铣削过程是断续切削,会引起冲击和振动,而且切削层总面积是变化的,铣削均匀性差,铣削力的波动也较大。因此采用合适的铣削方式对提高铣刀寿命、工件质量和加工生产效率关系很大。
铣削方式有逆铣和顺铣两种方式,当铣刀的旋转方向和工件的进给方向相同时称为顺铣,相反时称为逆铣。
a)逆铣b)顺铣
1.逆铣
优点:①逆铣时,刀具从已加工表面切入,切削层厚度从零逐渐增大,不会造成从毛坯面切入而打刀的现象;
②其水平切削分力与工件进给方向相反,使铣床工作台进给的丝杠与螺母传动面始终是抵紧的状态,不会受丝杠螺母副间隙的影响,铣削较平稳;
③适合排屑,逆铣切入较为充分,铣削的不合格金属屑容易排出,切削质量较好,适用于对表面质量要求不太高、但要求铣屑易于排出的加工任务。
缺点:①逆铣时,刀齿在刚切入已加工表面时,会有一小段滑行、挤压,使这段表面产生严重的冷硬层,下一个刀齿切入时,又在冷硬层表面滑行、挤压,不仅使刀齿容易磨损,而且使工件的表面粗糙度增大;
②刀齿垂直方向的切削分力向上,不仅会使工作台与导轨间形成间隙,引起振动,而且有把工件从工作台上挑起的倾向,因此需要较大的夹紧力;
③逆铣时铣削负荷大,逆铣的铣削力大,易导致机床和刀具的磨损,影响加工质量。
2.顺铣
优点:①顺铣时,刀具从待加工表面切入,切削层厚度从最大逐渐减小为零,切入时冲击力较大,刀齿无滑行、挤压现象,对刀具寿命有利;
②其垂直方向的切削分力向下压向工作台,减小了工件上下的振动,对提高铣刀加工表面质量和工件的夹紧有利。
缺点:①顺铣时,顺铣的水平切削分力与工件进给方向一致,当水平切削分力大于工作台摩擦力(例如遇到加工表面有硬皮或硬质点)时,会使工作台带动丝杠向左窜动,丝杠与螺母传动副右侧面出现间隙,硬点过后丝杠螺母副的间隙恢复正常,这种现象对加工极为不利,会引起“啃刀”或“打刀”,甚至损坏夹具或机床;
②加工效率不如逆铣,由于顺铣在铣削时的负荷较小,加工效率也相对较低,不适用于对加工效率要求较高的加工任务。
3.顺铣与逆铣的选择
当工件表面有硬皮、机床的进给机构有间隙时,应选用逆铣。因为逆铣时,刀齿从已加工表面切入的,不会崩刃,机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行,因此粗铣时,尽量采用逆铣。
当工件表面无硬皮、机床进给机构无间隙时,为了提高加工效率和表面质量,应尽量采用顺铣。因为顺铣加工后,零件表面质量好,刀齿磨损小,刀具寿命长(试验表明,顺铣时刀具的寿命比逆铣时提高2~3倍),因此精铣时,应尽量采用顺铣。
另外,对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料,为了降低表面粗糙度值,提高刀具寿命,尽量采用顺铣加工。