精密铸造用椭圆模具轴的铣削优化技巧

精密铸造用椭圆轴作为模具，材料40Cr，硬度36～39HRC，椭圆长半轴a=60mm，短半轴b=30mm，轴长L=800mm。

1.旋风铣刀直径

d=2a=120mm

2.对刀方法

车床卡盘夹椭圆轴毛坯轴左端，右端用顶尖支撑，外圆直径D′=2a+4mm=124mm，右端头部车成ϕ121mm、长20mm和ϕ120mm、长20mm，用于对刀尖旋转直径（图5-142），刀盘上装4个刀头，刀盘在水平位置时，手转动刀盘，将飞刀刀尖对在ϕ121mm的圆上（椭圆长轴留有1mm加工余量），说明刀尖的旋转中心线与椭圆轴的中心线重合为一条线，将车床横向工作台固定。

3.刀盘倾斜角

将刀盘转60°，即使刀尖旋转中心相交于椭圆轴，O点上，如图5-141所示。

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图5-142 对刀方法

4.粗铣

由于椭圆轴的短半轴b与长半轴a相差30mm，加工余量较大，粗铣时需要通过多次进给切削，才能将大部分加工余量切除，向前调整飞刀头使切削半径逐渐变小，达到进刀的目的，由于要经过多次使用多个“对刀轴径”对刀，这样很麻烦。采用调节刀盘倾角Q的办法，可以比较方便地达到进刀的目的。

飞刀刀尖的旋转直径D′=121mm，说明铣出来的椭圆长轴2a=121mm。将刀盘倾斜角Q=60°分成10次转动，每次转6°，进给10次，这样粗铣后椭圆短轴达到b′=60.5mm。

5.精铣

经粗铣后短轴b尺寸还有精铣余量0.5mm（半轴上的余量为0.25mm），由于刀尖直径大1mm使短轴大0.5mm，所以精铣时要对刀尖旋转直径重新对刀，将刀盘扳回到“0°”，用椭圆轴右端的ϕ120mm轴径对刀，使飞刀的刀尖旋转直径固定在ϕ120mm处，然后逆时针转刀盘60°，精铣一刀后，长轴达到120mm，短轴达到60mm。

6.切削用量

飞刀刀头材料：陶瓷SG5，切削速度v_c=200m/min，飞刀转数n=530r/min，每齿进给量f_z=0.10mm/z，进给速度v_f=0.10mm/z×4齿×530r/min=210mm/min。这样铣一刀需要4min，粗铣10刀用时40min，精铣每齿进给量f_z=0.05mm/z，精铣一刀需时8min，合计机动加工时间约50min，所以用1h可以铣出一根800mm长的椭圆轴。