千志科，劉麗娜，吳文明

（黃河交通學(xué)院，河南 焦作 454950）

數(shù)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(xué)院，河南 焦作 454950）

數(shù)控銑削加工工藝路線制定的合理與否對(duì)產(chǎn)品的加工精度、表面質(zhì)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(gè)方面討論了制定加工工藝路線時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，為合理制定銑削加工工藝路線提供了參考。

數(shù)控銑削；工藝路線；順銑；逆銑

數(shù)控銑削加工工藝路線是指刀具（嚴(yán)格講是刀位點(diǎn)）相對(duì)于被加工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。即刀具由對(duì)刀點(diǎn)開始，到加工程序結(jié)束所經(jīng)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(duì)銑削加工的表面質(zhì)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(guān)重要。

1 確定加工工藝路線的原則

數(shù)控銑削加工路線制定時(shí)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(jī)床的類型、采用刀具的剛度等。但在制定走刀路線時(shí)主要有以下三點(diǎn)原則：①優(yōu)先保證工件的加工尺寸精度和表面質(zhì)量。②應(yīng)盡量減小加工路線的路徑長(zhǎng)度，尤其是較少空行程占用的時(shí)間，以便提高銑削加工效率。③最后，盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，簡(jiǎn)化編程。

2 數(shù)控銑削方式的選擇

根據(jù)銑削刀具的旋轉(zhuǎn)方向和被加工工件的相對(duì)進(jìn)給方向之間的相互關(guān)系，可以將數(shù)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(duì)移動(dòng)方向相同。在刀具正轉(zhuǎn)時(shí)，采用左刀補(bǔ)銑削就是順銑。順銑的切削力以及切削變形相對(duì)較小，但卻容易產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。順銑時(shí)，由于工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向與水平銑削力的方向一致，當(dāng)?shù)洱X對(duì)工件的作用力比較大時(shí)，因?yàn)楣ぷ髋_(tái)的絲杠與螺母之間的反向間隙存在，工作臺(tái)就會(huì)產(chǎn)生一定量的竄動(dòng)，這種情況不僅嚴(yán)重影響了銑削過程的平穩(wěn)性，還會(huì)影響到被加工件的加工質(zhì)量，如果竄動(dòng)嚴(yán)重，還會(huì)損壞刀具。所以欲采用順銑時(shí)，首先要求數(shù)控銑床應(yīng)具有間隙消除功能的機(jī)構(gòu)，能可靠消除螺母與工作臺(tái)傳動(dòng)絲杠的反向間隙，以消除銑削過程中產(chǎn)生的竄動(dòng)。再者，順銑還要求工件的表面沒有硬皮，工藝系統(tǒng)擁有足夠的剛度。順銑時(shí)刀具磨損不大，切削力較小，不易拉動(dòng)工件，方便排屑，加工的表面質(zhì)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(duì)移動(dòng)方向相反。在刀具正轉(zhuǎn)時(shí)，采用右刀補(bǔ)銑削就是逆銑。逆銑時(shí)的切削力較大，會(huì)導(dǎo)致刀具的磨損加快，切削變形增大，但逆銑時(shí)的加工效率往往比較高。逆銑時(shí)，被加工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(tái)的絲杠與螺母能始終保持螺紋的一個(gè)側(cè)面緊密貼合，故不會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)。但是逆銑時(shí)工件受拉較大，容易產(chǎn)生過切現(xiàn)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(cè)刃銑削輪廓類的零件時(shí)，為保證加工工件的表面質(zhì)量，減少接刀痕跡，銑刀的切入點(diǎn)以及切出點(diǎn)均應(yīng)選擇在工件外輪廓曲線的延長(zhǎng)線上，應(yīng)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(nèi)輪廓表面時(shí)，刀具加工的切入點(diǎn)和切出點(diǎn)常常無法在輪廓線上外延，此時(shí)可以采用圓弧過渡的方法進(jìn)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(diǎn)選在工件輪廓的幾何元素相交點(diǎn)處。無論哪種情況，當(dāng)工件的輪廓表面加工結(jié)束時(shí)，切記不要在切出點(diǎn)處取消刀補(bǔ)或退刀一定要按既定軌跡繼續(xù)移動(dòng)一段距離，以避免取消刀補(bǔ)時(shí)，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(shí)一般使用平底立銑刀進(jìn)行銑削加工。常見的加工方法有三種：行切法、環(huán)切法和先行切后環(huán)切法。行切法指的是刀具與工件的輪廓切點(diǎn)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(huì)留下一定的殘留死角，影響輪廓的表面加工質(zhì)量。環(huán)切法是指從輪廓的最內(nèi)環(huán)開始一圈一圈的向外切削，其刀位點(diǎn)的計(jì)算稍微復(fù)雜點(diǎn)，走刀的總路線比行切法長(zhǎng)，但這種方法獲得的輪廓表面質(zhì)量要好于行切法。先行切后環(huán)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(huán)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(zhì)量。在制定凹槽銑削走刀路線時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮先行切后環(huán)切法。

（3）輪廓銑削加工應(yīng)避免刀具進(jìn)給停頓。在銑削輪廓的表面時(shí)，機(jī)床系統(tǒng)、夾具、刀具和工件之間彈性變形平衡狀態(tài)下，刀具進(jìn)給停頓時(shí)，切屑力的突然減小會(huì)打破原有的平衡系統(tǒng)，銑削刀具會(huì)在這種不平衡狀態(tài)下在工件的輪廓表面留下刀痕，從而影響表面加工質(zhì)量，所以，在輪廓的銑削加工過程中應(yīng)盡量避免刀具進(jìn)給停頓現(xiàn)象。

（4）平面銑削工藝路徑。在銑削大平面時(shí)，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(fù)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(huán)切銑削路徑，即銑削刀具以環(huán)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(shù)控銑削類機(jī)床加工位置精度要求較高的孔系時(shí)，應(yīng)特別注意孔的加工順序以及編程時(shí)的定位尺寸，應(yīng)單向定位，以避免將坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，導(dǎo)致位置精度降低。

4 結(jié)語(yǔ)

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

千志科，主要研究方向：數(shù)控銑銷加工工藝。