數控龍門銑床（chuáng）加工中順銑、逆銑的選擇與編程指令的應（yīng）用

數控（kòng）龍門銑床銑削過程（chéng）中，順、逆兩種銑削方向的選取是一項重要的技術問（wèn）題，它的選取對零件的精度及表麵質量有（yǒu）很大的影響（xiǎng）。

周銑加工（gōng）也（yě）可劃分為順銑削加工和反銑削加工。在銑削過程中，當銑刀以與工件（jiàn）進給方向相同的速度和方向切入工（gōng）件（jiàn）中時，就是順銑削；在銑削過程中，刀具以與進給方向相反的速度和（hé）方（fāng）向切（qiē）入工件，這（zhè）樣（yàng）的銑削方法叫做逆向銑削。

圖 1 順銑和逆銑

1 數控龍（lóng）門銑床順銑和逆銑的銑（xǐ）削過程分析

1.1 順銑加工的特點

順銑的優點是：從最（zuì）大切削量到最小切削（xuē）量為0，刀片（piàn）不打滑，刀具壽命長，加工表麵光潔（jié）度好；在（zài）順（shùn）銑時，豎直（zhí）銑削分力（在圖1中（zhōng）順銑中為 FN）總是被按壓在工作台上（shàng），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（jiá）持工件；機床在順銑時功（gōng）耗小。

順銑的缺（quē）點是：對有硬表麵的零（líng）件無法進行銑削；在（zài）機（jī）床（chuáng）的進給（gěi）絲杠與（yǔ）螺母之間存在間隙的情況下，數控（kòng）龍門銑床的進給絲（sī）杠會（huì）在機床運行中產生擺動。

1.2 逆銑加工的特點

逆銑加工的不足（zú）之處在於（yú），切削厚度由零至最大值變（biàn）化，刀片（piàn）與工件接觸後不會立即進入金屬層內，而是會在工件表麵上滑動一段較短的距離，在此期間，劇烈的摩擦（cā）會產生較高（gāo）的熱量，且容易在被加工（gōng）表麵（miàn）上形成硬化層，使刀具的耐（nài）久性下降，進而影響被加工表麵的加工品質；-在反（fǎn）向銑削（xuē）時，產生（shēng）豎直（zhí）向上銑削分力（在圖（tú）1中反向銑削的力 FN)，該銑（xǐ）削分力具有將工件抬起並破壞（huài）其定位的傾向，該銑削分力包括：機床在逆銑時（shí）功耗很高。

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

1.3 順銑（xǐ）與逆銑時工具的應力分析在（zài）圖2中示出，在順銑時，在工具上的工件作（zuò）用力是這（zhè）樣的，即，在工具上的作用力是這樣的，即，在順銑時，在工具上的作（zuò）用力是這（zhè）樣的：

在（zài）數控（kòng）龍門銑床逆（nì）銑過程中，由於刀具上的螺旋槽，工（gōng）件在刀具（jù）上（shàng）的作用力使刀具有向工件接近的傾向。

圖（tú）2銑削時刀具的受力分析

2 數控（kòng）龍門銑（xǐ）床加工時順銑與（yǔ）逆銑的選擇分析

滾珠（zhū）絲杠傳（chuán）動的 CNC機床，其間隙可通過預加載的方法（fǎ）完全消除。在 CNC機床及具備順銑機構的數控龍門銑床（chuáng）中，優選順銑（xǐ）時的工具耐久性高、表麵加工品質好、且動力消耗少。但是，在一（yī）些特殊的切削條件（jiàn）下，需要進行反向切削。因此在（zài）選擇順、逆銑削加工方式前，必須（xū）對其（qí）進行相關性（xìng）分析。

在（zài）普通銑床上，由於絲杠、螺母副存（cún）在橫（héng）向間隙，為避免工（gōng）作台偏移，確保銑削加工的順利進行，普遍采用反向銑（xǐ）削加工。但對切削用量少，表麵質量要求好的Al-Mg合金，可以采用順銑工藝（yì）。

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的說明圖，坯料是正方形（xíng）的，現在要用 CNC銑（xǐ）床加工出圖中的粗實線（xiàn）外形，請對該加工內容的加（jiā）工（gōng）模式進行分析，並指出工具的移動（dòng）方向。基於前麵的分析，在 CNC機床中優選順銑削法（fǎ）。該零件的加工，如果（guǒ）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（xiàng），這是為什麽？。對其產（chǎn）生的原因（yīn）進行了分析（xī）。

圖3加工實例

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

在加工（gōng）期間，工具進給從零逐步增加，直到整個工具周邊被切割。

(2)在刀具的（de）整周上進行切（qiē）削的情況下，該部分（fèn）為順銑加工，但該部分為逆（nì）銑（xǐ）加（jiā）工。

對於要被（bèi）切斷的部件（jiàn）的坯料的一部分（在圖3中用 E表示），進行逆銑削加工，在進行逆銑削加工時，根據前述的分析（xī），刀具趨向（xiàng）於接近工件，同（tóng）樣地，要被切斷的坯料的一部分（在圖3中用 E表示），根據力和反力的特性，也趨向於接近刀具。

(3)當工具繼續進行加工而圖3中 E所示的部分即（jí）將被切掉時，由於 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，從而產生撞刀。

綜合以（yǐ）上分析（xī），本工藝不應（yīng）優先使用順銑加工，而應先使用反銑（xǐ）留餘量加工（A→ B→ C→ D)，然後再使用順銑加（jiā）工（gōng）（D→ C→ B→ A)，以（yǐ）確（què）保在加工中不會產（chǎn）生刀具磨損，並確保工件的表麵質量。

4 數控龍（lóng）門銑床編程中順銑和逆銑的選擇

在 NC編程中，通過使用G41 （與選擇順銑削模式時的工（gōng）具半（bàn）徑向左（zuǒ）補償（cháng）相對應（yīng））和G42 （與選擇逆銑削模式時的工具半徑（jìng）向右補償相對應）代碼，能夠容易地設置這些代碼。但編程時應考慮不同（tóng）的（de）銑削方式（shì）對加工餘量的實際影響，以保證工件的尺寸精度。立銑（xǐ）刀在切削阻力的作用下，由於刀體、刀柄和主軸等部件（jiàn）的（de）剛度不同，會出現不同程度的彎曲變形。在順銑過程中，由於刀具與工件（jiàn）之間存（cún）在一定的距離，使刀具的實際加工餘量比（bǐ）理論餘量要大，這就是所謂（wèi）的“讓刀（dāo）”和“欠切”；逆銑過程中，刀具傾向於接（jiē）近工件，使實（shí）際加工的餘量比（bǐ）理論餘量小，從而導致“啃刀”和“過（guò）切（qiē）”。當刀具（jù）直（zhí）徑較小，刀杆長度較長，剛度較小時，這種效應（yīng）更為顯著。因此，實際加工過程中，采用G41、G42指令進行編（biān）程時，必須對刀具半徑補償值進行理論上的校正（zhèng）。在G41數控係（xì）統中，采用（yòng）較小（xiǎo）的刀具半徑補償值來消除“讓刀”餘量（liàng）；在（zài）G42數控係統中，采用較大的刀具（jù）半徑補償值來消除“啃刀”餘量。5 結束語

金屬切削加工是一個複雜的切削過程，切削刀具和（hé）被切削材料之間存在（zài）著複雜的相互作用，切削用量、刀具材料、刀具幾何角度、刀具夾具、切削用（yòng）量以及切（qiē）削液都會對切削加工過程（chéng）造成不（bú）同程度的影響（xiǎng）。在特定的數控（kòng）龍門銑床加工過程中，采用不同的銑削方法可以（yǐ）獲得不同的結果。深入了解順、逆銑（xǐ）削加工方式的特點，對數控（kòng）加工和編程有著十分（fèn）重要的意義。