入軌跡在工件的中心線和邊緣的中間。在這種情況下，刀心處于工件的內部，承受巨大切削力的刀片已經切入工件，不會出現大的沖擊力，并且從此位置切入，刀片剛切入材料時的碰撞力較小，不會造成刀具的受損和材料的破壞，從而延長刀具的使用壽命。此外，沒有較大的沖擊力和碰撞，也就不會出現明顯的震顫，可以保證工件表面的完整和質量。

在平面銑削時，理想的加工路線就是刀心的軌跡位于工件的中心線和邊緣中間。此時，碰撞力和沖擊力都比較小，不會發生明顯的震顫，有利于延長刀具的使用壽命，還可以保證工件的表面完整，不受破損。但需要注意的是，當刀心的軌跡在工件的中心線和邊緣之間進行作業時，刀具不應該讓整個寬度參與銑削（如圖2所示），而應部分寬度參與銑削（如圖1所示）。這樣在銑削時，刀具的磨損度才會下降，從而延長刀具的使用壽命。

（二）大平面銑削時刀具路線

如果銑削工件的平面較大，而刀具的直徑又有一定的限制，這就需要對加工工件進行多次的同一深度的走刀。在平面銑削大面積工件時，在同一深度上的單向多次切削和雙向多次切削是常見的路線。

1.單向多次切削加工路線設計

如圖5和6所示。在單向多次切削時，切削的起點總在工件的同側，切削的終點在另一側。每次切削完成之后，把刀具快速從工件上方移到起點進行定點，開始下一次的切削。單向多次的切削這種來回反復的工作會降低作業效率，但是每次都是順銑，可以保證加工的質量，對于大平面的精加工很實用。

2.雙向來回的切削

雙向來回切削也被形象地稱為“Z”切削，如圖7和8所示。這種切削的方法明顯要比單向多次切削速度快，但是由于時刻改變切削方式，由順銑變為逆銑，再由逆銑變為順銑，這樣會影響到精銑時的加工質量。所以，這種方法多用于大平面的粗加工。

四、結束語

在進行平面銑削作業時，加工路線要做到刀心的軌跡位于加工工件的中心線和邊緣中間，并控制銑削刀部分寬度作業。這樣不僅可以提高刀具的使用壽命，而且還可以保證加工工件的表面完整度，提高質量。在大平面銑削過程中，應合理使用單向多次切削法和雙向來回切削法。如在精加工時，運用單向多次切削可以保證精細度；在粗加工時，使用雙向來回切削法可以提高工作效率。

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（作者單位：江鈴汽車股份車橋廠）