摘 要：通過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，簡(jiǎn)要闡述了過(guò)切現(xiàn)象，并從多個(gè)方面分析了機(jī)床加工中產(chǎn)生過(guò)切的主要原因，例如半徑補(bǔ)償、內(nèi)圓弧半徑小于刀具半徑、尖角、棱角、內(nèi)角交接處等原因，并提出了解決的對(duì)策。提高了銑削加工的精度，以及銑削加工的生產(chǎn)效率。也為數(shù)控加工時(shí)進(jìn)行正確的工藝分析、合理的編制加工程序提供了可靠地依據(jù)。

隨著數(shù)控機(jī)床加工自動(dòng)化程度變高、加工精度變高，對(duì)零件適應(yīng)性變強(qiáng)，因而銑削加工的生產(chǎn)效率也越來(lái)越高，提高銑削加工的加工精度則顯得尤為重要。在銑削過(guò)程中，影響加工精度的因素有：銑削振動(dòng)的影響、銑床本身精度的影響、銑刀及其安裝精度的影響、過(guò)切等等，因此在實(shí)際工作中，過(guò)切現(xiàn)象直接影響工件的表面質(zhì)量，甚至導(dǎo)致加工產(chǎn)品報(bào)廢，若能有效地控制銑削加工中過(guò)切現(xiàn)象，將大大提高銑削加工的加工精度及生產(chǎn)效率。

一、過(guò)切現(xiàn)象

銑削過(guò)切現(xiàn)象是指：在銑削過(guò)程中，由于各種原因使得實(shí)際切削的金屬層超過(guò)預(yù)定加工位置的現(xiàn)象。例如：立銑刀周刃精銑盤(pán)形凸輪輪廓的型面時(shí)，按照加工余量將工作臺(tái)精確移位，但發(fā)現(xiàn)實(shí)際銑削大于理論銑削量，此時(shí)便產(chǎn)生了過(guò)切。用圓柱銑刀進(jìn)行平面銑削時(shí)，由于銑削振動(dòng)的存在使得實(shí)際加工完的平面產(chǎn)生起伏，若其高處符合預(yù)定位置的加工要求，而低處則超過(guò)了預(yù)定的位置要求，因此形成過(guò)切，然而過(guò)切與表面粗糙度微觀幾何精度的概念不一樣，過(guò)切可以在局部發(fā)生，也可以在令部加工表面出現(xiàn)；局部過(guò)切可能是連續(xù)發(fā)生，也可能是間隔斷續(xù)出現(xiàn)。

二、 產(chǎn)生的原因及對(duì)策

1 建立或撤消刀具半補(bǔ)償路徑不當(dāng)引起的過(guò)切

原因：按照數(shù)控系統(tǒng)功能，凡是建立刀具半徑補(bǔ)償功能的程序，數(shù)控系統(tǒng)從建立刀具半徑補(bǔ)償?shù)某绦蚨伍_(kāi)始，只能預(yù)讀其后的兩個(gè)程序段。刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能（G40、G41、G42）不能在加工面的交接處建立和撤消刀補(bǔ)。刀具進(jìn)入輪廓加工時(shí)改變運(yùn)動(dòng)方向，則切削力的大小和方向?qū)⒏淖?，在工件表面有短暫的停留時(shí)間，因工藝系統(tǒng)的彈性變形，在工件表面會(huì)產(chǎn)生傷痕。

對(duì)策：刀具的切入和切出應(yīng)選在切線方向或延長(zhǎng)線上。正確的方法是沿著刀具徑向切入，切向切出。

2 建立或撤消刀補(bǔ)指令不當(dāng)引起的過(guò)切

原因：建立自動(dòng)刀具半徑補(bǔ)償功能后，不能連續(xù)插入兩個(gè)或兩個(gè)以上的與刀補(bǔ)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的程序段。

對(duì)策：也就是說(shuō)，用G代碼建立刀具自動(dòng)補(bǔ)償功能時(shí)，若需要連續(xù)兩次或兩次以上使用不含插補(bǔ)平面坐標(biāo)程序段時(shí)，應(yīng)在不含插補(bǔ)平面坐標(biāo)前一程序段加入指示下一刀具運(yùn)動(dòng)方向的坐標(biāo)指令（I、J、K中的任意兩個(gè)），否則就會(huì)過(guò)切。

3加工小于刀具直徑的溝槽引起過(guò)切

原因：如圖3所示的槽，槽底寬度小于刀具直徑，在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生過(guò)切。隨著刀具的進(jìn)給，刀具首先與槽左側(cè)面相切，隨著加工的進(jìn)行，刀具中心走到01 點(diǎn)，這時(shí)刀具到切削到B點(diǎn)，然而左側(cè)槽面已經(jīng)過(guò)切。加工槽底直線AB段時(shí)，刀具中心軌跡為0L-0e，與編程軌跡相反，這時(shí)機(jī)床會(huì)產(chǎn)生報(bào)警而停止運(yùn)動(dòng)。

對(duì)策：宜選用直徑值小于槽底寬度的進(jìn)行加工，就可避免過(guò)切。

4加工小于刀具半徑的內(nèi)圓弧引起的過(guò)切

原因：加工的圖形中若圓弧半徑小于切削刀具半徑時(shí)，則刀具實(shí)際加工的量大于理論加工的量，因此圓弧切削加工會(huì)出現(xiàn)過(guò)切。此時(shí)機(jī)床不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，會(huì)繼續(xù)銑削，銑削結(jié)束時(shí)，刀具已運(yùn)動(dòng)到該程序段的終點(diǎn)因而會(huì)產(chǎn)生過(guò)切。

對(duì)策：對(duì)于內(nèi)側(cè)圓弧切屑，只有加工的圓角半徑R≥刀具半徑r時(shí)，才能正常切削不產(chǎn)生過(guò)切。（圖4）

5 軸速度滯后性引起的過(guò)切

原因：角為直角的工件輪廓，其刀具中心正好沿著兩正交軸移動(dòng)，在某一坐標(biāo)伺服系統(tǒng)的位置為加工終點(diǎn)，而另一個(gè)正交軸伺服系統(tǒng)緊接著接受位置指令，度瞬間從零加速至指定值。但在兩正交軸改變的瞬間，第一正交軸對(duì)指令位置有滯后性，使得第二正交軸加速時(shí)，第一正交軸未到達(dá)拐點(diǎn)，出現(xiàn)過(guò)切。

對(duì)策：（1）在編程時(shí)，對(duì)第一正交軸采用分級(jí)加度，或編程軌跡改變時(shí)有自動(dòng)減速和加速功能；（2）改變編程中正交軸的位置；（3）編程時(shí)在拐角處停留一段時(shí)間。

6 內(nèi)角交接處引起的過(guò)切（圖5）

原因：（1）當(dāng)銑刀運(yùn)動(dòng)至內(nèi)角交接處B 點(diǎn)時(shí)，銑刀與工件的接觸面積增大 ，切削力也隨之增大 ，然后過(guò)拐角由銑兩面變?yōu)殂娨幻鏁r(shí)切削力減小 ，工藝系統(tǒng)彈性變形恢復(fù)致使刀具向工件加工表面內(nèi)側(cè)變形，從而產(chǎn)生過(guò)切；（2）對(duì)大慣性系統(tǒng) ，當(dāng)進(jìn)給速度較高時(shí)，由于其運(yùn)動(dòng)慣性也可導(dǎo)致刀具過(guò)切。

對(duì)策：（1）選擇剛性好、抗震及熱變形小的短柄刀具。選擇好的刀具雖然增加了刀具成本 ，但可提高加工品質(zhì) ，大大降低加工成本；（2）采用進(jìn)給速度分級(jí)編程。得在拐角處降低進(jìn)給速度 ，從而減小刀具慣性，達(dá)到減小過(guò)切區(qū)域的目的。

7尖角棱角的過(guò)切現(xiàn)象及對(duì)策

原因：有時(shí)在用折線逼近曲線時(shí)沒(méi)有注意到其尖角是凸是凹，尤其是在曲線拐彎點(diǎn)附近不太容易分辨，這時(shí)若在尖角處采用過(guò)渡圓弧編程就很容易產(chǎn)生過(guò)切；有時(shí)候凸型尖角附近有輪廓限制，例如銑刀直徑過(guò)大，尖角采用過(guò)渡圓弧編程也會(huì)產(chǎn)生過(guò)切。在銑削棱角輪廓時(shí)，若刀具中心位移量與輪廓尺寸相同時(shí) ，有可能發(fā)生過(guò)切現(xiàn)象或刀具中心軌跡不能連續(xù)現(xiàn)象。為此，在編寫(xiě)工作加工程序時(shí)，應(yīng)考慮棱角的過(guò)渡軌跡，合理安排過(guò)渡程序。

對(duì)策：1）一般采用人工直線過(guò)渡編程來(lái)進(jìn)行切削加工。

2）用C型刀補(bǔ)。C型刀補(bǔ)是采用直線作為輪廓之間的過(guò)渡，它可實(shí)現(xiàn)過(guò)切自動(dòng)報(bào)警，從而避免過(guò)切現(xiàn)象

8 其他原因

以上為過(guò)切的幾種可能發(fā)生情況。當(dāng)然，引起過(guò)切還有一些其他原因，例如夾具剛性，機(jī)床本身的往返間隙等的影響，在實(shí)際工作中還要針對(duì)具體機(jī)床具體分析，具體處理。

三、 結(jié)束語(yǔ)

在數(shù)控切削加工中，引起過(guò)切的原因是多方面的，零件結(jié)構(gòu)工藝的不合理，刀具選擇不恰當(dāng)會(huì)發(fā)生過(guò)切，機(jī)床夾具剛性、機(jī)床本身往返間隙的影響也會(huì)引起過(guò)切。對(duì)于數(shù)控加工的零件，應(yīng)視圖形的特點(diǎn)采取針對(duì)性措施，防止過(guò)切的發(fā)生。從而提高工件的加工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]周保牛 . 數(shù)控銑削與加工中心技術(shù) [M]. 北京：高等教育出版社，2007

[2]李佳.數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用[M] .北京：清華大學(xué)出版社，2001

[3]張 偉.數(shù)控銑削中過(guò)切現(xiàn)象分析與研究[J]. 機(jī)械制造與研究2005（8） ：30-32.

[4]黨新安；勞慶海 刀具半徑補(bǔ)償使用中出現(xiàn)過(guò)切及其解決方法[期刊論文]-工藝與裝備 2006（02）

[5]丁躍澆.數(shù)控銑床加工中的過(guò)切現(xiàn)象淺析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2003（4）：82—83.

作者簡(jiǎn)介：

鄭越中，1985年12月，男，天津市人，專(zhuān)科，助理工程師，研究方向：數(shù)控技術(shù)應(yīng)用