[科普中国]-铣削策略

铣削策略指的是铣床加工中如何选择并且合理使用铣削的方式。

简介摆线切削的切削方向有向内和向外两种设置，向外摆线铣削比向内摆线铣削具有更多优点，相同图形的内轮廓向外摆线铣削比向内摆线铣削加工时间短，铣削参数容易控制，无特殊要求中，采用向外摆线铣削比较合适。向外摆线铣削在下刀后、拐角处以及内嵌区域存在摆线轨迹，其余为普通直线和圆弧刀轨，比向内摆线铣削轨迹简单。另外，摆线铣削在模具内轮廓、拐角倒圆和其他拐角及嵌入区域的处理比正常铣削容易达到指定的步距和切削速度，但摆线铣削仅限于平面铣削方式的切削模式选项中，在曲面加工中无法应用。

在腔体加工过程中，刀具首次进入封闭型腔或沟槽时，刀具以全刀宽度切削，受宽度影响径向切削力急剧升高，同样刀具在拐角或嵌入区域处切削宽度增加，承受的切削力成倍增加，避免径向切削力峰值超过刀具的额定值，迫使工程师减小加工速度，导致正常直线轨迹切削速度降低，影响生产效率。采用摆线铣削解决了切削宽度突然增加问题，保证刀具以最高进给速度运行。

恒定的金属切削率是机械加工的重要准则。向外摆线刀轨可确保在整个刀轨中保持平稳的金属切削率，提高生产效率。1

优点在模具铣削铣削加工中，摆线铣削与传统铣削方式对比有以下四大优点：

（1）摆线铣削提高了去除毛坯材料的效率，光滑连续的加工轨迹确保机床以最大的加工参数运行，缩短粗加工时间，减少加工成本。

（2）摆线铣削对型腔的拐角位置和嵌入区域均作圆角处理，使拐角处的刀轨圆滑连续，而且有最小切削宽度保证，避免普通切削拐角处过切现象发生。

（3）摆线铣削加工过程中，刀具切削宽度均匀增减，最大切削厚度远低于刀具直径值，降低了刀具的颤振和拉刀现象。

（4）摆线铣削在一次走刀循环过程中，刀具向前切削材料伴随着向后的空走刀，铁销也被带走，刀具冷却充分，改善切削条件，延长了刀具的使用寿命。

工艺分析在UG 加工模块中，对模具型面进行数控铣削加工编程的流程依次为型腔铣粗加工、深度加工轮廓、区域加工半精加工和精加工。由于精加工时间与产品质量密切相关，缩短粗加工时间是提高模具生产率的重要途径。研究发现刀具在下刀处、内拐角和嵌入区域容易引起刀具震动和折断，加工速度被限制，造成直线刀具轨迹速度被迫降低2/3，摆线铣削策略采用连续回环刀具轨迹方式进行铣削加工。避免切削宽度增加带来的刀具伤害，提高整个型腔铣的加工速度，解决切削力突然增加的矛盾。

在粗加工后，一些区域由于刀具直径过大无法加工，换直径小的刀具加工中，一般铣削模式以分层进行二次开粗，区域狭小造成拐角增多及进退刀频繁，摆线铣从远离部件壁处向部件壁方向进行递进加工，解决了普通加工的弊端，而且摆线铣以直接加工到深度，控制摆线向前步长的方式提高了生产效率。

模具实际加工编程时采用摆线铣削加工策略，其加工效率比传统的模具粗加工的效率提高50% 左右，刀具损耗降低，精准的粗加工为模具后期加工提供了保障。2

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所