數控銑削加工工藝路線分析

千志科，劉麗娜，吳文明

（黃河交通學院，河南 焦作 454950）

數控銑削加工工藝路線分析

千志科，劉麗娜，吳文明

（黃河交通學院，河南 焦作 454950）

數控銑削加工工藝路線制定的合理與否對產品的加工精度、表面質量和加工效率影響很大，文章介紹了確定加工工藝路線的原則以及順銑和逆銑的選擇，從幾個方面討論了制定加工工藝路線時應注意的事項，為合理制定銑削加工工藝路線提供了參考。

數控銑削；工藝路線；順銑；逆銑

數控銑削加工工藝路線是指刀具（嚴格講是刀位點）相對于被加工件的運動軌跡和方向。即刀具由對刀點開始，到加工程序結束所經過的所有路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線對銑削加工的表面質量、加工精度和加工效率等有直接的影響，所以加工路線安排的合理性顯得至關重要。

1 確定加工工藝路線的原則

數控銑削加工路線制定時需參照的影響因素有很多，例如工件的輪廓形狀、加工精度、材料類型、工件剛度、機床的類型、采用刀具的剛度等。但在制定走刀路線時主要有以下三點原則：①優先保證工件的加工尺寸精度和表面質量。②應盡量減小加工路線的路徑長度，尤其是較少空行程占用的時間，以便提高銑削加工效率。③最后，盡量簡化數值計算，簡化編程。

2 數控銑削方式的選擇

根據銑削刀具的旋轉方向和被加工工件的相對進給方向之間的相互關系，可以將數控銑削加工分為順銑和逆銑兩種。

順銑是指刀具的切削速度方向與被加工工件的相對移動方向相同。在刀具正轉時，采用左刀補銑削就是順銑。順銑的切削力以及切削變形相對較小，但卻容易產生崩刃現象。順銑時，由于工作進給運動的方向與水平銑削力的方向一致，當刀齒對工件的作用力比較大時，因為工作臺的絲杠與螺母之間的反向間隙存在，工作臺就會產生一定量的竄動，這種情況不僅嚴重影響了銑削過程的平穩性，還會影響到被加工件的加工質量，如果竄動嚴重，還會損壞刀具。所以欲采用順銑時，首先要求數控銑床應具有間隙消除功能的機構，能可靠消除螺母與工作臺傳動絲杠的反向間隙，以消除銑削過程中產生的竄動。再者，順銑還要求工件的表面沒有硬皮，工藝系統擁有足夠的剛度。順銑時刀具磨損不大，切削力較小，不易拉動工件，方便排屑，加工的表面質量較高，故精加工通常采用順銑的加工方法。

逆銑是指刀具的切削速度方向與被加工工件的相對移動方向相反。在刀具正轉時，采用右刀補銑削就是逆銑。逆銑時的切削力較大，會導致刀具的磨損加快，切削變形增大，但逆銑時的加工效率往往比較高。逆銑時，被加工件進給運動的方向與銑刀作用與工件上的水平切削力方向相反，故工作臺的絲杠與螺母能始終保持螺紋的一個側面緊密貼合，故不會出現傳動。但是逆銑時工件受拉較大，容易產生過切現象，因此，粗加工通常采用逆銑的加工方法。

3 銑削工藝路線的確定

（1）切入切出方法選擇。采用立銑刀的側刃銑削輪廓類的零件時，為保證加工工件的表面質量，減少接刀痕跡，銑刀的切入點以及切出點均應選擇在工件外輪廓曲線的延長線上，應避免從工件表面的法向方向直接切出工件，以保證工件的表面輪廓光滑，無明顯刀痕。在銑削內輪廓表面時，刀具加工的切入點和切出點常常無法在輪廓線上外延，此時可以采用圓弧過渡的方法進行切入和切出。如果必須從輪廓的法向方向切入和切出，那就盡量將切入和切出點選在工件輪廓的幾何元素相交點處。無論哪種情況，當工件的輪廓表面加工結束時，切記不要在切出點處取消刀補或退刀一定要按既定軌跡繼續移動一段距離，以避免取消刀補時，工件和刀具碰撞，破壞加工表面，甚至造成刀具破損。

（2）凹槽的銑削方法選擇。這里的凹槽指的是在工件表面以封閉曲線為邊界，具有一定深度的平底凹槽，銑削時一般使用平底立銑刀進行銑削加工。常見的加工方法有三種：行切法、環切法和先行切后環切法。行切法指的是刀具與工件的輪廓切點軌跡是一行一行的弓字形，行間距按零件的加工精度要求確定。行切法的走刀總路線較短，加工效率較高。但在走刀路線的拐角處會留下一定的殘留死角，影響輪廓的表面加工質量。環切法是指從輪廓的最內環開始一圈一圈的向外切削，其刀位點的計算稍微復雜點，走刀的總路線比行切法長，但這種方法獲得的輪廓表面質量要好于行切法。先行切后環切法指的是先用行切法較快地去除凹槽的中間部分材料，留下一定的加工余量后，再使用環切法將最終的輪廓表面加工出來，這種方法能在較短總走刀路線下加工出較好的輪廓表面質量。在制定凹槽銑削走刀路線時，應優先考慮先行切后環切法。

（3）輪廓銑削加工應避免刀具進給停頓。在銑削輪廓的表面時，機床系統、夾具、刀具和工件之間彈性變形平衡狀態下，刀具進給停頓時，切屑力的突然減小會打破原有的平衡系統，銑削刀具會在這種不平衡狀態下在工件的輪廓表面留下刀痕，從而影響表面加工質量，所以，在輪廓的銑削加工過程中應盡量避免刀具進給停頓現象。

（4）平面銑削工藝路徑。在銑削大平面時，有以下三種工藝路徑可以選擇：①單向平行銑削路徑，即銑削刀具以單一的順銑或逆銑方式銑削待加工表面。②往復平行銑削路徑，即銑削刀具以順銑和逆銑相混合的方式銑削待加工表面。③環切銑削路徑，即銑削刀具以環狀走刀的方式銑削待加工表面，可以從里向外也可從外向里逐步銑削。

（5）相互位置精度較高的孔系的加工路線用數控銑削類機床加工位置精度要求較高的孔系時，應特別注意孔的加工順序以及編程時的定位尺寸，應單向定位，以避免將坐標軸的反向間隙帶入，導致位置精度降低。

4 結語

數控銑削加工工藝路線制定的合理與否直接影響到數控銑削的生產效率、工件表面質量和加工精度等，在工藝路線的制定時應充分考慮零件的具體加工要求，在保證加工精度和表面質量的前提下，盡量降低總的走刀路線長度，以提高銑削加工效率，降低成本。

千志科，主要研究方向：數控銑銷加工工藝。