在2003 年北京国际机床展览会上，德国一家公司展出了一台超高速螺纹CNC旋风铣床，相对以往滚压(rolling)、滚齿加工(gear hobbing)和铣削加工(milling) ，这种旋风铣削加工是一种较新的加工方法。

该方法具有的特点是：①可重力切削，可以加工硬度58HRC以上的材料；②不用冷却液，环保、经济；③效率是普通铣削的3倍；④表面粗糙度值可达Ra0.4µm ，能减少或免去磨削和抛光工序；⑤形成C型短切屑，易于处理。

单就加工效率和加工质量的同时提高，就值得我们研究学习。

1 旋风铣削原理

图1 旋风铣削运动原理

旋风铣削加工螺纹的原理如图1所示，加工运动有：刀盘的高速旋转运动R；工件的进给旋转运动C；刀盘相对工件的轴向进给运动W；刀盘相对工件的径向切深运动X。调整参数有刀盘轴线同工件轴线的夹角b、偏心量H。

在加工螺纹时，刀盘高速旋转，转速高达8000r/min，切削速度达到40Om/min 。工件缓慢转动。根据螺纹的螺旋参数，调整刀盘偏转角b，同时使刀盘沿工件轴线移动。刀盘偏转角b等于螺纹的螺旋角。工件转动速度与刀盘的移动速度有下列关系：

V_T=n_wd_wcotb
式中V_T——刀盘的移动速度，mm/min

n_w——工件的转动速度，r/min

d_w——螺纹中径；mm

b——螺纹的螺旋角，rad

旋风铣削的铣削如图2所示，当铣削深度为P时，每齿切削量如图中隐影部分所示。

图2 旋风铣削图

切屑沿工件外径尺寸为：

a_w=(d₁n_wp)/(znr)
式中d₁——未切工件直径，mm

Z——刀盘上布置的刀齿数

由图不难看出，在旋风铣削过程中，每齿的切削厚度都是由小变大，再由大变小。切出时切削厚度由大变小，切削最终表面时切削厚度很小，所以加工表面质量比普通铣削质量高。切人时切削厚度由小变大，因此这种铣削可重力切削。

2 技术关键和难点

利用旋风铣削加工丝杠螺纹，实际上还属范成加工。加工精度影响因素较多，要保证精度，必须保证：

①刀盘要高精度平稳旋转；②刀盘头架运行导轨与工件轴线要有较高的平行度；③工件卡盘轴要有较高的精度；④工艺系统要有较高的动刚度；⑤切削刀头要有较高的成型精度；⑥多刀头的位置精度；⑦刀盘偏转角的调整精度。

3 小结

旋风铣削可以实现干切削、重载切削、难加工材料切削和超高速切削(速度达到400m/min)，加工效率高，表面粗糙度能达Ra0.4µm，是一种先进的加工方法，但刀具材料是关键。旋风铣削机床有4个加工运动，还有一角度调整自由度，结构较复杂。要达到其加工精度和效率，机床的运动精度、动态稳定性、控制精度、刀具的成型精度和耐用度都要达到很高的要求。

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