數控龍門銑床加工中順銑（xǐ）、逆銑的選擇與編程指令的應用

數控龍門銑床銑削過程中，順、逆兩種銑削（xuē）方向的選取是一項重要的技術問題，它的選取對零件的精（jīng）度及表（biǎo）麵質（zhì）量有很大的影響。

周銑加（jiā）工也可劃分為順銑削加工和反銑削加工。在銑削過程中，當（dāng）銑刀以與工件進給方向相同的速度和方向切入（rù）工件中時，就是順銑削；在銑削過程中，刀具以（yǐ）與進給方向相反的速度和方向切入工件，這樣的銑削方法叫做逆向銑（xǐ）削。

圖 1 順銑和逆銑

1 數控龍門銑床（chuáng）順銑和逆銑的銑（xǐ）削過程分析

1.1 順銑加工的特點

順銑的優點是：從最大切削量到最小切削量為0，刀片不打滑，刀具壽命長，加工表麵光潔度好；在順銑時，豎直銑削（xuē）分力（lì）（在圖（tú）1中（zhōng）順銑中為 FN）總是被按壓在工作台上，這有利於將工件定位和夾持在一起，從而可以更可（kě）靠地夾持工件；機床在順銑（xǐ）時功耗小。

順（shùn）銑的缺點是：對有硬表麵的零件無（wú）法進行銑削；在機床的進給絲杠與螺母之間存在（zài）間隙的情況下，數控龍門銑（xǐ）床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，切削厚度由零至最大值變化，刀片（piàn）與（yǔ）工（gōng）件接觸後不（bú）會（huì）立即進入金屬層內，而是會在工件表（biǎo）麵上滑動一段較短的距離，在此期間，劇烈（liè）的摩擦會產生較高的（de）熱（rè）量，且容易在被（bèi）加工表麵（miàn）上形（xíng）成硬化層，使刀具的耐久性下（xià）降（jiàng），進（jìn）而影響被加工表麵的加工品質（zhì）；-在反向銑削時，產生豎直向上銑削分力（在圖1中反（fǎn）向銑削的（de）力 FN)，該銑削分力具有將工件抬起（qǐ）並破壞其定（dìng）位的傾向，該銑削分力包括：機床在逆銑（xǐ）時功耗（hào）很高。

逆銑的優點（diǎn）是：可以對有硬表麵的（de）工件進行逆銑；當工作台絲杆螺母進給機構存在間隙（xì）時，數控龍門銑床工作台在加工時不會產生擺動。

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

在數控龍門銑床逆（nì）銑過程中，由於刀具上的螺旋槽，工件在刀具上的（de）作用力使（shǐ）刀具有向工件接近的傾向。

圖2銑（xǐ）削時刀具的受（shòu）力分析

2 數控龍門銑床加（jiā）工時順銑與逆銑的（de）選擇分（fèn）析

滾珠絲杠傳動的（de） CNC機床，其間隙可（kě）通過（guò）預（yù）加載的方法完全消除。在 CNC機床及具備（bèi）順銑（xǐ）機構的數控龍門銑床中，優選順銑時的（de）工具耐久性高、表（biǎo）麵加工品質好、且動力消（xiāo）耗少。但是，在（zài）一些特（tè）殊的切削（xuē）條件下，需要進行反向切削。因此在選擇順、逆銑削加工方式前，必須對其（qí）進行相關性分析（xī）。

在普通（tōng）銑床上，由於絲杠、螺母副存在橫向間隙，為避免工（gōng）作台偏移，確保銑削加工的順（shùn）利進行，普遍采用（yòng）反向銑（xǐ）削加工。但對切削用量少，表麵質量（liàng）要求好的Al-Mg合（hé）金，可以采（cǎi）用順銑工藝。

3 數控（kòng）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（xiàn）在要用 CNC銑床加工出圖中的粗實線外形，請對該（gāi）加工內容（róng）的加工模式進行（háng）分析，並指出工具的移動方（fāng）向。基於前麵的分析，在 CNC機床（chuáng）中優選順銑削法。該零件的加工，如果采用順銑法，其銑刀路徑為 D→ C→ B→ A。但是，在實際生產中，經常會發生“打刀”現象，這是為什麽？。對（duì）其產生的原（yuán）因進行了分析（xī）。

圖3加工實（shí）例

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

在加工期間，工具進給（gěi）從零逐步增加，直到整個工具周邊被切（qiē）割。

(2)在（zài）刀（dāo）具的整周上進行切削的情況下，該部分為順銑加工，但該部分為逆銑加工。

對（duì）於要被切斷的部件的坯料的（de）一部分（在圖3中用 E表示），進（jìn）行（háng）逆銑削（xuē）加工，在進行逆銑削加工時（shí），根據前述的分析，刀具趨向於接近工件，同樣地，要被切斷的坯料的一部分（在圖（tú）3中用 E表示），根據力和反力的特性，也趨（qū）向於接近刀具（jù）。

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

綜合以上分析，本工（gōng）藝不應優（yōu）先使用順（shùn）銑加工，而（ér）應先使（shǐ）用反銑留（liú）餘量加（jiā）工（A→ B→ C→ D)，然後再使用順（shùn）銑加工（gōng）（D→ C→ B→ A)，以確保在加工（gōng）中不會產生刀具磨損，並確保（bǎo）工件的表（biǎo）麵（miàn）質量。

4 數控龍門銑床編程中順銑和逆銑的（de）選擇

在 NC編程中，通過使用G41 （與選擇（zé）順銑削模（mó）式時的工具半徑向左補償相對應）和（hé）G42 （與選擇逆銑削模式時的工具半徑向右補償相對應）代碼，能夠容易地設置這些代碼。但編程時應（yīng）考慮不同的銑削方式對加工餘量的實際（jì）影響，以保證工件的尺寸精度。立銑（xǐ）刀在切削阻力的作用下，由（yóu）於刀體、刀柄和主軸等（děng）部件的剛度不同，會出現不同程度（dù）的彎曲變形。在順銑過程中（zhōng），由於刀具與工件之間存在一定的距離，使刀具的實際加工餘量比理（lǐ）論餘量要大，這就是所謂的“讓刀”和“欠切”；逆銑過（guò）程中，刀具傾向於接近工件，使實際加工的餘量比理論餘量小，從而導致“啃刀”和“過切”。當刀具直（zhí）徑較（jiào）小，刀杆長度較長，剛度較小時，這種效應更為顯著。因此，實際加工過程中（zhōng），采用G41、G42指令（lìng）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數控係統中，采用（yòng）較（jiào）小的刀具（jù）半徑（jìng）補償值來消（xiāo）除“讓刀”餘量；在G42數控係統中，采用較大的刀具半徑補償值來消除“啃刀”餘（yú）量。5 結（jié）束語

金屬切削加工是一個複雜的切削過程，切削刀具和被切削材料之間存在著複雜的相互作用，切削用（yòng）量、刀（dāo）具材料、刀具幾何角度、刀具夾（jiá）具、切削用（yòng）量以及切削液都會對切（qiē）削加工過（guò）程造（zào）成不同程度的影（yǐng）響。在特定的數控龍門銑床加工過（guò）程中，采用不同的銑削方法可以（yǐ）獲（huò）得不同的結果。深入（rù）了解順、逆銑削加工方式的特點，對數控加工和編程有著十分重要的意義。