在工作中曾經有企業提出一個問題：能不能采用一種新的切削方式加工方形工件，以便提高生產效率。因為很多的五金件廠、標準件廠、電子廠、潔具廠需要成形大批的方形工件，常采用鍛壓、沖裁、銑削加工，這些傳統的鍛壓、沖裁由于結構原因有時無法實現，而銑削加工生產效率低(每次銑削一方，工件轉位浪費時間)，能不能有一種兩全齊美的辦法?

　　車床加工車削方形工件的結構新的方案擬定

　　通過對大量的小型方形工件結構的分析，實踐操作，查閱相關資料，有一種較為先進的方法能實現這一要求，即采用車削的方式。車削多邊形原理為：車削加工時，如果工件旋轉的同時，刀具也以一定的轉速(大于工件的轉速)和工件同向旋轉，便可改變車刀和工件的相對運動軌跡，加工多邊工件。圖1為車削正多邊形工件的原理圖。

　　當工件與刀具分別以w1和w2旋轉，它們之間保持定速比i=w1/w2=3。這樣切削過程中，刀尖相對于工件軸線的軌跡為一周期性重復的封閉曲線，由該曲線包圍的中間部分便形成了一個正三邊形，當工件軸線位于刀尖運動圓周之外時，稱為外切削法;當工件軸線位于刀尖運動圓周之內時，稱為內切削法。切削方式和速比對成形的影響見表1。

　　結構裝置

　　是采用外切法的多邊形車削裝置的結構簡圖。

　　在機床主軸上裝有刀盤1和主動齒輪軸2，當刀盤和主動齒輪軸旋轉時通過介輪3帶動從動齒輪4和工件同時旋轉(工件的夾緊是通過油缸7使夾具6夾緊工件)，其速比為3:1，此時刀盤上裝一把刀具能同時加工出多邊形的三方(其速比為2:1，此時刀盤上裝一把刀具能同時加工出多邊形的兩方，如果刀盤上對稱安裝兩把刀具能同時加工出正四邊形，依次類推)。縱向進給由油缸8帶動中拖板來實現，此油缸設計為兩檔速度，空行程用高速，切削時用高速，兩油缸自動控制過程為夾緊一快進一慢進-后退一松開。當工件徑向尺寸變化時調整介輪3與齒輪軸2和從動齒輪4的嚙合來實現。

　　主要參數的確定

　　主要參數包括速比i、裝刀數Z、刀具間角度y及刀具伸出長度l。加工正多邊形工件，刀尖的相對運動軌跡必須為封閉的內擺線，因此傳動比i應是大于1的正整數。表2

　　正方形

　　n=4 i=2 z=2

　　l1=l2

　　正六邊形

　　n=6 i=2 z=3

　　l1=l2=l3

　　正六邊形

　　n=6 i=3 z=2

　　l1=l2

　　若設n為多邊形的邊數，i為刀盤與工件的速比，則裝刀數量為Z=n/i。以q為多邊形兩鄰邊夾的角度，則刀具間的角度為y=i×(180-q)。當中心距一定時，并設e為多邊形工件回轉中心至邊的距離，則刀尖至刀具回轉中心距離(刀具伸出長度)由下式確定:l=c-ee。加工正多邊形時的速比和裝刀數量關系

　　結構特點

　　這種加工多邊形的設備結構簡單、運動可靠、操作方便、性能穩定、工件尺寸變化時調整簡單，而且工件的夾緊和縱向進給都是采用油缸實現自動操作，減輕了操作者的勞動強度。特別是車刀(利用普通車刀改磨即可)作高速旋轉，加工出的工件的表面粗糙度值小，效率高(不管是二、四、六、八、十二方等多邊形工件一次縱向即可完成)，比銑削加工至少提高效率3～5倍，邊數越多，效率提高越大，適合于大量成批小型多邊形工件的加工

　　在優化銑削效果時，銑刀的刀片是另一個重要因素，在任何一次銑削時如果同時參加切削的刀片數多于一個是優點，但同時參加切削的刀片數太多就是缺點，在切削時每一個切削刃不可能同時切削，所要求的功率和參加切削的切削刃多少有關，就切屑形成過程，切削刃負載以及加工結果來說，銑刀相對于工件的位置起到了重要作用。在面銑時，用一把比切削寬度大約大30%的銑刀并且將銑刀位置在接近于工件的中心，那么切屑厚度變化不大。在切入切出的切屑厚度比在中心切削時的切削厚度稍稍薄一些。

　　車床加工車削

　　為了確保使用足夠高的平均切屑厚度/每齒進給量，必須正確地確定適合于該工序的銑刀刀齒數。銑刀的齒距是有效切削刃之間的距離。可根據這個值將銑刀分為3個類型——密齒銑刀、疏齒銑刀、特密齒銑刀。

　　和銑削的切屑厚度有關的還有面銑刀的主偏角，主偏角是刀片主切削刃和工件表面之間的夾角，主要有45度、90度角和圓形刀片，切削力的方向變化隨著主偏角的不同將發生很大的變化：主偏角為90度的銑刀主要產生徑向力，作用在進給方向，這意味著被加工表面將不承受過多的壓力，對于銑削結構較弱的工件是比較可靠。

　　主偏角為45度的銑刀其徑向切削力和軸向大致是相等的，所以產生的壓力比較均衡，對機床功率的要求也比較低，特別適合于銑削產生崩碎切屑的短屑材料工件。

　　圓形刀片的銑刀意味著主偏角從0度到90度連續變化，這主要取決于切削深度。這種刀片切削刃強度非常高，由于沿長切削刃方向產生的切屑比較薄，所以適合大的進給量，沿刀片徑向切削力的方向在不斷改變，而且在加工過程中所產生的壓力將取決于切削深度。現代刀片幾何槽形的研制使圓形刀片具有平穩的切削效應、對機床功率需求較低、穩定性好等優點。今天，它已不再是一種有效的粗銑刀，在面銑和立銑中都有廣泛的應用。

　　相對于工件的進給方向和銑刀的旋轉方向有兩種方式：

　　第一種是順銑，銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相同的，在開始切削時銑刀就咬住工件并切下最后的切屑。

　　第二種是逆銑，銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相反的，銑刀在開始切削之前必須在工件上滑移一段，以切削厚度為零開始，到切削結束時切削厚度達到最大。

　　在三面刃銑刀、某些立銑或面銑時，切削力有不同方向。面銑時，銑刀正好在工件的外側，切削力的方向更應特別注意。順銑時，切削力將工件壓向工作臺，逆銑時切削力使工件離開工作臺。

　　由于順銑的切削效果最好，通常首選順銑，只有當機床存在螺紋間隙問題或者有順銑解決不了的問題時，才考慮逆銑。

　　在理想狀況下，銑刀直徑應比工件寬度大，銑刀軸心線應該始終和工件中心線稍微離開一些距離。當刀具正對切削中心放置時，極易產生毛刺。切削刃進入切削和退出切削時徑向切削力的方向將不斷變化，機床主軸就可能振動并損壞，刀片可能碎裂而加工表面將十分粗糙，銑刀稍微偏離中心，切削力方向將不再波動——銑刀將會獲得一種預載荷。我們可以把中心銑削比做在馬路中心開車。

　　銑刀刀片每一次進入切削時，切削刃都要承受沖擊載荷，載荷大小取決于切屑的橫截面、工件材料和切削類型。切入切出時，切削刃和工件之間是否能正確咬合是一個重要方向。

　　當銑刀軸心線完全位于工件寬度外側時，在切入時的沖擊力是由刀片最外側的刀尖承受的，這將意味著最初的沖擊載荷由刀具最敏感的部位承受。銑刀最后也是以刀尖離開工件，也就是說刀片從開始切削到離開，切削力一直作用在最外側的刀尖上，直到沖擊力卸荷為止。當銑刀的中心線正好位于工件邊緣線上時，當切屑厚度達到最大時刀片脫離切削，在切入切出時沖擊載荷達到最大。當銑刀軸心線位于工件寬度之內時，切入時的最初沖擊載荷沿切削刃由距離最敏感刀尖較遠的部位承受，而且在退刀時刀片比較平穩的退出切削。

　　對于每一個刀片來說，當要退出切削時切削刃離開工件的方式是重要的。接近退刀時剩余的材料可能使刀片間隙多少有所減少。當切屑脫離工件時沿刀片前刀面將產生一個瞬時拉伸力并且在工件上常常產生毛刺。這個拉伸力在危險情況下危及切屑刃安全。

　　當銑刀軸心線和工件邊緣線重合或接近工件的邊緣線時，情況將很嚴重。達到較好銑削的總結：

　　①檢查機床的功率和剛度，以保證所需要的銑刀直徑能夠在機床上使用。

　　②主軸上刀具的懸伸量盡可能達到最短，減小銑刀軸線與工件位置對沖擊載荷的影響。

　　③采用適合于該工序的正確的銑刀齒距，以確保在切削時沒有太多的刀片同時和工件嚙合而引起振動，另一方面，在銑削狹窄工件或銑削型腔時要確保有足夠的刀片和工件嚙合。

　　④確保采用每刀片的進給量，以便在切屑足夠厚時能獲得正確的切削效果，從而減小刀具磨損。采用正前角槽形的可轉位刀片，從而獲得平穩的切削效果以及最低的功率。

　　⑤選用適合于工件寬度的銑刀直徑。

　　⑥選用正確的主偏角。

　　⑦正確的放置銑刀。

　　⑧僅僅在必要時使用切削液。

　　⑨遵循刀具保養及維修的規則，并且監控刀具磨損。

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