铣削加工易发问题原因分析与预防措施

苏明

摘 要：铣削是将毛坯固定，用高速旋转的铣刀在毛坯上走刀，切出需要的形状和特征。传统铣削较多地用于铣轮廓和槽等简单外形和特征。数控铣床可以进行复杂外形和特征的加工。铣镗加工中心可进行三轴或多轴铣镗加工，用于加工、模具、检具、胎具、薄壁复杂曲面等。无论是哪种铣削类型，在加工过程中都有可能会出现一些问题，本文将深入分析铣削加工时容易发生的问题及如何进行预防。以便为节省铣削加工成本、提高生产效率发挥一点作用。

关键词：铣削加工;分析原因;预防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.193

0 引言

铣削加工时出现频率较高的问题为刀具问题、工件质量问题。刀具问题主要表现在前刀面产生月牙洼、刃边粘切屑、刀齿热裂、刀齿变形等，工件质量问题主要表现在铣削中工作产生鳞刺、工件产生冷硬层、表面粗糙度参数值偏大、几何误差超差、形位公差超差等，以下就是对这些加工中可能存在的问题进行分析，并提出预防这些问题出现的方法和措施。

1 铣削加工中所使用刀具容易出现的问题原因及预防措施

（1）前刀面产生月牙洼。当刀片与切屑焊住时，前刀面易产生月牙洼，预避免此问题出现，应使用抗磨损刀片、用涂层合金刀片、降低铣削深度或铣削负荷、用较大的铣刀前角;（2）刃边粘切屑。不断变化的振动负荷造成铣削力与铣削温度的增加，刃边易粘切屑。为避免该问题出现，应将刀尖圆弧或倒角处用油石研光、改变合金牌号增加刀片强度、减少每齿进给量、铣削硬材料时降低铣削速度、使用足够的润滑性能和冷却性能好的切削液;（3）刀齿热裂。铣削加工过程中，当高温时迅速变化温度时，容易产生刀齿热裂，预避免刀齿产生热裂，应改变合金牌号、降低铣削速度、适量使用切削液;（4）刀齿变形。铣削区铣削温度过高时，刀齿容易产生变形，预避免刀齿产生变形，应使用抗变形抗磨损的刀片、适当使用切削液、降低铣削速度及每齿进给量;（5）刀齿刃边缺口或下陷。刀片受拉压交变应力、铣削硬材料刀片氧化时易发生刀齿刃边缺口或下陷，为避免此缺陷，应加大铣刀导角、将刀片切削刃用油石研光、降低每齿进给量;（6）镀齿刀刃破碎或刀片裂开。铣削加工过程中，如果铣削力过高，则容易使镀齿刀刃破碎或刀片裂开，为避免此问题出现，应采用抗振合金牌号刀片、采用强度较高的负角铣刀、使用较厚的刀片、刀垫、减小进给量或铣削深度、检查刀片座是否全部接触;（7）刃口过度磨损或边磨损。铣削时，如果有磨削作用、机械振动及化学反应，则易产生刃口过度磨损或边磨损，为防止此问题的产生应采用抗磨合金牌号刀片、降低铣削速度、增加进给量、进行刃磨或更换刀片;（8）铣刀排屑槽结渣。如有不正常的切屑或容屑槽太小，铣刀排屑槽容易结渣，为避免排屑槽结渣，应增大容屑空间和排屑槽、铣削铝合金时要抛光排屑槽。

2 铣削加工中工件质量容易出现的问题原因及预防措施

（1）铣削中，工件产生鳞刺。铣削加工中，如果铣削力及铣削温度过高工件容易产生鳞刺，避免产生鳞刺的方法为铣削硬度在34～38HRC以下软材料及硬料增加铣削速度、改变刀具几何角度、增大前角并保持刃口锋利、采用涂层刀片。

（2）工件产生冷硬层。当铣刀磨钝、铣削厚度太小时，工件容易产生冷硬层，为避免工件产生冷硬层，应刃磨或更换刀片、增加每齿进给量、采用顺铣、采用较大正前角铣刀。

（3）表面粗糙度参数值偏大。铣削工件时，如果铣削用量偏大、铣削中产生振动、铣刀跳动、铣刀磨钝，则工件的表面质量下降，为提高铣削加工中工件的表面加工质量应采取如下措施：降低每齿进给量;采用宽刃大圆弧修光齿铣刀;检查工作台镶条消除其间隙以及其他运动部件的间隙;检查主轴孔与刀杆配合及刀杆与铣刀配合;消除其间隙或在刀杆上加装惯性飞轮;检查铣刀刀齿跳动，调整或更换刀片，用油石研磨刃口，降低刃口粗糙度参数值;刃磨与更换可转位刀片的刃口或刀片，保持刃口锋利;铣削侧面时，用有侧隙角的错齿或镶齿三面刃铣刀。

（4）平面度超差。当铣削中工件变形、铣刀轴心线与工件不垂直工件在夹紧中产生变形时，工件的平面度无法保证，为保证工件加工后平面度不超差，应采取如下预防措施：减小夹紧力，避免产生变形;检查夹紧点是否在工件刚度最好的位置;在工件的适当位置增设可锁紧的辅助支承，以提高工件刚度;检查定位基面是否有毛刺、杂物、是否全部接触;在工件的安装夹紧过程中应遵照由中间向两侧或对角顺次夹紧的原则避免由于夹紧顺序不当而引起的工件变形;减小铣削深度αp，降低铣削速度ν，加大进给量αf，采用小余量，低速度大进给铣削，尽可能降低铣削时工件的温度变化;精铣前，放松工件后再夹紧，以消除精铣时的工件变形;校准铣刀轴线与工件平面的垂直度，避免产生工件表面铣削时下凹。

（5）垂直度超差。当立铣刀铣侧面时直径偏小或振动、摆动或三面刃铣刀垂直于轴线进给铣侧面时刀杆刚度不足时，无法保证所加工工件的垂直度公差，为避免此情况出现，应采取以下措施：选用直径较大刚度好的立铣刀;检查铣刀套筒或夹头与主轴的同轴度以及内孔与外圆的同轴度，并消除安装中可能产生的歪斜;减小进给量或提高铣削速度;适当减小三面刃铣刀直径，增大刀杆直径，并降低进给量，以减小刀杆的弯曲变形。

（6）尺寸超差。铣削加工时，如果立铣刀、键槽铣刀、三面刃铣刀等刀具本身摆动，则会引起加工工件尺寸超差，预保证合格的工件尺寸，则应检查铣刀刃磨后是否符合图样要求，及时更换已磨损的刀具、检查铣刀安装后的摆动是否超过精度要求范围、检查铣刀刀杆是否弯曲;检查铣刀与刀杆套筒接触之间的端面是否平整或与轴线是否垂直。

铣削加工中，为保证工件的表面加工质量、形位公差、尺寸公差，就要注意加工中可能会出现的问题，加工前做好预案，选择适当的刀具、对刀具和工件进行正确的安装、确定科学合理的切削工艺参数、适当使用切削液控制加工区域的温度，保证切屑顺利排出，要为得到合格的工件做好充分的准备，以提高加工效率、节约生产成本，为企业创造更大的经济效益。

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