铣削方式及其影响因素

铣削方式是指铣削时铣刀相当于工件的运动和位置关系。它对铣刀寿命、工件加工表面粗糙度、铣削过程的平稳性及铣削加工生产率都有较大的影响。

1.端面铣削和圆周铣削

如前所述，铣削根据所用铣刀的类型不同可分为端面铣削和圆周铣削（见图5-2）。端面铣削一般在立式铣床上进行，也可以在其他机床上进行；圆周铣削通常只在卧式铣床上进行。与圆周铣削相比，端面铣削容易使加工表面获得较小的表面粗糙度值和较高的生产率，因为端面铣削时，副切削刃具有修光作用，而圆周铣削时只有主切削刃参与切削。此外，端面铣削时主轴刚性好，并且面铣刀可以安装硬质合金可转位刀片，因此所用的切削用量大，生产率高。所以，在平面铣削中，端面铣削基本上代替了圆周铣削。但圆周铣削可以加工成形表面和组合表面。

2.逆铣和顺铣

根据铣削时切削层参数的变化规律不同，圆周铣削分为逆铣和顺铣两种，如图5-5所示。

1）逆铣

铣削时，铣刀切入工件时铣削速度方向与工件的进给方向相反，这种铣削方式称为逆铣。逆铣时，刀齿的切削厚度ac从零逐渐增大。刀齿开始切入时，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在工件表面上打滑，产生挤压和摩擦，使这段表面产生严重的冷硬层。滑行到一定程度时，刀齿方能切下一层金属层。下一个刀齿切入时，又在冷硬层上挤压、滑行，使刀齿容易磨损，同时使工件表面粗糙度值增大。此外，逆铣加工时，当接触角大于一定数值时，垂直铣削分力向上，易引起振动。

图5-5　圆周铣削

2）顺铣(www.xing528.com)

铣削时，铣刀切出工件时铣削速度方向与工件的进给方向相同，这种铣削方式称为顺铣。顺铣时，刀齿的切削厚度从最大递减至零，避免了逆铣时的刀齿挤压、滑行现象，已加工表面的加工硬化程度大为减轻，表面质量也较高，刀具耐用度也比逆铣时高。同时，垂直铣削分力始终压向工作台，避免了工件的振动。

如图5-6所示，铣床工作台的纵向进给运动一般是依靠丝杠和螺母来实现的。螺母固定，由丝杠转动带动工作台移动。逆铣时，纵向铣削分力与驱动工作台移动的纵向力方向相反，使丝杠与螺母间的传动面始终贴紧，工作台不会发生窜动现象，铣削过程较平稳。

图5-6　丝杠与螺母的间隙对铣削过程平稳性的影响

顺铣时，铣削力的纵向分力方向始终与驱动工作台移动的纵向力方向相同。如果丝杠与螺母传动副中存在间隙，当纵向铣削分力大于工作台与导轨之间的摩擦力时，会使工作台带动丝杠出现窜动，造成工作台振动，使工作台进给不均匀，严重时会出现打刀现象。因此，采用顺铣，必须要求铣床工作台进给丝杠螺母副有消除间隙的装置，或采取其他有效措施。因此，在没有丝杠螺母副间隙消除装置的铣床上，宜采用逆铣加工。

3.对称铣削和不对称铣削

根据铣刀与工件相对位置的不同，端面铣削可分为对称铣削、不对称逆铣和不对称顺铣。如图5-7所示。铣刀轴线位于铣削弧长的对称中心位置，铣刀每个刀齿切入和切离工件时切削厚度相等，称为对称铣削；否则，称为不对称铣削。

图5-7　端面铣削

在不对称铣削中，若切入时的切削厚度小于切出时的切削厚度，称为不对称逆铣。这种铣削方式切入冲击较小，适用于铣削普通碳钢和高强度低合金钢。若切入时的切削厚度大于切出时的切削厚度，则称为不对称顺铣。这种铣削方式用于铣削不锈钢和耐热合金时，可减少硬质合金的剥落磨损，提高铣削速度40%～60%。