數控銑削中過切現象分析

沈華

[摘 要] 分析了數控銑削過程中出現過切現象的原因，并提出相應的解決方案。

[關 鍵 詞] 過切現象；數控銑床；數控切削；刀具補償

[中圖分類號] TG547 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）05-0086-01

數控機床雖然具有加工精度高、適用性強、自動化等優點，但在加工過程中出現問題時不能像普通機床那樣隨時地進行人為調整，一個很小的疏忽都會出現過切現象，直接影響工件加工精度，甚至報廢產品，因此必須考慮到每一個細節，確保加工過程準確無誤。

一、加工拐角時產生過切的原因及解決方案

（一）加工內角交接處引起的過切

如圖1所示，在銑削輪廓內角時可能產生過切，其原因分析如下：

1.當銑刀加工至B點時，銑刀與工件的接觸面積增大，切削力也隨之增大，過拐角時由銑兩面變成銑一面，切削力減小，恢復工藝系統彈性變形，導致刀具向工件加工表面內側變形，產生過切。

2.當進給速度較高時，由于慣性力也可導致刀具過切。

解決方案：

1.選擇剛性好，抗震及熱變形小的短柄刀具，如高速鋼立銑刀。實驗證明，它不但能提高加工品質，還可降低加工的成本。

2.采取分級編程控制進給速度。如圖1所示，將AB和BC段均分AX、XB和BY、YC其中AX、YC段為正常速度，XB、BY段為低速（一般不超正常速度的），XB、BY的距離長度宜選為（1.2～2）R，R為刀具半徑。當刀具半徑較大或AB、BC夾角較小時，低速段的進給速度應進一步降低。

（二）各軸速度滯后引起的過切

原因分析：加工拐角為直角的零件，而且加工路線恰好沿著兩個正交坐標軸時，在某一坐標伺服系統的位置指令輸入停止的瞬間，另一個坐標軸伺服系統緊接著接受位置指令，速度瞬間從零達至指定的進給。但在指令突然改變的瞬間，第一軸對指令位置有滯后量，而第二軸開始加速時，第一軸并未到達拐點，因此出現過切。

解決方案：

1.在編程時對第一坐標采用分級降速的辦法。

2.注意裝夾方法，避免加工路線正好沿著兩個基本點正交坐標軸。

3.編程時在拐角處略作停頓。

二、建立或取消刀補時產生過切的原因及解決方案

目前數控機床均具有刀具半徑補償功能。在加工面的交接處不能建立和取消刀補，刀具的切入、切出應選取在切線方向或延長線上；反之，如刀具徑向切入，則進入輪廓加工時運動方向要改變，此時切削力的大小和方向也將隨之改變，在工件表面有短暫的停留時間，因工藝系統的彈性變形，在工件表面會產生傷痕。

刀具半徑補償生成的過切有以下情況：

（一）內緣補償過量切削

切削內緣時，若刀具半徑大于緣角半徑，那么由于系統運行命令段時就預先讀入了下面2段命令，所以當出現過切現象時，就會發出警示。此時，刀具會停止前進，而停在下一個命令段的起始點。如果過切現象發生在命令段操作正在運行時，則刀具會停在下一個命令段的終點，并發出警示，如圖2所示。

（二）槽補償時由于夾角太小過量切削

槽深小于刀具半徑或路徑的交角處太小，皆會產生過切現象。此時，系統也會停止運行，如圖3所示。

本文分析了數控銑削加工中可能出現過切現象的兩種情況和相應的解決措施。引起過切還有其他一些因素，如夾具剛性、機床本身往返間隙等的影響，在實際加工中還要針對具體情況具體分析處理。