解決數控銑床加工中品質缺陷的對策分析與研究

馮揚

（中航飛機股份有限公司，陜西 西安710089）

隨著科學技術的高速發展，數控機床已經成為現代制造業中的重要內容，數控加工地位越來越高，很多制造企業為了提高生產效率，應用數控銑床等現代化數控設備，并帶來較為明顯的應用效益。但在實際加工生產中，數控銑床加工也會存在一些品質缺陷，加工工件精度低，表面質量差，造成工件返工或是報廢等現象，影響數控銑床加工效益的提升。對此，本文深入分析數控銑床加工中的品質缺陷，制定針對性解決對策，并分析影響數控銑床加工質量的內在因素，規避品質缺陷問題，進而促進數控銑床的應用和發展。在這樣的環境背景下，探究解決數控銑床加工中品質缺陷的對策具有非常重要的現實意義。

1 數控銑床加工特征

數控銑床的加工功能極強，數控銑削工藝比較復雜，在實際加工應用中需要解決的問題比較多，在數控系統和自動編程語言軟件研究中，一直將銑削加工當成重點。在實際應用中，數控銑床加工部位為框型平面各級臺階，除了具備普通銑床特征外，還具備以下功能特征：第一，在加工零件的過程中，數控銑床具有極強的靈活性與適應性，特別是針對輪廓復雜、尺寸難控這一類零件，數控銑床都可以滿足加工要求，包括殼體類零件或是磨具類零件。第二，針對普通銑床無法加工的零件而言，數控銑床可以實現加工要求，例如三維空間曲面類零件，并開展多道工序零件加工。第三，數控銑床可以加工精度要求極高的零件，通過自動化加工程序，減少人為操作，防止普通銑床加工中的人為失誤問題。第四，數控銑床的加工自動化程度高，可以減少操作人員的勞動量，有利于生產管理的自動化發展。第五，數控銑床加工中，零件加工效率高，無須專用夾具或是專用工藝設備，工件更換操作過程中，在運行裝置中設置加工程序，并調整刀具數據，做好工具裝夾等工作即可，縮短生產周期，進而提高了生產效益。

2 數控銑床加工中的品質缺陷分析

2.1 加工表面粗糙

在數控銑床加工中，切削加工中的面精加工是基礎性工序，對表面質量要求較高，實際加工中常常得到粗糙的平面，加工平面不平也不光，崎嶇不平，猶如“山路”。其實，造成這種品質缺陷主要是在加工過程中進給速度過快，在刀具快速移動的過程中，振動造成的加工表面凹凸不平。

2.2 精銑側面出現接刀痕

在數控銑床加工中，要對工件進行精銑側面，而加工中的精銑側面常常出現很明顯的接刀痕，屬于精加工中的工件品質缺陷，這種接刀痕除了在X、Y 方向上，還在Z 方向上，并呈現分級刀痕，對工件尺寸精度和外觀美感有很大的影響。事實上，這種品質缺陷主要是因為進刀、退刀位置與參數選取不合理造成的，在深度Z 分層下刀，進而造成精銑側面接刀痕的問題。

2.3 精銑換刀出現接刀痕

無論是在普通數控加工還是高速加工，都會發生精銑換刀時工件表面出現接刀痕的問題，很多加工人員在完成換刀工序后，沒有適當調整加工參數，就會造成換刀后和上一刀具之間的接刀痕，形成工件品質缺陷。在實際加工中，底面、側面精銑中由于換刀而發生接刀痕十分常見，但在問題分析時，大多數編程人員都會將問題的根源落在操作人員對刀不認真或是刀具誤差方面，其實并不是這樣，主要是因為換刀時和上一刀具會有高度誤差，換刀后的對刀基準相同，使得無論換刀后對刀是否存在誤差，在換刀過程中都會形成一個誤差，進而造成工件表面的接刀痕。

2.4 精加工側面出現批鋒或毛刺

在現代精益加工中，為了達到加工標準，使得加工零件表面質量要求很高，不允許出現任何位置的批鋒或是毛刺，一旦出現加工件側面批鋒或是毛刺，使用銼刀來修整側面，會影響加工件的整體外觀，還可能會改變加工件的原有尺寸，無法滿足加工生產要求。而針對精密車間數控加工而言，零件CNC 銑削后會馬上使用，無須銼刀修整，也不需要用砂紙進行打磨。但是就當前加工生產而言，受到加工工藝的影響，或是加工參數選擇不合理，會讓加工件側面表面出現一些毛刺或批鋒，降低了數控銑床加工生產效率。

3 解決數控銑床加工中品質缺陷的對策

3.1 控制進刀速度

為了解決工件表面不平整這一品質缺陷，加工人員要將面銑精加工f 值控制在1000mm/min 以內，其主軸轉速設置為4000mm/min，這樣可以有效避免由于進給速度過快而形成工件表面的振動路徑，保證加工表面的光滑。還有一種情況，就是相鄰兩個刀路間出現刀痕不一致的情況，這主要是因為刀具切削過程中，銑削方向不一致，造成受力大小不同，在工件表面形成不同刀痕。這就要求加工人員在實際操作中，選擇全順銑方式進行切削，防止工件表面不同刀痕的情況，保證工件表面的光滑與平整。

3.2 調整控制參數

為了解決精銑側面的接刀痕問題，要正確選擇加工軟件中的出入刀參數、下刀深度控制，具體則從以下幾方面入手：第一，合理選擇進刀點，盡量不要在工件側面中部進刀，選擇最邊拐角位置進刀，進退到盡量不在同一側面。第二，必須在側面中間位置下刀的情況下，特別是全圓加工的情況下，進退刀的過程中要增加5mm 左右的重疊量。第三，側面精加工的過程中，選擇全切深加工的方式，即為一刀過，如果為錐度側面，加工人員可以選擇錐度刀，進而保證工件的質量。

3.3 調整對刀基準

為了解決精銑換刀時工件表面的接刀痕，加工人員要明確這一品質缺陷產生的根本原因，不能過多歸咎在操作人員人為失誤或是刀具誤差方面，明確換刀時的高度誤差，在加工工藝卡中重新調整對刀基準，明確對刀基準為上一刀具精加工底面，并在數控程序中調整深度Z，將正留量控制在0.005-0.015mm 之間，避免精銑換刀過程中工件表面接刀痕的問題。同時，加工人員在工件內凹拐角位置加工時，更換小刀具進行深精加工，加工中的刀具會受力擺動，而刀具越小其擺動會越大，更換刀具后，工件表面拐角位置會產生接刀痕，加工人員要把X、Y 留量調整到0.01-0.02mm，使得大小刀具接刀處光滑平整，提高加工效率。

3.4 使用精加工刀具

為了解決精加工時加工件表面毛刺或批鋒的品質缺陷，在實際加工生產中，加工人員要合理使用精加工刀具，即為專用光面或側邊新刀具，要求切削鋒利，對加工件進行細節加工，進而防止加工件側面表面批鋒或是毛刺的出現。同時，在規劃刀路的過程中，根據加工需求和實際情況，加工人員可以加設二次精光刀路，就是先光表面或側面之后，在對加工件表面或側面進行精加工，并進行表面側面的二次精加工，完全消除批鋒或是毛刺的可能。

結束語

綜上所述，在數控銑床加工過程中，會經常出現加工表面粗糙、精銑側面出現接刀痕、精銑換刀出現接刀痕、精加工側面出現批鋒或毛刺等品質缺陷，這就要求加工人員要控制進刀速度、調整控制參數、調整對刀基準、使用精加工刀具，解決加工件的品質缺陷，并加強對加工件品質缺陷的預防，引入復合控制系統，正確選擇刀具，加強加工過程控制，進而提高數控銑床加工效率與加工精度。