化学铣切

化学铣切是由铣刀、刀夹，刀具以及夹具组成，主要应用于切削零件表面或部分表面。通过化学铣刀可以切削不同材料的零件。化学铣削根据刀具结构不同，分为铣削和刃铣（或刨削）。使用化学铣削时，要根据需要选用合适化学铣刀，尽量选择高质量化学铣刀；若使用刃铣刀则主要选用高质量刃铣刀或刃锯；若使用铣削刃锯时，必须在铣削后对刀刃进行磨削，从而保证切削质量和效率。化学铣切是一种使用化学和物理方法在切削工件表面进行加工的新工艺（包括各种切削方法和工艺）称为铣切（或铣刀、刃铣）。

化学铣切

铣削指将工件放置在铣床上，对工件进行纵向、横向及斜向切削，以获得金属或非金属工件中零件内部组织和表面粗糙度达到某种要求的加工工艺。铣切分为磨削、切削和磨削加工。在磨削加工中一般利用磨床来完成，对于铣削时采用铣床铣削以获得金属零件的精度要求相对较低；而铣刀一般用于铣削精度较高或表面粗糙度要求达到一定标准的工件，如机床导轨滚轮、轴承等。在数控机床中，切削刀具是数控机床最重要的组成部分，是控制数控机床结构形状、实现数控机床性能和质量目标的关键技术；铣切是数控机床加工工序中最重要的一道程序，对切削工件要求的表面粗糙度要求有高而严格的限制，加工出来有缺陷和无毛刺零件。要使复杂工件进行有效铣切，就必须对零件进行精密加工，使零件具有良好整体形象。化学铣切是利用化学材料在加工过程中发生化学反应而生成各种不同属性的金属或非金属工件，包括各种成分的溶液、固体和气体等。 www.qwbaike.cn

铣床作为加工机械设备，可分为三种类型：刚性刀片型，刚性铣刀和弹性铣刀；刚性刀片型：由固定刀片和浮动刀片组成；弹性铣刀片型：由刀片组成。刚性刀片型采用刚性铣削结构，能保持较高的机床刚性；而弹性铣刀片型采用弹性铣削结构，具有较高的刀具刚度。另外，刚性刀片型的加工精度较高，而相对来说较差，而弹性刃刀片型具有较高刚度，能实现高精度加工，且具有较高的精度要求，同时其加工精度较一般刚性刀片型好些。根据切削过程可知：刀具摩擦产生热量使工件表面温度升高并迅速分解为气体和水，气体被冷却液抽走，水被冷却后重新气化为气体和水蒸汽，形成液态和固态混合物并释放出热量。液体会吸收大量热量，同时由于金属表面会产生较大面积的热应力，因此在进行铣削加工时会导致产生许多热应力且这些热应力对刀具及加工材料均有较强的负面影响。因此为避免此类情况，铣刀刀具必须具有较强的刚性及抗拉强度、塑性好、可切削性好、刚性与可换形性优良等特点。 www.qwbaike.cn

根据化学铣削机理，可将其分为化学氧化(NaOH+H2O2+Na2O+NaHCO3)法、酸碱法、固溶法与反应加成法四种化学加工机理。在化学氧化方法中，氧化过程是一个化学反应过程，即基体表面发生变化，发生一系列金属离子或化合物在一定条件下可以溶解或解离的过程。酸碱法是由酸碱溶液或气体反应而形成。反应过程中物质分子或离子在溶液和气体流动中被破坏。据统计，大约有30%的复杂工件在化学氧化中生成，其中以硬质合金、金刚石和纳米晶为代表的硬质合金中存在着许多高活性物质，其在氧化条件下形成一系列金属离子或化合物，在化学氧化过程中破坏了金属离子对物质中其他元素的溶解和作用；在酸性条件下这些有害离子转化成酸性物质与工件进行反应后生成新的酸碱溶液，同时释放出大量氧气与切削液混合氧化分解成可燃气体；在碱性条件下这些有害化学品可与切削液中的氢反应生成氢氧化物和水蒸汽，或生成氢离子与其他物质发生氧化反应而生成氧化物和水并释放出热量；在酸性条件下化学氧化与酸碱法形成了离子氧化物；酸性条件下这些有害物质发生氧化反应而生成水后或金属离子与水结合成水合物并释放出热量或放出空气以减少粉尘等颗粒物对工件表面的污染。

常用的铣刀类型有切削刀具（即圆弧形铣刀）、钻头铣刀和刀杆（如图1所示),而主要作用是在普通数控机床上完成工件的铣削加工。切削刀具的作用主要有以下几个方面：①、在镗削和钻孔过程中实现对钻头轮廓的有效铣削，同时降低进给速度以减小噪音。②、对主轴或传动系统结构零件进行粗铣加工，使零件表面的粗糙度达到标准要求。③、对刀具表面质量提出更高的要求。④、可大大降低切削量，减少能耗。

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通过以上分析，可得出以下结论：①铣切工艺的自动化程度高，铣削加工效率高，零件合格率高；②表面质量好，不会产生变形，不影响加工质量；③刀具成本较低，耐磨性较好；④刀具的抗磨能力强，可承受较大的切削力，能保持较高的加工精度。

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铣切机由传动系统、刀夹、夹具组成。它由伺服电机驱动，使铣刀运动或刀具夹紧，使铣刀来回运动，形成铣刀与工件间的相对运动。铣切机上有两个移动轴和两个移动夹具。两个移动轴上设有多个方向不同角度的刀架。两个移动轴上设有可互换的夹具，可以随时改变刀片的旋转方向，从而改变铣刀与工件的运动。铣切机可加工直径为10~200 mm、厚度为3 mm~80 mm、长度为5 m~500 m的各种精密工件。

化学铣切

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1、铣切机是以刀具作为运动参数的机床，它必须能在规定的范围内铣取和铣切工件。

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由于铣切机一般是用来加工平面、槽和其他形状的工件，所以它一般只能加工平面，而不能加工槽形，因此需要对铣切机中夹具进行改进以适应加工平面或槽的需要。目前，在一些发达国家已将夹具改进到了更适合于加工复杂形状工件的程度。在我国，随着机械制造技术的发展，铣切加工要求也越来越高，尤其是机械制造行业和机械加工产品已向大型化、自动化和智能化方向发展。因此，铣切机的结构和使用方法也有了很大提高。随着加工精度和加工速度不断提高，加工效率也会不断提高；在这种条件下，采用铣切机加工复杂形状的工件比用其他机床加工简单形状和复杂形状的工件要经济得多。

2、铣切机在工作时不能产生切屑。

铣切机的进给量很小，一般在200~500 ml/min。每分钟进给量为0.5 ml/min,因此，加工表面不会产生切屑。对于铣削粗加工，进给量小是不可避免的。而且，由于铣切零件与刀具之间存在着相对运动，因此，铣切机切削工件时，将产生很大强度和振动。因此，铣刃在切削时不能移动，必须不断更换新铣刃。 www.qwbaike.cn

3、铣削时，要在一定的速度下进行切削，因此铣刀的寿命很大程度上取决于刀具使用期间。 www.qwbaike.cn

由于刀具和夹具之间的摩擦力较大，在铣削高速工件时，有时还会出现断裂现象，故刀具使用寿命一般不长。为了提高铣切机在高速切削中的运行可靠性，必须采用较高的耐磨性和高强度合金材料。目前，一些公司还研制出用钛合金制成的新型铣刀。这种新型铣刀片对高速、高刚性要求，切削性能优良（一般在100~500 r/min下),在高速、高扭矩状态下使用可靠（即使在停机状态下也不会发生断裂),且切削噪音小（一般在20~30 dB之间）等优点，所以深受用户青睐。。钛合金铣刀性能优越，适用于铣削各种材料，如碳钢等。如果要提高铣切质量，就要选用较高牌号的硬质合金铣刀。 www.qwbaike.cn

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4、铣切机一般要求工件在铣刀和刀片之间保持一定的间隙。
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这是为了保证铣削的切削深度，保证加工表面的粗糙度，同时也为了防止振动产生。通过机床调节轴夹紧量，可以在工作过程中随时调整主轴的夹紧角度或增加一次移动量。这样，可以保证铣刀和刀片间不发生互相摩擦和夹紧。而且，一般情况下，铣刀的进给量不能太大。因此，为了保证铣切精度，切削用量必须相对较小，刀具的进给量也不宜太大，否则，就会产生刀具疲劳现象，从而降低了切削速度和效率。

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铣切刀的选择：切削刀具的性能、切削刃的形状和切削刃与工件之间是否配合是影响化学铣切加工效率的主要因素。同时，还要考虑由于使用材料不同而导致刀具磨损、断裂，以及刀片之间产生较大应力和剪切作用等，所以选择时要综合考虑这些因素后进行选择。选择刀具时应注意以下几点：•选择较大的铣刀直径；•尽量选用高质量化学铣刀；•保证加工质量和效率。

1、通常选用大直径的铣刀，这样既可保证较大的进给，又可保证良好的加工效率，还可降低切削温度，保证零件加工质量。

常用的钻头和刀具直径都可选择大一些，但通常选用较大直径的刀具进行加工。因为在一般情况下，直径为200~400 mm的钻头适合于大进给、小切速或采用夹头自动定位等工艺。常用的铣刀直径一般为500 mm~600 mm。采用自动定位数控铣床时，数控控制柜还可根据现场实际情况自动加工，通过调节刀具与工件之间的夹角可控制进给，还可控制进给速度，减少刀具磨损等多方面的功能。因此，选用大直径铣刀也是非常必要的。

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2、化学铣刀的型式应与铣削刀具的结构相适应，同时应注意使用性能是否满足要求，如在切削时要避免切屑从齿形内漏出进入切屑，而应选择刀齿与锯齿等几何形状相同而结构复杂的刀齿来保证刀具的切削效率与加工质量，还要选择能承受各种应力（包括剪切）并能有良好密封性能的合金刀齿。

化学铣切性能

铣削刀具的种类：铣刀种类是影响铣切效率的一个重要因素，不同种类的铣刀其价格也不同。常见的多是单刃和双刃铣刀。单刃铣刀使用时间较长，效率较低；双刃铣刀使用时间较短，效率较高。根据铣削刀具制造工艺要求，一般可选用双刃铣刀。 www.qwbaike.cn

注意生产厂家所生产的单刃铣齿刀具是否符合所切削加工工件材料的要求，如是否符合GB6901-1988标准，单刃和双刃铣刀是否适用于不同刀具规格等。

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注意生产的每把刀其质量是否符合 GB/T1361-1988规定:

(1)硬度大于HRC60; www.qwbaike.cn

(2)切削刃有无裂缝现象;

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(3)耐磨性是否能满足所使用工件的材料;

(4)表面粗糙度等级是否大于10μ m; www.qwbaike.cn

(5)刀片间有无互相摩擦; www.qwbaike.cn

(6)使用寿命是否有保证;

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(7)涂层是否能满足涂层质量规定和防腐要求等要素。

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3、化学铣刀的使用方法与其他切削方法一样，在使用时应掌握以下两点：

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•尽量采用大直径刀具；

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•在铣削过程中要始终保持刀具中心线与工件中心线一致，避免发生夹夹现象。

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