本文探討了數(shù)控車銑床的加工技術(shù)應(yīng)用。

　　車-銑加工曾是一個不明確的術(shù)語。有時將配備有旋轉(zhuǎn)刀具功能的車削加工中心稱為車-銑機(jī)床。而有一種特殊的金屬加工操作，真正值得被稱為“車-銑加工”，即在工件旋轉(zhuǎn)的同時，使用一把旋轉(zhuǎn)著的銑刀進(jìn)行切削。

　　有以下幾個理由，可以說明車間為什么想要使用這種加工方法。容易控制切屑是其一。能進(jìn)行間斷切削另一個原因。目前至少一家刀具供應(yīng)商 — 山特維克可樂滿(Sandvik Coromant)公司，已經(jīng)看到車-銑加工被頻繁地使用，將會有很好的市場前景，他們專門為這一操作開發(fā)出一些特殊刀具。山特維克的產(chǎn)品專家Jim Grimes為本文提供了很多有關(guān)車-銑加工技術(shù)方面的資料。他說，隨著先進(jìn)的多功能車床被廣泛地使用，車-銑加工不再象通常人們想像的那樣加工，今天的車-銑機(jī)床用戶，將會體會到，這一新的加工方法的獲得，無一不是克服傳統(tǒng)車加工弊端的產(chǎn)物。

　　刀具上安裝的wiper刀片緊跟并比進(jìn)行切削加工的刀片稍微突出。目的是加工出好的零件表面粗糙度。

　　從旋轉(zhuǎn)著的工件中心開始進(jìn)行偏心車削，以保證切削刃緩慢地切入工件。

　　面臨挑戰(zhàn)的車-銑加工

　　以下是車-銑加工解決的一些特殊技術(shù)難題的挑戰(zhàn)：

　　刀具上安裝的wiper刀片緊跟并比進(jìn)行切削加工的刀片稍微突出。目的是加工出好的零件表面粗糙度。

　　從旋轉(zhuǎn)著的工件中心開始進(jìn)行偏心車削，以保證切削刃緩慢地切入工件。

　　大金屬切除率加工： 如果車削零件需要去除大量余量，車-銑加工應(yīng)是一個最好的選擇。

　　間斷切削： 車刀通常不能很好地用于間斷切削，而使用銑刀則能做得很好。銑削加工經(jīng)常被定義為一種間斷切削。所以凡是遇到進(jìn)行間斷切削的場合，那將應(yīng)該想到將車削加工改為車-銑加工。

　　優(yōu)良的斷屑加工： 多次加工實踐證明，對某些零件材料，采取車-銑加工代替車削加工，可以消除以往的纏繞在刀頭的“鳥窩”狀切屑的現(xiàn)象。因為切削中復(fù)合了具有天然斷屑加工優(yōu)勢的銑削加工，將連續(xù)切屑折斷成容易排除的小碎片。

　　柔性軸加工： 當(dāng)車削長而細(xì)且中間還不能支撐的零件，使用車-銑加工能較好地防止零件在加工中產(chǎn)生撓(彎)曲 。與車削相比，理論上講，銑削能夠在刀具承受很小壓力的情況下切削零件。但實際上還需解決大量的技術(shù)難題。

　　長時間加工： 在難加工材料切削中，一把車刀的使用壽命很短，而銑刀因為是通過多刃切削而分配切削載荷，所以能使用很長時間。由于銑刀有較長的使用壽命，所以能夠省去切削中間多次換刀的麻煩。

　　偏心加工或異形加工： 銑刀的徑向(X軸)運(yùn)動能夠與工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相合，加工復(fù)雜零件的外形輪廓。Sandvik公司使用這一技術(shù)粗加工三葉狀圓錐形的“capto”刀具夾頭。同樣原理，在一次裝夾中，零件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，銑刀作往復(fù)運(yùn)動，也能在一次裝夾中加工偏心的不對稱零件。加工汽車發(fā)動機(jī)的曲軸上的偏心軸也是一個很好的例子。但在加工精度方面還需作大量的研究工作。

　　車-銑加工技術(shù)

　　車-銑加工，對機(jī)床沒有什么特別的要求，但最少得提供一個Y軸運(yùn)動。

　　工件的轉(zhuǎn)動為銑刀傳遞需要的進(jìn)給速度(動力)，提供了C 軸運(yùn)動。然而，工件需達(dá)到的切削速度是以ipm計量而不是車床的以spm計量(這意味著工件在車-銑加工中，比車削時的切削速度低很多)。但是，Y軸運(yùn)動是需要的，因為這時的銑刀不得不做很多的偏心加工。而且刀具在進(jìn)行偏心加工時，還不能加工到零件的要求尺寸，因為刀具在中心時，刀具中心與零件的旋轉(zhuǎn)中心正好相交，刀具只能使用其端面進(jìn)行切削(即不能切削)，而不是用它的切削刃切削。為保證切削刃能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行切削，刀具中心線將必須偏移零件旋轉(zhuǎn)中心線至刀具直徑的1/4。

　　在車-銑加工中，有三種刀具能有效地使用，其主要原因是使用wiper刀片或切削刃。對于車-銑加工中的端面銑刀，可進(jìn)行大型平面或重載間斷切削。鑲齒立銑刀用于臺階銑削。使用整體式立銑刀加工外圓零件和精銑較深的窄槽等。以上刀具的wiper刀片結(jié)構(gòu)，是通過刀具四個切削刃中的兩個通往零件深處進(jìn)切行削，達(dá)到高效高精度加工的。

　　但使用這種方法，在刀具接近一個臺階和一槽兩側(cè)面加工時，就將出現(xiàn)問題。這時在偏心刀具加工后，將會在零件表面留下許多個圓角。

　　為了加工掉這些圓角，刀具必須進(jìn)行第二次加工。這時不再需要刀具偏斜，沿Y軸將刀具移動到零件的中心位置進(jìn)行加工。而這次所謂的二次加工，沒有能夠切削到金屬材料(有時需要留些余量加工)，除非要求臺階處必須清根，而這在實際使用中是不允許的。

　　在車-銑加工中，一個盡管使人不滿意但它確是無法改變的事實，是產(chǎn)生出加工零件的形狀誤差。銑刀在圍繞零件進(jìn)行圓周銑削時，將在零件表面不可避免地形成一些有規(guī)律間隔的扇貝狀痕跡。這個誤差不能被完全消除，但是它能夠使用wiper刀片進(jìn)行有效地控制。一個wiper刀片是一個緊跟著其它刀片之后，使切削刃在寬度方向上，稍微突出，使刀片切削刃正好延長至加工零件表面中，加工出新的切削表面，將扇形痕跡稍微地修平了一些。

　　Grimes先生說，他的公司為車-銑加工開發(fā)的刀具都集中在wiper刀片結(jié)構(gòu)上。這種wiper刀片結(jié)構(gòu)的刀具，已經(jīng)使扇貝狀痕跡得以較好地控制。因為規(guī)律揭示，一個特殊的wiper刀片，使用戶能在選擇合理的車-銑加工參數(shù)下，將類似的這種給零件造成的形狀誤差，控制到一般產(chǎn)品質(zhì)量可以允許的程度。

　　切削力和變形

　　一個裝有wiper刀片的刀具是一個可以將四個切削刃中的兩個切削刃達(dá)到很深的零件中，使wiper刀片發(fā)生很大影響的整體式立銑刀。這一新結(jié)構(gòu)刀具的另一個優(yōu)點是，這個刀具設(shè)計能在一個有利的切削方式下，改變切削力的方向。在車-銑加工中，當(dāng)為使刀具獲得足夠切削力需要零件進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時，即產(chǎn)生一推向刀具軸方向的切削力。因為現(xiàn)在只有兩個切削刃位于刀具底部，這將較好地減小刀具切削力的軸向分力。這時的更大切削力，將作用于刀具的直徑方向。

　　事實上，這一改變將使我們看出，車-銑加工與普通銑削加工之間的區(qū)別。在普通銑削加工中，沿著刀具軸向的切削力很小。而加工零件也正好裝夾在這一方向。但是，在車-銑加工中，零件一般多是長而細(xì)，且為兩端支撐而中間剛性最差。所以即使在刀具軸方向，作用于很小的切削力，也將會產(chǎn)生振動的趨勢。為在這一應(yīng)用中使刀具軸方向的受力狀態(tài)更好，就要求設(shè)計出與眾不同的新型的刀具結(jié)構(gòu)。這也是目前車-銑加工技術(shù)發(fā)展中，急需解決的技術(shù)難題。