細長平行面的銑削方法

吳利紅

（陜西省機械高級技工學校，陜西 漢中 723003）

銑削平行面是銑床加工的基本工作內容,也是進一步掌握其他各種復雜表面的基礎。常下面以一實例來詳細介紹細長平行面的加工方法。

圖1

該零件的材料為(SUS304)不銹鋼，從圖1 看，要在直徑為3 的工件上銑削兩個小平行平面，長度為66.5mm.且平行度為。使用平口鉗（或者精密虎鉗）直接裝夾來完成平行面的銑削，由于平口鉗的鉗口間隙過大，工件直徑太小，接觸面積小等原因，很難保證該平行面的平行度。改變裝夾方法，選擇合理刀具和走刀路線實現細長平行面的加工。具體解決辦法如下：

1 刀具的選用

考慮到該材料硬度高，刀具需要截工件總長等因素的影響。高速鋼刀具不耐磨，不宜采用。該圖加工時刀具宜選用直徑是5-6 的合金立銑刀。刀具直徑過大會造成過多銑削夾具，（后面將會提到）其次直徑越大價格越高。

其次，兩平行平面的表面粗糙度要求是RA1.6.且在同一段時間內3 齒刀具不耐磨，4 齒的刀具在使用過程中更平穩持久一點。

2 平面銑削走刀路線

平面銑削過程中，刀具相對于工件的位置選擇將影響到切削加工的狀態和加工質量，盡可能的是讓刀心軌跡在工件邊緣與中心線間。如圖2 所示。

圖2

圖3

3 平面銑削用量選擇

針對此圖，該工件平面的銑削量不大0.5mm。（單面量）且刀具為合金4 刃立銑刀。能夠提高轉速，實現一刀完成粗精加工，保證表面加工質量。根據加工經驗和公式綜合考慮材料的加工性能和數控機床性能（廣數控980 系統）。其進給速度υf是800mm/min 左右。主軸轉速確定在4000r/min。n=1000υc/（πD），υf=nf。

4 工件加工路線

根據圖1 尺寸，其編程不難，走刀路線簡單。首先定位刀具起點位置—截取總長—銑削第一小平面—確保平面長度（肩寬）—翻面銑第二小平面—確保平面長度（肩寬）。

5 工件的裝夾

工件裝夾的好壞是保證細長平面平行度的關鍵，在實際生產過程中采用以下兩種方案，進行比較，確定保證細長平面尺寸精度的方法。

1）方案一

平口鉗裝夾工件，本身工件的直徑小，高速銑削工件容易飛出，并且直接裝夾難以保證細長平面平行度。故需要改良固定鉗口和活動鉗口。拆掉兩塊鉗口鐵，換上鋁鉗口（方便重修夾具）。工裝改制如圖3 所示。

下邊從力學的角度分析工件的受力情況及可能出現的問題。當夾緊工件時，工件收到固定鉗口的反作用力F1，活動鉗口的加緊力F2，重力mg 和支持力F3。根據力學原理可以將F1 分解為向下的壓緊力F1cosα，此時該力具有將工件向下壓緊的趨勢，和向右的反作用力F1sinα。既可以得出：

圖4

圖5

F1cosα+mg=F3

F1sinα=F2

但是由于F1 和F2 兩個力的作用點不同，由圖4 工件外圓與兩鉗口切點的位置。勢必會產生轉動的力矩(0.38F1sinα)。在實際生產過程中，夾緊力的大小尤為關鍵，產生兩種結果。

a）如果夾緊力過大，那么工件發生轉動的趨勢，銑出的工件將會存在平行度不好，造成一邊高一邊低。并且會使活動鉗口上表面產生變形，不利于產品質量的穩定。

b）如果夾緊力太小，夾不緊工件，工件容易在夾具里打轉，造成工裝損壞，工件報廢等。

此方法與操作者的夾緊程度關系很大，夾緊力很難把握，不利于生產。

2）方案二

為了避免第一種方法所帶來的不便。我們改良活動鉗口，克服工件轉動，克服夾緊力的影響。使細長平面平行度能夠更好地控制。改制活動鉗口如圖5 所示。此時根據受力分析，F1 力矩為0.38，F4 力矩是0.35。

通過比較，方案二可以克服方案一帶來不能保證細長平面平行度和工件轉動。其次，當第一面加工完成之后，第一面盡可能的與夾具底面完全貼合，否則，接觸面積越小，對平行度的影響就越大。到底選擇多大的角度銑刀來改制鉗口？

a）α 變大，那么力矩就是Rcosα,當α=90 時，相當于沒有做夾具，直接平口鉗裝夾。

b）α 變小，那么力矩增大，力矩作用點也在變大，而我們需要銑削0.5mm 的量，厚度只剩下2mm.作用點到工件中心的距離就不能超過1mm。根據上訴分析和實際加工經驗得出，角度銑刀選擇在55°到75°之間，固定鉗口留量較多，且作用點也比較合理，鉗口也不容易變形。從角度銑刀的規格來選，75°角度銑刀最合理。

6 編程原點的確定

以圖1 工件左端Φ3 端面作為工件編程原點。以左端Φ3 端面定位，保證肩寬，且也符合基準統一的原則。

7 編程（以廣數控980 為例，刀具直徑為6）

此程序調整細長平面厚度尺寸和肩寬尺寸在坐標系中根據具體情況調整。

8 零件試切和正式加工

本文通過一個實例來詳細講解細長平面平行度的控制方法，不僅僅是刀具的選擇，切削用量的選擇，工藝安排合理性，還取決于工裝的改制和改良，和相關計算等。經過方案一和方案二的比較，從生產效率和穩定情況看，方案二優于方案一。但還值得注意的一點是，夾緊力不能過大。在實際生產中，零件日產量高達1000 件，創造了良好的經濟效益，同時，讓我自己得到了鍛煉，從理論聯系到實際，解決問題，豐富了自己的經驗。同時讓學生學到了更多知識。

［1］陳海魁.銑工工藝學[M].3 版.中國勞動社會保障出版社，2005.

［2］沈建峰.數控機床編程與操作[M].2 版.中國勞動社會保障出版社，2005.