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传统立铣刀和微型立铣刀的主要切削差异

发布日期:2021-07-16 11:24:59浏览次数:49

跳动

数控机床操作过程中的跳动对微型刀具的影响要大得多,因为即使很小的跳动量也会对刀具啮合和切削力产生很大的影响。跳动导致切削力的增加,由于不均匀的槽啮合,促使一些槽磨损速度比其他在传统的工具,并在微型刀具破损。刀具振动也会影响刀具寿命,因为间歇性冲击会导致刀具切屑,或者在微型刀具的情况下,会导致刀具断裂。在开始操作之前,检查设置的跳动是非常重要的。下面的示例演示了直径为.500”的刀具和直径为.031”的刀具之间.001”跳动的差异。

数控机床

切屑厚度

对于微型刀具,切屑厚度与刃口半径(刃口准备)之间的比值要小得多。这种现象有时被称为“尺寸效应”,往往导致错误的预测切削力。当切屑厚度与刃径之比较小时,刀具将或多或少地犁削材料而不是剪切材料。这种犁削效应本质上是由于切削小厚度切屑时刃口半径产生的负前角。

如果该厚度小于某个值(该值取决于所使用的工具),则材料将挤压到工具下方。一旦刀具通过并且没有切屑形成,部分犁削材料就会弹性恢复。由于刀具和工件之间的接触面积增加,这种弹性恢复导致切削力和摩擦力增加。这两个因素最终会导致更大的刀具磨损和表面粗糙度。

传统与微加工应用中的刀具偏转

数控机床微加工中,与常规加工相比,刀具偏转对切屑的形成和加工精度的影响要大得多。集中在刀具侧面的切削力使其在与进给方向相反的方向上弯曲。这种偏转的大小取决于刀具的刚度及其从主轴延伸的距离。与大直径刀具相比,小直径刀具固有的硬度更低,因为在操作过程中,将其固定在适当位置的材料要少得多。理论上,将支架伸出的长度加倍将导致8倍的挠度。将立铣刀直径加倍,可减少16倍的挠度。如果一个微型刀具在第一次通过时断裂,很可能是由于偏转力克服了硬质合金的强度。以下是一些可以最小化刀具偏转的方法。

工件同质

随着刀具直径的减小,工件均匀性成为一个值得怀疑的因素。这意味着由于许多因素,例如容器表面、不溶性杂质、晶界和位错,一种材料可能在非常小的范围内没有均匀的性能。这一假设通常适用于刀具直径低于.020”的刀具,因为为了使材料微观结构的均匀性受到质疑,切削系统需要非常小。

表面光洁度

与传统数控机床加工相比,微加工可能导致毛刺和表面粗糙度增加。在铣削加工中,毛刺随着进给量的增加而增加,随着速度的增加而减少。在加工过程中,切屑是通过沿主剪切区压缩和剪切工件材料而产生的。该剪切带如下图2所示。如前所述,在微型应用中,切屑厚度与边缘半径之比要高得多。因此,在切割过程中产生塑性和弹性变形区,并位于主剪切区附近。因此,当切削刃接近工件的边界时,弹性区也到达该边界。随着切削刃的前进,塑性变形扩展到该区域,并且由于连接的弹性变形区,在边界处形成更多的塑性变形。当塑性变形区连接时,开始形成永久性毛刺,当切屑沿滑移线开裂时,永久性毛刺扩展。当切屑最终从工件边缘脱落时,会留下一个毛刺