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铣削故障排除

下表中所示为与振动问题、堵屑、切屑二次切削、表面质量不符合要求、毛刺形成、机床功率和刀具磨损有关的铣削故障排除技巧。


原因解决方案

振动

  • 刚性差的夹具
  • 评估切削力的方向,提供足够的支撑或改进夹具
  • 通过减少切深ap来降低切削力
  • 选择具有更锋利切削刃的疏齿和不等齿距铣刀
  • 选择具有小刀尖圆弧半径和小平行刃带的槽型
  • 选择细晶粒无涂层刀片或薄涂层刀片
  • 避免在工件受到的支撑不足以抵抗切削力的情况下进行加工




  • 轴向刚性差的工件
  • 考虑使用具有正前角槽型的方肩铣刀 (90°主偏角)
  • 选择具有L槽型的刀片
  • 降低轴向切削力 - 更小的切深、更小的刀尖圆弧半径和平行刃带
  • 选择不等齿距疏齿铣刀
  • 检查刀具磨损
  • 检查刀柄跳动量
  • 改进刀具夹紧情况

  • 刀具悬伸过长
  • 使悬伸最小
  • 使用不等齿距疏齿铣刀
  • 平衡径向和轴向切削力 - 45°主偏角、大刀尖圆弧半径或圆刀片铣刀
  • 提高每齿进给
  • 使用轻快切削刀片槽型
  • 减小轴向切深af
  • 在精加工中采用逆铣
  • 使用超过尺寸铣刀和采用Coromant Capto®接口的接杆
  • 对于整体硬质合金立铣刀和可换头铣刀,尝试使用齿数更少和/或螺旋角更大的铣刀

  • 使用刚性差的主轴铣削方肩
  • 选择尽可能小直径的铣刀
  • 选择具有锋利切削刃的轻快切削铣刀和刀片
  • 尝试逆铣
  • 检查主轴变形量以查看是否处于机床的可接受范围内

  • 不稳定的工作台进给
  • 尝试逆铣
  • 紧固机床进给机构:对于数控机床,调整进给螺钉
  • 对于传统机床,调整锁紧螺钉或更换滚珠丝杠

  • 切削参数
  • 降低切削速度 (vc)
  • 提高进给 (fz)
  • 改变切深ap

  • 稳定性差
  • 缩短悬伸
  • 提高稳定性

  • 在拐角中产生振动
  • 以更低的进给率采用大编程圆角



堵屑
满槽铣的常见问题 -
特别是在加工长切屑材料时

  • 刀尖圆角损坏
  • 切削刃崩刃和破裂
  • 切屑的二次切削
  • 使用正确定向的足量切削液或压缩空气改善排屑
  • 降低进给 (fz)
  • 将大切深分成几次走刀
  • 在深槽加工中尝试逆铣
  • 使用疏齿铣刀
  • 使用具有2条或最多3条切削刃和/或更大螺旋角的整体硬质合金立铣刀或可换头铣刀



切屑二次切削
出现在满槽铣和型腔加工中 -
特别是加工钛合金时。在使用立式机床铣削深型腔时也很常见。

  • 切削刃破裂
  • 缩短刀具寿命并降低安全性
  • 切屑堵塞
  • 通过压缩空气或大流量切削液 (最好是内冷却液) 有效排屑
  • 改变铣刀位置和刀具路径策略
  • 降低进给 (fz)
  • 将大切深分成几次走刀



表面质量不符合要求

  • 每转进给量过大
  • 调整铣刀的轴向跳动或对刀片进行分组安装。用表检查轴向跳动
  • 检查主轴跳动量和铣刀安装面
  • 将每转进给量降低至最大为平行刃带宽度的70%
  • 如有可能,使用Wiper (修光刃) 刀片 (对于精加工工序)

  • 振动
参见上面的“振动”部分

  • 产生积屑瘤
  • 提高切削速度vc,以提高切削温度
  • 关闭切削液
  • 使用具有锋利切削刃和光滑前刀面的刀片
  • 使用正前角刀片槽型
  • 尝试使用金属陶瓷材质和更高的切削参数
  • 回切
  • 检查主轴倾斜度 (约0.10 mm/1000 mm (0.004英寸/39.370英寸))
  • 精加工期间,主轴的轴向跳动量TIR不应超过7 μm
  • 降低径向切削力 (减少切深ap)
  • 选择更小的铣刀直径
  • 检查平行刃带和所用Wiper (修光刃) 刀片的平行度 (不应前倾或后倾)
  • 确保铣刀不会颤动 - 调整安装面
  • 工件崩口
  • 降低进给fz
  • 选择密齿或超密齿铣刀
  • 重新定位铣刀,以在退刀时产生更薄的切屑
  • 选择更合适的主偏角 (45°) 和切削作用更轻快的槽型
  • 选择锋利的刀片
  • 监控后刀面磨损以避免过度磨损



毛刺形成

  • 材料特定 - 高温合金/不锈钢
  • 主要磨损状态 - 沟槽磨损
  • 使用大圆角半径,以实现小刀片主偏角
  • 保持切深小于半径
  • ap = 0.5×半径



机床功率

了解功率曲线,因为如果转速过低,则机床效率会降低。

铣削的功率需求受以下条件的影响:

  • 待去除金属量
  • 平均切屑厚度
  • 铣刀槽型
  • 铣刀速度
  • 从密齿铣刀换为疏齿铣刀,即更少的齿
  • 正前角铣刀的功率效率高于负前角铣刀
  • 在工作台进给之前降低切削速度
  • 使用更小的铣刀并多次走刀
  • 减少切深ap

刀片磨损

为了实现最佳切削参数、尽可能好的零件质量和尽可能长的刀具寿命,请务必记得在加工后检查刀片/切削刃。将不同形式的刀片磨损的原因及解决方案列表用作成功铣削的参考。



原因
解决方案

后刀面磨损
快速磨损导致表面质量差或超出公差范围。


  • 切削速度过高
  • 耐磨性不足
  • 进给fz过低

  • 降低切削速度 (vc)
  • 选择耐磨性更高的材质
  • 提高进给 (fz)

后刀面磨损
过度磨损导致刀具寿命短。


  • 振动
  • 切屑再切削
  • 零件上形成毛刺
  • 表面质量差
  • 产生热量
  • 噪音过大

  • 提高进给 (fz)
  • 采用顺铣
  • 使用压缩空气有效排屑
  • 检查推荐的切削参数

后刀面磨损
磨损不均匀导致到尖角损坏。


  • 刀具跳动
  • 振动
  • 刀具寿命短
  • 表面质量差
  • 噪音大
  • 径向力过高

  • 减少跳动量,使其小于0.02 mm (0.0008英寸)
  • 检查夹头和夹套
  • 最大限度地减少刀具伸出量
  • 使用更少的齿进行切削
  • 选择更大的刀具直径
  • 对于整体硬质合金立铣刀和可换头铣刀,选择螺旋角更大的槽型 (gp ≥45°)
  • 将轴向切深 (ap) 分成多次走刀
  • 降低进给 (fz)
  • 降低切削速度 (vc)
  • 高速加工需要浅走刀
  • 改进刀具和工件的装夹

月牙洼磨损
过度磨损导致切削刃强度降低。切削刃破损导致表面质量差。


  • 因前刀面切削温度过高而导致扩散磨损

  • 选择氧化铝涂层材质
  • 选用正前角刀片槽形
  • 降低速度以获得更低的温度,再有降低进给

塑性变形
切削刃塑性变形、下塌或后刀面
凹陷,导致切屑控制差、表面质量
差和刀片破裂。


  • 切削温度和压力过高

  • 选择耐磨性更高 (硬度更高) 的材质
  • 降低切削速度 (vc)
  • 降低进给 (fz)

崩刃
切削刃未参与切削的部分因受到切屑锤击而损坏。刀片的正面和支撑面的损坏,从而导致表面纹理差和后刀面过度磨损。


  • 切屑在切削刃的作用下受到挤压

  • 选择韧性更高的牌号
  • 选择具有更坚固切削刃的刀片
  • 提高切削速度vc
  • 选择正前角槽型
  • 在切削开始时降低进给
  • 提高稳定性

崩刃
小部分切削刃破裂 (崩碎) 导致
表面质量差和后刀面过度磨损。


  • 材质韧性过低
  • 刀片槽形过于薄弱
  • 产生积屑瘤

  • 选择韧性更高的牌号
  • 选择具有更坚固槽型的刀片
  • 提高切削速度vc,或选择正前角槽型
  • 在切削开始时降低进给

沟槽磨损
沟槽磨损导致表面质量差和切削刃破裂风险。


  • 加工硬化材料
  • 表皮和氧化皮

  • 降低切削速度 (vc)
  • 选择韧性更高的牌号
  • 使用更坚固的槽型
  • 使用更接近45°的切削角
  • 使用圆刀片确保最佳结果
  • 使用可变ap技术推迟磨损

热裂纹
由于温度变化,垂直于
切削刃的小裂纹导致崩碎和表面质量差。


  • 断续加工
  • 变化的切削液供应

  • 选择韧性更高、抗热冲击性能更好的材质
  • 应足量地或完全不使用切削液

积屑瘤 (BUE)
积屑瘤导致表面质量差,并在脱落时导致切削刃崩碎。


  • 切削区域温度过低
  • 材料粘性非常高,例如低碳钢、不锈钢和铝

  • 提高切削速度vc
  • 改用更合适的刀片槽型

积屑瘤 (BUE)
工件材料被焊到切削刃上。


  • 低切削速度vc
  • 低进给fz
  • 负前角切削槽型
  • 表面质量差

  • 提高切削速度vc
  • 提高进给 (fz)
  • 选择正前角槽型
  • 使用油雾或切削液
相关信息

铣槽

铣槽工序更多由三面刃铣刀完成,而不是立铣刀。 槽分为短槽和长槽、闭口槽和开口槽、直槽和非直槽、深槽和浅槽、宽槽和窄槽 刀具选择通常由槽宽和槽深以及 (在某种程度上)... chevron_right

方肩铣

方肩铣工序包括: 方肩铣/面铣 边缘铣削 易变形薄壁方肩铣 方肩铣/面铣 什么是成功的方肩铣/面铣? 方肩铣同时加工两个表面,这需要将圆周铣削与面铣相结合。加工出真正的90台肩是最重要的要求之一。进行方肩铣既可使用传统方肩铣刀,又可使用立铣刀、长刃铣刀和三面刃铣刀。由于选项众多,必须仔细考虑工序要求,以做出最佳选择。 刀具选择 方肩铣刀 采用传统设计的方肩面铣刀通常能够铣削出“真正”的90浅台肩。许多方肩铣刀都是通用铣刀,可方便地用于孔加工。铣削垂直面面或靠近垂直面铣削时,它们都是面铣刀理想的替代选择。 立铣刀 可转位刀片和整体硬质合金立铣刀为要求可达性的方肩加工提供了理想的解决方案。 长刃铣刀 长刃铣刀通常用于铣削较深的方肩。 如何应用 浅方肩铣 这种常用工序通常由方肩面铣刀和立铣刀执行。小切深实现更大的切宽。这些铣刀通常可以取代面铣刀,特别是作用于零件的轴向压力成为限制条件时,以及对垂直面或夹具的可达性有要求时。过尺寸方肩铣刀在铣削位于深处的浅方肩时能够确保最佳可达性。 深方肩铣 使用方肩面铣刀和立铣刀重复走刀。为了最大限度地减少表面接刀,例如刀片搭接和两次走刀之间的搭接,请务必使用能够加工出真正的90台肩的高精度铣刀。如果方肩深度小于切削刃长度的75%,则垂直面的质量通常不需要额外精加工。 使用长刃铣刀一次走刀 长刃铣刀是较深、较大以及切削载荷通常较重的方肩铣应用的理想解决方案。它们具有较高的金属去除能力,通常用于进行粗铣,因为加工出的表面结构具有高进给侧铣的特征。 这些铣刀对以下几点有要求: 稳定性 主轴状况 排屑 刀柄 功率 径向力相当大,从而使其成为高难度侧铣应用。 较短的长刃铣刀适合: 大切宽大但浅的方肩。 以与铣刀直径相等的切深进行满槽铣可以弥补机床的局限性 较长的长刃铣刀用于: 以中等切宽铣削方肩 在稳定的大功率机床中进行边缘铣削 铣削位于深处的方肩 过尺寸方肩铣刀选项在铣削位于深处的浅方肩时能够确保最佳可达性。对于位于更深处的方肩,使用带Coromant... chevron_right

振动

在铣削中,可能因切削刀具、刀柄、机床、工件或夹具的局限性而产生振动。要减少振动,需要考虑一些策略。 切削刀具 使用90铣刀时,切削力主要集中于径向。在长悬伸工况下,这会使铣刀发生偏摆;但是,在铣削薄壁/振动敏感零件时,低轴向力是有利的 45铣刀能够产生均匀分布的轴向力和径向力 圆刀片铣刀将大部分力沿着主轴向上引导,特别是在切深较小时。此外,10铣刀将主要的切削力传递到主轴中,从而减少因长刀具悬伸而产生的振动 对于面铣,必须考虑切削力的方向: 为工序选择尽可能小的直径 DC应比 a e 大20-50% 选择疏齿和/或不等齿距铣刀 重量轻的铣刀是有利的,例如采用铝合金刀体的铣刀 对于不稳定的薄壁工件,使用大主偏角... chevron_right

面铣

面铣工序包括: 普通面铣 高进给铣削 重载面铣 使用Wiper (修光刃) 刀片进行精加工 普通面铣 什么是成功的面铣? 面铣是最常见的铣削工序,可使用多种不同的刀具来执行。最常用的是45主偏角铣刀,但是,在某些情况下也可使用圆刀片铣刀、方肩铣刀和三面刃铣刀。务必选择适合相关工序的铣刀以确保最佳生产率... chevron_right

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