齊忠遠(yuǎn)(遼寧省機(jī)電工程學(xué)校,遼寧遼陽(yáng) 111004)

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數(shù)控銑削方式的研究

齊忠遠(yuǎn)
(遼寧省機(jī)電工程學(xué)校,遼寧遼陽(yáng) 111004)

【摘 要】銑削過(guò)程和車削過(guò)程最大的區(qū)別是,銑削過(guò)程是斷續(xù)切削,斷續(xù)切削會(huì)引起周期性的沖擊振動(dòng),銑削均勻性差,切削的過(guò)程刀具都是間斷工作,刀具工作中很容易損壞.其中銑削加工中分為順銑和逆銑兩種銑削方式,隨著近些年數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展和提高,順銑和逆銑的加工對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率體現(xiàn)了重要性。本文通過(guò)數(shù)控銑削加工中采用順銑和逆銑兩種方法的一些特點(diǎn)和使用場(chǎng)合進(jìn)行研究分析。

【關(guān)鍵詞】銑加工 銑削方式 順銑 逆銑

平時(shí)加工中除了可以按照上述方法判斷順銑和逆銑，還可以利用切屑方向來(lái)判斷順銑和逆銑。切屑飛出的方向和工作臺(tái)進(jìn)給方向相同為順銑，相反為逆銑。

逆銑時(shí)，刀具從已加工表面切入，切削層厚度從零逐漸變大，不會(huì)造成毛坯零件切入而斷刀；其水平切削分力與工件進(jìn)給方向相反，使銑床工作臺(tái)進(jìn)給的絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)面始終是抵緊，不會(huì)受絲杠螺母副間隙的影響，銑削較平穩(wěn)。但刀齒在剛切入以加工表面時(shí)，會(huì)有一小段滑行、擠壓，使這段表面殘生嚴(yán)重磨損，而且使工件的表面粗糙度增大；同時(shí)，刀齒垂直方向的切削分力向上，不僅使刀齒容易磨損，而且使工件的表面粗糙度增大；同時(shí)，刀齒垂直方向的切削分力向上，不僅會(huì)使工作臺(tái)與導(dǎo)軌間形成間隙，引起振動(dòng)，而且有把工件從工作臺(tái)上挑起的傾向，因此需較大的夾緊力。

順銑時(shí)，刀具從待加工表面切入，切削厚度從最大逐漸減少為零，切入時(shí)沖擊力較大，刀齒無(wú)滑行、擠壓現(xiàn)象，對(duì)刀具耐用度有利；其垂直方向的切削分力向下壓向工作臺(tái)，減小了工件上下的振動(dòng)，對(duì)提高銑刀加工表面質(zhì)量和工件的夾緊有利。但順銑的水平切削分力與工件進(jìn)給方向一致，當(dāng)水平切削分力大于工作臺(tái)摩擦力(例如遇到加工表面有硬皮或硬質(zhì)點(diǎn))時(shí)，使工作臺(tái)帶動(dòng)絲杠向左竄動(dòng)，絲杠與螺母?jìng)鲃?dòng)副右側(cè)面出現(xiàn)間隙，硬點(diǎn)過(guò)后絲杠螺母副的間隙恢復(fù)正常，這種現(xiàn)象對(duì)加工極為不利，會(huì)引起“啃刀”或“打刀”，甚至損壞夾具或機(jī)床。

圖1 銑削方式

順銑與逆銑的選定依據(jù)。當(dāng)工件表面有硬皮、機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙時(shí)，應(yīng)選用逆銑。因逆銑時(shí)，刀齒從已加工表面切入的，不會(huì)蹦刀，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的間隙不會(huì)引起振動(dòng)和爬行，因此粗銑時(shí)盡量采用逆銑。當(dāng)工件表面無(wú)硬皮、機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)無(wú)間隙時(shí)，應(yīng)選用順銑，普通銑床沒(méi)有間隙補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，所以采用逆銑。因?yàn)轫樸娂庸ず?，零件表面質(zhì)量好，刀齒磨損小，刀具耐用度高(試驗(yàn)表明，順銑時(shí)刀具的耐用度比逆銑時(shí)提高2～3倍)，因此精銑時(shí)，應(yīng)盡量采用順銑。另外，對(duì)于鋁鎂合金、鈦合金和耐熱合金等材料，為了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，盡量采用順銑加工。

順銑時(shí)切削點(diǎn)的切削速度方向在進(jìn)給方向上的分量與進(jìn)給速度方向一致，逆銑則相反。在銑削加工中，工件已加工表面的粗糙度是產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，主要表現(xiàn)在零、部件的配合性、密封性、耐磨性以及耐腐蝕件和抗疲勞性等方面。影響工件已加工表面粗糙度的因素可分為幾何要素和非幾何要素兩個(gè)方面，幾何因素主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等，這個(gè)方面可以通過(guò)一定的幾何關(guān)系求出其理論值，這個(gè)值是相對(duì)穩(wěn)定的。非幾何因素主要表現(xiàn)為刀具的性能、被加工材料的性能、冷卻液的性能以及工藝系統(tǒng)剛性等，其中就包括銑削方式，它的影響是不確定的、隨機(jī)的，但通過(guò)采取一定的措施義是相對(duì)可控的， 但選擇正確的順逆銑，是可以提高表面粗糙度值的。

實(shí)際銑加工中采用順銑還是逆銑是每一個(gè)數(shù)控銑操作人員在加工時(shí)必須考慮的工藝問(wèn)題，因?yàn)樗苯佑绊懙疆a(chǎn)品的質(zhì)量和刀具壽命。所以選擇正確的銑削方式對(duì)于數(shù)控銑加工顯得十分重要。綜上所述，順銑和逆銑的選擇依據(jù)總結(jié)如下:選擇順銑的情況:(1)一般工件情況下，首選順銑。(2)要求機(jī)床有消除間隙機(jī)構(gòu)，能夠可靠地消除工作臺(tái)進(jìn)給絲杠和螺母間隙，防止銑削過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)。(3)工作表面無(wú)硬皮，無(wú)氧化層。(4)數(shù)控機(jī)床一般選擇順銑。(5)盡量選擇順銑，逆銑很容易過(guò)切，尤其是開(kāi)粗時(shí)。選擇逆銑的情況:(1)老式機(jī)床，絲杠和螺母間隙大時(shí)，選擇逆銑。(2)用陶瓷刀片銑削耐熱合金時(shí)，采用逆銑。(3)高效層切時(shí)，為了減少空走刀。(4)面銑時(shí)，要求表面光潔度高，采用逆銑。(5)加工軟材料，如紫銅最好采用逆銑，光潔度好一些。(6)工況不好，切寬不一致。(7)精加工側(cè)壁不垂直時(shí)，采用逆銑。(8)表面有鑄造黑皮或缺陷時(shí)。(9)薄壁側(cè)銑時(shí)，采用逆銑。

刀具在切削過(guò)程中，參加切削的主要部分包括前刀面、后刀面、刀具的圓弧半徑和刀具的刃口半徑，它們的不同組合都會(huì)對(duì)加工質(zhì)量、刀具耐用度和切削功率產(chǎn)生不同的影響。所以對(duì)加工零件的的影響不單單來(lái)源于順逆銑，所以我們?cè)谌粘５墓ぷ髦袘?yīng)多多觀察，多多總結(jié)。

銑削方式有逆銑和順銑兩種方式:(1)順銑 在銑刀與工件已加工面的切點(diǎn)處，銑刀旋轉(zhuǎn)切削刃的運(yùn)動(dòng)方向與工件進(jìn)給方向相同的銑削(圖1a)。當(dāng)銑刀切削刃作用在工件上的力F在進(jìn)給方向上的銑削分力Ff與工件的進(jìn)給方向相同時(shí)的銑削方式成為順銑。(2)逆銑 在銑刀與工件已加工面的切點(diǎn)處，銑刀旋轉(zhuǎn)切削刃的運(yùn)動(dòng)方向與工件進(jìn)給方向相同的銑削(圖1b)；當(dāng)銑刀切削刃作用在工件上的力F在進(jìn)給方向上的分力Ff與工件進(jìn)給方向相反時(shí)的銑削稱為逆銑。