李志偉

（岳陽(yáng)市第一職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 智能制造系，湖南 岳陽(yáng) 414000）

在進(jìn)行銑削加工實(shí)踐教學(xué)中，中職生經(jīng)常需要使用的加工方法是圓周銑削加工方法。在中職生進(jìn)行編程和實(shí)際操作時(shí)，不能很好地區(qū)分順銑和逆銑，也不能正確的判斷什么場(chǎng)合需要選擇順銑還是逆銑的加工方法。圓周銑削加工中順銑和逆銑并不是對(duì)應(yīng)機(jī)床主軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，而是由銑刀刀齒切入的方向來(lái)決定的。文章通過順銑和逆銑加工時(shí)的切入方向和切削力的方向分析，并通過實(shí)際舉例，說(shuō)明順銑、逆銑和走刀路徑的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)順銑和逆銑加工時(shí)對(duì)工件的加工質(zhì)量、機(jī)床和刀具的使用壽命等的影響。并為中職生在進(jìn)行銑削加工時(shí)如何選擇順銑和逆銑提供依據(jù)和幫助。

1 圓周銑削加工中順銑和逆銑的區(qū)分

1.1 從刀齒切入的方向來(lái)區(qū)分

在銑床上進(jìn)行銑削加工時(shí)，使用刀齒分布在圓周表面的圓柱銑刀來(lái)加工零件的銑削加工方式稱為圓周銑削加工方法?？梢缘洱X切入材料的方向和銑刀相對(duì)工件輪廓的運(yùn)動(dòng)軌跡兩個(gè)方面來(lái)分析順銑和逆銑的區(qū)別。

（1）從圖1可看出來(lái)，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件移動(dòng)的方向一致。打個(gè)比方，在跑步機(jī)上，人往前面跑，跑帶往后移動(dòng)。從圖1可看到，刀齒是從未加工的表面切入，刀齒是從上往下切入材料，且刀齒剛切入材料是由厚到薄。這種切削加工方式為順銑

圖1 順銑的切入方向

（2）從圖2可看出來(lái)，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件移動(dòng)的方向恰恰相反。打個(gè)比方，在跑步機(jī)上，人往前面跑，跑帶往前移動(dòng)。從圖2可看到，刀齒是從已加工的表面切入，刀齒是從下往上切入材料，且刀齒切入材料是由薄到厚。這種切削加工方式為逆銑

1.2 從銑刀的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)區(qū)分

在實(shí)際教學(xué)過程中，中職生不能很好地區(qū)分主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和順銑、逆銑的關(guān)系，經(jīng)常把主軸正轉(zhuǎn)認(rèn)為是順銑加工，主軸反轉(zhuǎn)認(rèn)為逆銑加工。主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)是根據(jù)銑刀的螺紋旋向來(lái)確定，右螺紋旋向的銑刀在機(jī)床上只能正轉(zhuǎn)，左螺紋旋向的銑刀在機(jī)床上只能反轉(zhuǎn)。

（1）數(shù)控機(jī)床采用立銑刀加工零件的外輪廓時(shí)，選用右螺紋旋向的立銑刀，主軸進(jìn)行正轉(zhuǎn)，銑刀的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針。從圖3A上來(lái)看，銑刀相對(duì)工件的前進(jìn)方向?yàn)檠刂ぜ廨喞鲰槙r(shí)針銑削加工的加工方法為順銑。從圖3B上來(lái)看，銑刀相對(duì)工件的前進(jìn)方向?yàn)檠刂ぜ廨喞瞿鏁r(shí)針銑削加工的加工方法為逆銑。選用左螺紋旋向的立銑刀，主軸進(jìn)行反轉(zhuǎn)，銑刀的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針。從圖3A上來(lái)看，銑刀相對(duì)工件的前進(jìn)方向?yàn)檠刂ぜ廨喞鲰槙r(shí)針銑削加工的加工方法為逆銑。從圖3B上來(lái)看，銑刀相對(duì)工件的前進(jìn)方向?yàn)檠刂ぜ廨喞瞿鏁r(shí)針銑削加工的加工方法為順銑。

圖3 加工外輪廓和內(nèi)輪廓走刀路徑

（2）數(shù)控機(jī)床采用立銑刀加工零件的內(nèi)輪廓時(shí)，選用右螺紋旋向的立銑刀，主軸進(jìn)行正轉(zhuǎn)，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針。從圖3C上來(lái)看，銑刀相對(duì)工件的前進(jìn)方向?yàn)檠刂ぜ?nèi)輪廓做逆時(shí)針銑削加工的加工方法為順銑。從圖3D上來(lái)看，銑刀相對(duì)工件的前進(jìn)方向?yàn)檠刂ぜ?nèi)輪廓做順時(shí)針銑削加工的加工方法為逆銑。選用左螺紋旋向的立銑刀，主軸進(jìn)行反轉(zhuǎn)，銑刀的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針。從圖3C上來(lái)看，銑刀相對(duì)工件的前進(jìn)方向?yàn)檠刂ぜ廨喞瞿鏁r(shí)針銑削加工的加工方法為逆銑。從圖3D上來(lái)看，銑刀相對(duì)工件的前進(jìn)方向?yàn)檠刂ぜ廨喞瞿鏁r(shí)針銑削加工的加工方法為順銑。

2 順銑和逆銑適用場(chǎng)合

2.1 從粗、精加工上分

對(duì)材料進(jìn)行粗加工，工件的表面是凹凸不平的，而且工件的表面因?yàn)榻佑|外界會(huì)產(chǎn)生一定程度的氧化而變硬。采用順銑加工方法時(shí)，銑刀刀齒是從沒有加工的工件表面切入。因?yàn)楸砻娴陌纪共黄胶陀捕冗^高，會(huì)對(duì)銑刀造成損害，縮短刀具的使用壽命。粗加工時(shí)，對(duì)工件的表面加工質(zhì)量要求低，所以粗加工時(shí)盡量使用逆銑。

對(duì)工件進(jìn)行精加工時(shí)，工件表面已經(jīng)比較光滑，也沒有了硬皮。這個(gè)時(shí)候?yàn)榱藴p少毛刺，提高加工精度，降低工件表面粗糙度，所以都會(huì)采用順銑的加工方式。

2.2 從加工材料上分

（1）對(duì)鑄鐵或者材料表面粗糙度高的硬材料進(jìn)行銑削加工，為了避免刀齒連續(xù)切入硬表面而損壞刀具，應(yīng)采用逆銑。在普通銑床上進(jìn)行順銑加工表面硬度高的材料時(shí)，工作臺(tái)可能會(huì)竄動(dòng)，逆銑加工表面硬度高的材料時(shí)，工作臺(tái)不會(huì)竄動(dòng)。

（2）對(duì)低碳鋼或者鋁合金等硬度不高的材料進(jìn)行銑削加工，應(yīng)為產(chǎn)生的切削力比較均勻，工作臺(tái)不會(huì)發(fā)生竄動(dòng)的情況。在普通銑床上加工時(shí)，即可以選擇順銑也可以選擇逆銑來(lái)加工硬度較低的材料。

2.3 從刀具壽命上分

從圖1可以看到，銑刀的刀齒從切入零件到出來(lái)，刀齒不會(huì)和已加工的表面接觸。而從圖2可以看到，刀齒是從已加工切入零件，在刀齒切入零件之前，會(huì)在已加工的表面滑行一段距離。刀齒在已加工表面滑行的過程中會(huì)進(jìn)行劇烈摩擦，然而產(chǎn)生大量的熱量，不僅會(huì)使待加工的表面產(chǎn)生硬化，而且會(huì)因?yàn)闇囟冗^高而縮短刀具的使用壽命。因此從刀具使用壽命高來(lái)看，盡量采用順銑加工方法。

2.4 從切削余量來(lái)分

（1）順銑時(shí)，刀齒是由上往下切入，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向下的分力，能對(duì)工件起壓緊的作用，對(duì)加工有利。逆銑時(shí)，刀齒是由下往上切入，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的分力，能對(duì)工件起往上臺(tái)的作用，對(duì)工件的裝夾不利，影響加工。在不計(jì)算機(jī)床主軸剛性的情況下，銑削加工過程中不只要計(jì)算切削分力，還需要要考慮機(jī)床間隙與機(jī)床切削加工過程中，刀具受力后產(chǎn)生的彈性變形所反作用在工件上的力。所以要了解順銑和逆銑對(duì)切削力產(chǎn)生的不同影響。

（2）由于數(shù)控機(jī)床的各傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)是采用絲杠螺母，間隙很大，在銑削加工中要必須考慮順銑加工與逆銑加工時(shí)對(duì)切削力產(chǎn)生的不同的后果。由力的相互作用原理可得知，工件對(duì)刀具的反作用力與刀具作用在工件上的力大小一樣，方向完全相反。采用順銑加工時(shí)，刀具所承受的力等于工件施加給刀具的壓力減去刀具變形產(chǎn)生的力。采用逆銑加工時(shí)，刀具所承受的力等于工件施加給刀具的壓力加上刀具變形產(chǎn)生的力。

（3）銑削加工過程中用立銑刀進(jìn)行順銑加工時(shí)出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，也稱為“欠切”現(xiàn)象。用立銑刀進(jìn)行逆銑加工時(shí)會(huì)出現(xiàn)啃刀現(xiàn)象，也稱為“過切”現(xiàn)象。決定“欠切量”和“過切量”大少的因數(shù)有刀具的材料、刀桿伸出的長(zhǎng)度、刀具的直徑以及刀具的彈性變形力等。刀桿伸出的長(zhǎng)度越長(zhǎng)和彈性變形力的反作用力越大，“欠切量”和“過切量”也就會(huì)跟著增大。因此，為了避免“欠切”和“過切”的出現(xiàn)，減小刀具的弱性變形力來(lái)考慮，盡可能地采用較大直徑的銑刀，但是銑刀的直徑不能超過銑削輪廓的最小彎曲半徑。

綜上所述，在工件沒有硬皮和凹凸不平的情況下，粗加工時(shí)會(huì)選擇盡可能大的切削余量，所以要采用順銑；半精加工和精加工時(shí)，選擇切削余量會(huì)比較小，刀具的產(chǎn)生的弱性變形力也會(huì)很小，所以可以采用順銑的加工方式，也可以用逆銑的加工方式。沒有特殊情況，盡可能地使用順銑加工方式進(jìn)行加工，有利于提高工件的表面質(zhì)量。

2.5 從機(jī)床上分

（1）在普通機(jī)床上進(jìn)行銑削加工，采用順銑加工時(shí)，刀具是從上往下切，刀具切削過程中會(huì)切到硬皮或者凹凸部分，產(chǎn)生的切削力不均勻。但是順銑時(shí)工件的水平切削分力和工件的進(jìn)給方向是相同的，因?yàn)榍邢髁Φ牟环€(wěn)定，但是普通銑床上沒有在縱向進(jìn)給絲杠處消除絲杠螺母間隙的裝置，會(huì)是造成進(jìn)給量的不均勻和工作臺(tái)產(chǎn)生竄動(dòng)，甚至?xí)小俺缘丁焙汀翱械丁钡默F(xiàn)象出現(xiàn)，從而損壞刀具和機(jī)床，可能還會(huì)造成安全事故。采用逆銑加工時(shí)，刀具是從下往上切，刀齒是從已經(jīng)切削過的表面從薄到厚切入材料，刀具切入時(shí)不會(huì)切到硬皮和或者凹凸部分，切削力也是從小到大，刀齒受到的沖擊力小，因此逆銑時(shí)的切削力平穩(wěn)。逆銑加工時(shí)工件受到的水平方向上的切削力和工件的進(jìn)給方向是完全相反的，因?yàn)榍邢髁Φ姆€(wěn)定，所以逆銑加工時(shí)的進(jìn)給量比較均勻且工作臺(tái)不會(huì)發(fā)生竄動(dòng)現(xiàn)象。因此，在普通機(jī)床上加工時(shí)盡可能選用逆銑加工方法。

（2）在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行銑削加工，數(shù)控銑床上有消除絲杠螺母間隙的裝置，不會(huì)因?yàn)榍邢髁Φ牟痪鶆蚨a(chǎn)生工作臺(tái)的竄動(dòng)，銑削加工時(shí)可已采用順銑或者逆銑的加工方式。采用逆銑加工方式會(huì)產(chǎn)生毛刺以及使刀齒會(huì)在已經(jīng)加工的表面滑行一段距離，從而使刀齒和已加工表面的發(fā)生劇烈摩擦，使工件表面急劇升溫而產(chǎn)生冷硬層。冷硬層的產(chǎn)生加劇了刀具的磨損，從而減少刀具的使用壽命。采用順銑加工方式，工件表面質(zhì)量好。在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)，盡可能采用順銑的加工的方法。

2.6 順銑和逆銑選用的對(duì)比匯總表，詳見表1

表1 順銑和逆銑的選用對(duì)比

3 結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，銑削加工工藝中銑削方式的選用應(yīng)該根據(jù)零件的圖樣、加工工藝要求、零件的材料和機(jī)床的情況綜合考慮。加工平面時(shí)，建議采用端銑加工方法；加工溝槽、齒形和成形表面等使用圓周銑削加工方法。在銑床上加工鑄鐵和材料表面粗糙度高的硬材料時(shí)，為避免損壞刀具盡可能選用逆銑加工方式。進(jìn)行粗加工時(shí)，因材料表面有硬皮和凹凸不平盡可能采用逆銑加工方式；進(jìn)行半精加工和精加工時(shí)，一般采用順銑加工方式來(lái)提高零件的表面質(zhì)量。普通銑床加工零件時(shí)，首選逆銑加工方式；數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，首選順銑加工方式。通過觀察，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)順銑加工的零件表面質(zhì)量好，逆銑加工的零件表面會(huì)有毛刺及光潔度差。合理選用順銑和逆銑加工方式，能提高加工質(zhì)量、提高加工效率和刀具的使用壽命。在教學(xué)過程中，要提高中職生的探索精神，根據(jù)不同實(shí)際情況來(lái)選擇不同的加工方法。