區(qū)穎勤

摘要：數(shù)控加工是一項重大的先進制造業(yè)技術(shù)，對中國制造產(chǎn)業(yè)提升產(chǎn)品生產(chǎn)水平、減短生產(chǎn)進度、減少生產(chǎn)成本十分關(guān)鍵。數(shù)控銑削加工是數(shù)控加工技術(shù)中的重要工藝，具備高精尖、高效率、低成本等許多優(yōu)點，大范圍運用在汽車、輪船、航空和模型等產(chǎn)業(yè)。在數(shù)控銑削加工時，零件構(gòu)造常常相對繁雜，對產(chǎn)品技術(shù)需求高，所以加工過程中常常會碰到部分質(zhì)量問題。文章專對數(shù)控銑削加工，解析形成零件銑削過程表面質(zhì)量不及格的緣由，提出對應(yīng)的處理方案，且加以歸納推行，希望在以后的加工生產(chǎn)中以免發(fā)生相似問題，影響零件質(zhì)量與交貨進度，進而加強企業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削;加工零件;表面質(zhì)量控制

機電產(chǎn)品均是由一個或多個零件構(gòu)成，且零件的表面常常通過金屬切削制作造成，是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要原因之一。產(chǎn)品表面質(zhì)量優(yōu)，外觀精美，易被市場所接納。此外，表面質(zhì)量不優(yōu)的零件，易被腐蝕破壞，也易造成重力集中，造成裂痕，是決定產(chǎn)品應(yīng)用周期的重要原因。隨著數(shù)控技術(shù)的提高，數(shù)控機床的高精度與功能持續(xù)提升與加強，CAM編程日常運用，所加工的零件也更加繁雜。數(shù)控銑削加工的零件特點表面主要有水平面、垂直側(cè)面、傾斜面、凹槽、凸臺、根部圓角、側(cè)面轉(zhuǎn)角等。形成銑削加工表面質(zhì)量問題的原因很多，包含零件材料，零件構(gòu)造硬度，刀具材料，刀具裝夾硬度，零件裝夾硬度，機床硬度，冷卻體系，制作參數(shù)等，而有很大因素是由振刀形成的。銑削刀具產(chǎn)生振刀之后，會發(fā)生高度振動與晃動，造成切傷零件表面。且表面質(zhì)量問題常常發(fā)生在零件的根部圓角，側(cè)面轉(zhuǎn)角，垂直側(cè)面面和自由曲面這幾項特點面上。文章以數(shù)控銑床加工鋁合金材料時產(chǎn)生振刀為例，造成表面質(zhì)量下沉的狀況實行原因解析，且提議處理方案。

一、零件的根部圓角出現(xiàn)振刀和過切的問題

底部圓角是指零件的側(cè)面與底面相接處的圓角，可劃為4種情況：1.側(cè)面是直面，底面是平面;2.側(cè)面是直面，底面是自由曲面;3.側(cè)面是自由曲面，底面是平面;4.側(cè)面是自由曲面，底面也是自由曲面。底部圓角加工表面質(zhì)量不優(yōu)的狀況，常常產(chǎn)生在側(cè)面是直面，底面是自由曲面的狀況?，F(xiàn)實生產(chǎn)中，某個零件加工出來的底部圓角不光滑，顯示波浪狀的鋸齒印跡，且有部分處凹坑印跡，而側(cè)面也出現(xiàn)有一些相對顯著的振刀痕跡。

原因分析：（1）程序走刀線路問題。當(dāng)?shù)毒呙撾x側(cè)面之后，切削力猛然減小，再折返側(cè)面銑削時，切削力又猛然增大，切削力的突變，在一定范圍上造成了刀具的振蕩。（2）當(dāng)根部圓角余量相對大時，切削量增大，切削力增大，就會增大切削力的巨變，增加振蕩的程度。（3）當(dāng)?shù)毒邎A角半徑與零件根部圓角半徑一致時，刀具的整體圓角就會被零件的底部圓角全部包圍，刀具和零件的一同相接面瞬間增大，也可以造成刀具振蕩，最后造成零件被振刀過切，產(chǎn)生小坑。

解決方案：（1）編程時以免產(chǎn)生刀路在底部圓角處重復(fù)切入切出的痕跡，可以采取刀路軌道依著圓角走刀的切削方略，避免切削力巨變造成振刀。（2）降低底部圓角的加工余量，先進行粗清根程序，再進行精清根程序，以免因為余量太大，形成振刀。（3）采取刀具圓角半徑小于零件底部圓角半徑的刀具實行制作，這樣能夠降低刀具和零件接觸的包圍面，以免出現(xiàn)振刀。

二、零件的水平底面的根部圓角偶然出現(xiàn)一條一條凹痕的問題

水平面的底部圓角是指零件的側(cè)面與底面連接處的圓角，且底面是水平面的狀況。在制作完側(cè)面和底面之后，對圓角實行清根加工時，偶爾會產(chǎn)生一條一條的凹跡。

原因分析：（1）編程刀路線軌道有問題。（2）機床坐標軸存有偏大的相反空隙，特別是Z軸。當(dāng)Z軸坐標產(chǎn)生幾個微米的晃動之后，因為Z軸存有相反空隙就在這個異常點的地方，Z軸瞬間退回，之后又立馬折返。因為這個移動量又太少，比反向空隙還小，所以就造成了Z軸的移動，造成產(chǎn)生凹跡。

解決方案：（1）改變加工流程，以免刀路產(chǎn)生幾個微米的上下晃動的狀況，然而，假如CAM編程的自動清根性能一直會產(chǎn)生晃動的話，就只有更改其他的編程方法來完成。（2）檢驗機床Z軸相反空隙，相反空隙小的話能夠?qū)嵭袡C床參數(shù)修補，假如相反空隙大就要通過機床整修。

三、零件側(cè)壁拐角出現(xiàn)振刀和過切的問題

側(cè)面轉(zhuǎn)角是指兩個側(cè)面之間相連的轉(zhuǎn)角，當(dāng)側(cè)面不是垂直側(cè)面時，產(chǎn)生的表面質(zhì)量問題與以往底部圓角產(chǎn)生的振刀與過切問題類似，而當(dāng)側(cè)面是垂直側(cè)面時，又是另外一種狀況，轉(zhuǎn)角處形成明顯的振痕。

原因分析：（1）制作刀具選取不適合。刀具半徑和轉(zhuǎn)角半徑相同，造成刀具出現(xiàn)晃動，產(chǎn)生振刀狀況，振出振痕。（2）零件轉(zhuǎn)角加工余量太多，在制作轉(zhuǎn)角時，因為遭到轉(zhuǎn)角半徑值的束縛，刀具尺寸普遍都偏小，刀具硬度偏弱。（3）切削深度太深，在制作垂直側(cè)面時，以免產(chǎn)生分層接刀軌跡，普遍會采取一刀到底的制作方略，然而，切削深度越深，切削力也就越強，在刀具硬度不夠的狀況下，振刀也就越厲害。（4）刀具裝夾懸伸長度太長，刀具硬度太弱，也易出現(xiàn)振刀狀況。（5）刀具的材料不優(yōu)，或刀具的刃口外形不好。（6）加工轉(zhuǎn)速太快，會造成刀具頻繁同振。

解決方案：（1）采取刀具半徑小于零件轉(zhuǎn)角半徑的刀具進行制作，或“吃”零件誤差，編程時特意把轉(zhuǎn)角做大一些，使刀具半徑小于轉(zhuǎn)角半徑，繞銑出轉(zhuǎn)角，且不能直接用刀具半徑來制作轉(zhuǎn)角。（2）降低轉(zhuǎn)角的加工余量，先進行粗清角程序，再實行精加工。（3）降低每刀切削深度，當(dāng)?shù)毒甙霃胶凸战前霃揭恢聲r，普遍配置為0.2mm效果偏好。（4）盡量把刀具安裝短，當(dāng)加工深度特別深時，還要專門制作加工刀具，降低切削刃一些長度，以提升刀具本身的強度與硬度。（5）采取高強度高硬度的刀具材料實行加工，與不等螺旋槽刃口外觀刀具實行加工，乃至采取抗振刀具實行加工。（6）減少或增大加工轉(zhuǎn)速，以免易產(chǎn)生刀具同振次數(shù)的轉(zhuǎn)速大小。

結(jié)束語

綜上所述，在數(shù)控銑削加工時，對比通常的幾項表面質(zhì)量問題的解析，能夠?qū)α慵煌募庸ぬ攸c，采取對應(yīng)的防范方法，在通過適合的技術(shù)方法與工藝改良方法之后，可避免加工中產(chǎn)生表面質(zhì)量問題，有效的防止返工重做，確保產(chǎn)品質(zhì)量，縮短加工周期，提高企業(yè)競爭力。

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