摆线铣削简介

以下只是与高效铣削相关的几篇博文之一。要全面了解这种流行的加工方法，请查看下面的任何其他 HEM 帖子！

高效铣削简介 I 高速加工与 HEM I 如何应对切屑变薄 I 深入切削深度 I 如何避免 4 种主要类型的刀具磨损

什么是摆线铣削？

摆线铣削是一种加工方法，用于创建比刀具切削直径更宽的槽。这是使用称为摆线刀具路径的一系列圆形切割来完成的。作为高效铣削 (HEM) 的一种形式，摆线铣削利用高速，同时保持低径向切深 (RDOC) 和高轴向切深 (ADOC)。

摆线铣削主要基于加工中切屑变薄的理论。传统观点认为，切削工具具有最佳切屑负载，它决定了所产生切屑的理想宽度和尺寸。防止切屑变薄的概念涉及使用大于“最佳”的切屑负载进行加工，以保持恒定的最大切屑厚度。

与传统加工中完全线性的径向刀具路径相比，摆线铣削利用具有低 RDOC 的螺旋刀具路径来减少刀具的负载和磨损（图 1）。

摆线铣削的优势

• 降低切削力
• 减少热量
• 更高的加工精度
• 延长刀具寿命
• 更快的周期时间
• 一个工具，适用于多种插槽尺寸

摆线铣削在某些应用中可能非常有利。减少的切削刃径向接合减少了切削中产生的热量，同时也降低了切削力和主轴上的负载。减小的径向力可以提高生产过程中的精度，并可以在零件上加工出更精细、更精确的特征。

此外，较低的径向切削深度允许较高的轴向切削深度，这意味着可以利用切削刃的整个长度。这可确保热量和切削力分布在刀具的切削刃上，而不是集中在单个部分上。热量和磨损的减少，加上它们在切削刃上的均匀分布，与传统的槽加工方法相比，显着提高了刀具寿命。

鉴于减少的破坏力，可以提高切削工具的速度。由于利用了整个切削长度，摆线铣削可以消除对多个轴向切削深度的需要。增加的运行参数和减少的遍数大大缩短了循环时间。

由于摆线铣削使用一种工具来加工比其切削直径更宽的槽，因此可以使用相同的工具来创建不同尺寸的槽，而不仅仅是一个。这可以释放工具转盘中的空间并节省更换工具的时间，具体取决于零件的要求（图 2）。

虽然开槽是一种粗加工操作，但通过摆线铣削减少径向切深和减小切削力通常会导致比传统开槽刀具路径更好的光洁度。但是，可能需要沿工件壁进行精加工，以去除切削工具螺旋运动留下的任何尖端。

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摆线铣削的挑战

摆线铣削的挑战通常存在于机械和软件中。利用摆线铣削的正确机器不仅能够实现高速和进给，而且还能够在刀具沿着其螺旋路径移动时不断改变进给率。无法改变进给率会导致切屑变薄，从而产生不理想的结果并可能导致刀具破损。可能还需要特殊软件来编程此过程的刀具路径和进给率。由于诸如刀具直径与凹槽尺寸的比率以及这些不同比率的径向切削深度等因素，这使情况变得更加复杂。大多数数据表明刀具直径为最终槽宽的 50%-70%，而径向切深应等于刀具直径的 10%-35%（表 1），但最安全的选择始终是咨询刀具制造商.

摆线铣削和微加工

微加工的好处

微加工也可以从摆线铣削中受益。在摆线刀具路径期间产生的减少的径向接合和较低的切削力对切削刀具施加的力较小。这对于直径较小的刀具尤为重要，因为它们较弱且刚性较低，而且切削力的降低会降低偏斜和破损的机会。

微加工时的挑战

虽然使用微型刀具进行摆线铣削在理论上是有益的，但较小的刀具还存在其他挑战。由于主轴跳动和振动、材料不一致、负载不均匀以及加工过程中出现的许多其他变量，微型切削刀具更容易损坏。根据您的应用，可能值得使用直径最大的工具以获得额外的强度。虽然在微型层面有潜在的好处，但必须更加注意机器设置和材料，以确保工具具有最高的成功机会。

与 HEM 一样，作为一般规则，在使用切削直径小于 0.031 英寸的刀具时，不应考虑摆线铣削。在可能的情况下，摆线铣削在直径低于 0.062” 时可能仍然具有极大的挑战性或风险，因此必须仔细考虑您的应用和机器。

结论

摆线铣削是一种高效铣削技术（高速、高 ADOC、低 RDOC），其特征在于圆形或摆线刀具路径。事实证明，这种铣削方式可提供显着的加工工艺优势，例如延长刀具寿命、减少加工时间和减少工作所需的刀具。然而，拥有一台能够实现高速进给和不断改变进给速率的机器和软件至关重要，以避免严重的工具故障。虽然微型刀具仍然可以从摆线铣削中受益，但必须仔细考虑刀具破损的风险，尤其是刀具直径低于 0.062” 时。虽然摆线铣削可以在许多应用中提高您的加工效率，但最好事先咨询您的刀具制造商。

在这个视频中可以看到摆线铣削的一个很好的例子，其中使用具有可变螺旋、可变螺距的 1/2" Helical Solutions 立铣刀来加工一块 316 不锈钢。