细长平行面的铣削方法

吴利红

（陕西省机械高级技工学校，陕西 汉中 723003）

铣削平行面是铣床加工的基本工作内容,也是进一步掌握其他各种复杂表面的基础。常下面以一实例来详细介绍细长平行面的加工方法。

图1

该零件的材料为(SUS304)不锈钢，从图1 看，要在直径为3 的工件上铣削两个小平行平面，长度为66.5mm.且平行度为。使用平口钳（或者精密虎钳）直接装夹来完成平行面的铣削，由于平口钳的钳口间隙过大，工件直径太小，接触面积小等原因，很难保证该平行面的平行度。改变装夹方法，选择合理刀具和走刀路线实现细长平行面的加工。具体解决办法如下：

1 刀具的选用

考虑到该材料硬度高，刀具需要截工件总长等因素的影响。高速钢刀具不耐磨，不宜采用。该图加工时刀具宜选用直径是5-6 的合金立铣刀。刀具直径过大会造成过多铣削夹具，（后面将会提到）其次直径越大价格越高。

其次，两平行平面的表面粗糙度要求是RA1.6.且在同一段时间内3 齿刀具不耐磨，4 齿的刀具在使用过程中更平稳持久一点。

2 平面铣削走刀路线

平面铣削过程中，刀具相对于工件的位置选择将影响到切削加工的状态和加工质量，尽可能的是让刀心轨迹在工件边缘与中心线间。如图2 所示。

图2

图3

3 平面铣削用量选择

针对此图，该工件平面的铣削量不大0.5mm。（单面量）且刀具为合金4 刃立铣刀。能够提高转速，实现一刀完成粗精加工，保证表面加工质量。根据加工经验和公式综合考虑材料的加工性能和数控机床性能（广数控980 系统）。其进给速度υf是800mm/min 左右。主轴转速确定在4000r/min。n=1000υc/（πD），υf=nf。

4 工件加工路线

根据图1 尺寸，其编程不难，走刀路线简单。首先定位刀具起点位置—截取总长—铣削第一小平面—确保平面长度（肩宽）—翻面铣第二小平面—确保平面长度（肩宽）。

5 工件的装夹

工件装夹的好坏是保证细长平面平行度的关键，在实际生产过程中采用以下两种方案，进行比较，确定保证细长平面尺寸精度的方法。

1）方案一

平口钳装夹工件，本身工件的直径小，高速铣削工件容易飞出，并且直接装夹难以保证细长平面平行度。故需要改良固定钳口和活动钳口。拆掉两块钳口铁，换上铝钳口（方便重修夹具）。工装改制如图3 所示。

下边从力学的角度分析工件的受力情况及可能出现的问题。当夹紧工件时，工件收到固定钳口的反作用力F1，活动钳口的加紧力F2，重力mg 和支持力F3。根据力学原理可以将F1 分解为向下的压紧力F1cosα，此时该力具有将工件向下压紧的趋势，和向右的反作用力F1sinα。既可以得出：

图4

图5

F1cosα+mg=F3

F1sinα=F2

但是由于F1 和F2 两个力的作用点不同，由图4 工件外圆与两钳口切点的位置。势必会产生转动的力矩(0.38F1sinα)。在实际生产过程中，夹紧力的大小尤为关键，产生两种结果。

a）如果夹紧力过大，那么工件发生转动的趋势，铣出的工件将会存在平行度不好，造成一边高一边低。并且会使活动钳口上表面产生变形，不利于产品质量的稳定。

b）如果夹紧力太小，夹不紧工件，工件容易在夹具里打转，造成工装损坏，工件报废等。

此方法与操作者的夹紧程度关系很大，夹紧力很难把握，不利于生产。

2）方案二

为了避免第一种方法所带来的不便。我们改良活动钳口，克服工件转动，克服夹紧力的影响。使细长平面平行度能够更好地控制。改制活动钳口如图5 所示。此时根据受力分析，F1 力矩为0.38，F4 力矩是0.35。

通过比较，方案二可以克服方案一带来不能保证细长平面平行度和工件转动。其次，当第一面加工完成之后，第一面尽可能的与夹具底面完全贴合，否则，接触面积越小，对平行度的影响就越大。到底选择多大的角度铣刀来改制钳口？

a）α 变大，那么力矩就是Rcosα,当α=90 时，相当于没有做夹具，直接平口钳装夹。

b）α 变小，那么力矩增大，力矩作用点也在变大，而我们需要铣削0.5mm 的量，厚度只剩下2mm.作用点到工件中心的距离就不能超过1mm。根据上诉分析和实际加工经验得出，角度铣刀选择在55°到75°之间，固定钳口留量较多，且作用点也比较合理，钳口也不容易变形。从角度铣刀的规格来选，75°角度铣刀最合理。

6 编程原点的确定

以图1 工件左端Φ3 端面作为工件编程原点。以左端Φ3 端面定位，保证肩宽，且也符合基准统一的原则。

7 编程（以广数控980 为例，刀具直径为6）

此程序调整细长平面厚度尺寸和肩宽尺寸在坐标系中根据具体情况调整。

8 零件试切和正式加工

本文通过一个实例来详细讲解细长平面平行度的控制方法，不仅仅是刀具的选择，切削用量的选择，工艺安排合理性，还取决于工装的改制和改良，和相关计算等。经过方案一和方案二的比较，从生产效率和稳定情况看，方案二优于方案一。但还值得注意的一点是，夹紧力不能过大。在实际生产中，零件日产量高达1000 件，创造了良好的经济效益，同时，让我自己得到了锻炼，从理论联系到实际，解决问题，丰富了自己的经验。同时让学生学到了更多知识。

［1］陈海魁.铣工工艺学[M].3 版.中国劳动社会保障出版社，2005.

［2］沈建峰.数控机床编程与操作[M].2 版.中国劳动社会保障出版社，2005.