數控龍門銑床加工（gōng）中順銑、逆銑的選擇與編程指令的應用

數控龍門（mén）銑床銑削過程中，順、逆兩種（zhǒng）銑削方向的選取是一項重要（yào）的（de）技術問題，它的選取對零件的精（jīng）度及表麵質量有（yǒu）很大的影響。

周銑加工也可劃分為順銑削加工和反（fǎn）銑削加工。在銑削過程中，當銑刀以與（yǔ）工件進給方向（xiàng）相同的速度和方向切入工件中時，就是順銑削；在銑削過程中，刀具以與進給方向相反的（de）速（sù）度和（hé）方向切入工件，這樣的銑削方法叫（jiào）做逆向銑削（xuē）。

圖 1 順銑和（hé）逆銑

1 數控龍門銑床順（shùn）銑和（hé）逆（nì）銑的銑（xǐ）削過程分析

1.1 順（shùn）銑加工的特點

順銑的優點是：從最大切削量到最小切削量（liàng）為（wéi）0，刀片不打滑，刀（dāo）具壽命長，加工表麵（miàn）光潔度好；在順銑時，豎直銑削分力（lì）（在圖1中順銑中（zhōng）為 FN）總（zǒng）是被按壓在工（gōng）作台上，這有利於將工件定（dìng）位和夾持在一起，從（cóng）而可以更可靠地夾持工件；機床在順（shùn）銑時功耗（hào）小。

順銑的缺點是：對有硬表麵的（de）零件無法進（jìn）行銑削；在機床的進給絲杠與螺母之間存在間隙的情況下（xià），數控龍門銑床（chuáng）的進給絲杠會在機床運行中產（chǎn）生擺動。

1.2 逆銑加工的特點

逆銑加工的不足之處在於，切削厚度由零（líng）至最（zuì）大值變化，刀片與工件（jiàn）接觸後不會立即進入金屬層（céng）內，而是會在工件表麵上滑動一段較（jiào）短的距離，在此期間，劇烈的摩擦會產生較（jiào）高的熱量，且容易在被加工表麵上形成硬化層，使刀具（jù）的耐久性下降，進而（ér）影響被加工表（biǎo）麵的加工品質；-在反（fǎn）向（xiàng）銑削時（shí），產生豎直向上銑削分力（在圖1中反向銑削的力 FN)，該銑削（xuē）分力具有將工件抬起並破壞（huài）其定位（wèi）的傾（qīng）向，該銑（xǐ）削分力包括：機床在逆銑時功耗很高（gāo）。

逆銑的優點是：可以對（duì）有硬表麵的工（gōng）件進（jìn）行逆銑；當工作台絲杆螺母進給機構存在間隙時（shí），數控龍門銑床工（gōng）作台在加工時不（bú）會產生擺動。

1.3 順銑與（yǔ）逆銑時工具的（de）應力分析在圖2中示出，在順銑時，在工具上的（de）工件作用力是這樣的，即，在工具上的作用（yòng）力（lì）是這樣的，即，在順銑時，在工具上（shàng）的作用力是這樣的：

在數控龍門銑床逆銑過程中，由（yóu）於（yú）刀具上的（de）螺旋槽，工件在刀具上的作用（yòng）力使刀具有向工（gōng）件接近（jìn）的傾向。

圖2銑削時（shí）刀具的受力分析

2 數控（kòng）龍門銑床加工時順銑與逆銑的選擇分析

滾珠絲杠傳動（dòng）的 CNC機床，其間隙可通過預（yù）加載的方法完全消除。在 CNC機床及具備順銑機（jī）構的數控龍門（mén）銑床中，優選順銑時的工具耐久性（xìng）高、表麵加工品質（zhì）好、且（qiě）動力消耗少。但是，在一些特殊的切削條件下（xià），需要進行反向切削。因此在選擇順、逆銑削加（jiā）工方式前，必（bì）須對其進行相關性分（fèn）析。

在普（pǔ）通銑床上，由（yóu）於（yú）絲杠、螺母（mǔ）副存在（zài）橫向（xiàng）間隙，為避免工作台偏移，確保銑削加工的順利進行，普遍（biàn）采（cǎi）用反向銑削加工。但對切削用量（liàng）少（shǎo），表麵質量要求好的Al-Mg合金，可（kě）以采用順銑工藝。

3 數控龍門銑床實例分析

如圖3所示，是表示一道工序的加工內容（róng）的說明圖，坯料是正方形的，現在要用 CNC銑床加（jiā）工出圖中的粗實線外（wài）形，請對該加工內容的加工模式進行分析，並指出工具（jù）的移動方向。基（jī）於前麵的分析（xī），在 CNC機（jī）床中優選順銑削（xuē）法。該零件（jiàn）的加工，如果（guǒ）采（cǎi）用順銑法，其銑（xǐ）刀路徑為 D→ C→ B→ A。但是，在實（shí）際生產中，經常（cháng）會發生“打刀”現象，這（zhè）是（shì）為什麽？。對其產生的原因進行了分析。

圖3加工（gōng）實例

(1)當工具從點 D到 C並沿上述圓弧運動（dòng）時，工具從點 D運動到 C。

在加工期間，工具進給從零逐步（bù）增加，直到整（zhěng）個工具周邊被切割。

(2)在刀具的整周上進行切削的情況下，該部分為（wéi）順銑加工，但該部分為逆銑加（jiā）工（gōng）。

對於要被切斷的部件（jiàn）的坯料的一部分（在圖3中用 E表示），進行（háng）逆銑削加工，在進行逆銑削加工時（shí），根據前述的分析，刀具趨向於（yú）接近工件，同樣地，要（yào）被切斷的坯料的一部分（在（zài）圖3中用 E表（biǎo）示），根據力和反力的（de）特性，也趨向於接近刀具。

(3)當工具繼續進行加工而圖3中（zhōng） E所示的（de）部分即將被切（qiē）掉時，由（yóu）於 E沒有被支承而趨向於接近工具，因此，在 E被切掉的時刻， E緊密地接近工具，而工具（jù）被夾緊（jǐn），從而產生撞刀。

綜合以上分析，本工藝不應優（yōu）先使（shǐ）用順銑加（jiā）工，而應先使用反銑留餘量加工（A→ B→ C→ D)，然後再使用（yòng）順銑（xǐ）加工（D→ C→ B→ A)，以確保在加工中不會（huì）產生刀具磨損，並確保工件的表麵質量。

4 數控龍（lóng）門銑床編程中順銑（xǐ）和逆銑的選擇

在（zài） NC編程中，通過使用G41 （與選擇順銑削模式時的工（gōng）具半（bàn）徑（jìng）向左補償相對應）和G42 （與（yǔ）選擇逆（nì）銑削模式時的工具（jù）半徑（jìng）向右補（bǔ）償相對應）代碼，能夠容易地設置這些代碼。但編程時應考（kǎo）慮不（bú）同的銑削方（fāng）式對加工餘量的實際影（yǐng）響，以（yǐ）保證工件的尺寸精度。立銑刀在（zài）切削阻力的作用下，由於刀體、刀（dāo）柄和主軸等部（bù）件的（de）剛度不同，會出現不同程度的彎曲變形。在順銑過程中，由（yóu）於刀具（jù）與工件（jiàn）之間存（cún）在一定的距離，使刀（dāo）具的實際加（jiā）工餘量比理論餘量要大，這就（jiù）是所謂的“讓（ràng）刀”和“欠（qiàn）切”；逆銑過程中，刀具傾向於接近工件（jiàn），使實際加工的餘（yú）量比理論（lùn）餘量小，從而導致“啃刀”和“過切”。當刀具直（zhí）徑較小，刀（dāo）杆長度較長，剛度較（jiào）小時，這種效應更為顯著。因此，實際加工過程中，采用G41、G42指令進行編程時，必須對刀具半徑補償值進行理論上的校正。在G41數控係統（tǒng）中，采用較小的刀具半徑補償值來消除“讓刀”餘量；在G42數控係統中（zhōng），采用較大的刀具半徑補（bǔ）償值來消除“啃刀”餘量。5 結束語

金屬切削加工是（shì）一個複雜的切削過程，切削刀具和被切削材料之間存在著（zhe）複雜的相互作用，切削用量、刀具材料、刀具幾何角度、刀具夾具、切削用量以及切削液都會對切削加工過程造成不同程度（dù）的影響。在特（tè）定的數控龍（lóng）門銑（xǐ）床加工過程中（zhōng），采用不同的銑削方法（fǎ）可以獲得不同的結果。深入了解順、逆銑削加工（gōng）方式的（de）特點，對數控加工和（hé）編程有著十分重要的意義。