数控铣削方式的研究

齐忠远(辽宁省机电工程学校,辽宁辽阳 111004)



数控铣削方式的研究

齐忠远
(辽宁省机电工程学校,辽宁辽阳 111004)

【摘 要】铣削过程和车削过程最大的区别是,铣削过程是断续切削,断续切削会引起周期性的冲击振动,铣削均匀性差,切削的过程刀具都是间断工作,刀具工作中很容易损坏.其中铣削加工中分为顺铣和逆铣两种铣削方式,随着近些年数控加工技术的发展和提高,顺铣和逆铣的加工对保证产品质量和提高生产效率体现了重要性。本文通过数控铣削加工中采用顺铣和逆铣两种方法的一些特点和使用场合进行研究分析。

【关键词】铣加工 铣削方式 顺铣 逆铣

平时加工中除了可以按照上述方法判断顺铣和逆铣，还可以利用切屑方向来判断顺铣和逆铣。切屑飞出的方向和工作台进给方向相同为顺铣，相反为逆铣。

逆铣时，刀具从已加工表面切入，切削层厚度从零逐渐变大，不会造成毛坯零件切入而断刀；其水平切削分力与工件进给方向相反，使铣床工作台进给的丝杠与螺母传动面始终是抵紧，不会受丝杠螺母副间隙的影响，铣削较平稳。但刀齿在刚切入以加工表面时，会有一小段滑行、挤压，使这段表面残生严重磨损，而且使工件的表面粗糙度增大；同时，刀齿垂直方向的切削分力向上，不仅使刀齿容易磨损，而且使工件的表面粗糙度增大；同时，刀齿垂直方向的切削分力向上，不仅会使工作台与导轨间形成间隙，引起振动，而且有把工件从工作台上挑起的倾向，因此需较大的夹紧力。

顺铣时，刀具从待加工表面切入，切削厚度从最大逐渐减少为零，切入时冲击力较大，刀齿无滑行、挤压现象，对刀具耐用度有利；其垂直方向的切削分力向下压向工作台，减小了工件上下的振动，对提高铣刀加工表面质量和工件的夹紧有利。但顺铣的水平切削分力与工件进给方向一致，当水平切削分力大于工作台摩擦力(例如遇到加工表面有硬皮或硬质点)时，使工作台带动丝杠向左窜动，丝杠与螺母传动副右侧面出现间隙，硬点过后丝杠螺母副的间隙恢复正常，这种现象对加工极为不利，会引起“啃刀”或“打刀”，甚至损坏夹具或机床。

图1 铣削方式

顺铣与逆铣的选定依据。当工件表面有硬皮、机床的进给机构有间隙时，应选用逆铣。因逆铣时，刀齿从已加工表面切入的，不会蹦刀，机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行，因此粗铣时尽量采用逆铣。当工件表面无硬皮、机床进给机构无间隙时，应选用顺铣，普通铣床没有间隙补偿机构，所以采用逆铣。因为顺铣加工后，零件表面质量好，刀齿磨损小，刀具耐用度高(试验表明，顺铣时刀具的耐用度比逆铣时提高2～3倍)，因此精铣时，应尽量采用顺铣。另外，对于铝镁合金、钛合金和耐热合金等材料，为了降低表面粗糙度值，提高刀具耐用度，尽量采用顺铣加工。

顺铣时切削点的切削速度方向在进给方向上的分量与进给速度方向一致，逆铣则相反。在铣削加工中，工件已加工表面的粗糙度是产品质量的一项重要指标，主要表现在零、部件的配合性、密封性、耐磨性以及耐腐蚀件和抗疲劳性等方面。影响工件已加工表面粗糙度的因素可分为几何要素和非几何要素两个方面，几何因素主要表现为转速和进给速度等，这个方面可以通过一定的几何关系求出其理论值，这个值是相对稳定的。非几何因素主要表现为刀具的性能、被加工材料的性能、冷却液的性能以及工艺系统刚性等，其中就包括铣削方式，它的影响是不确定的、随机的，但通过采取一定的措施义是相对可控的， 但选择正确的顺逆铣，是可以提高表面粗糙度值的。

实际铣加工中采用顺铣还是逆铣是每一个数控铣操作人员在加工时必须考虑的工艺问题，因为它直接影响到产品的质量和刀具寿命。所以选择正确的铣削方式对于数控铣加工显得十分重要。综上所述，顺铣和逆铣的选择依据总结如下:选择顺铣的情况:(1)一般工件情况下，首选顺铣。(2)要求机床有消除间隙机构，能够可靠地消除工作台进给丝杠和螺母间隙，防止铣削过程中产生振动。(3)工作表面无硬皮，无氧化层。(4)数控机床一般选择顺铣。(5)尽量选择顺铣，逆铣很容易过切，尤其是开粗时。选择逆铣的情况:(1)老式机床，丝杠和螺母间隙大时，选择逆铣。(2)用陶瓷刀片铣削耐热合金时，采用逆铣。(3)高效层切时，为了减少空走刀。(4)面铣时，要求表面光洁度高，采用逆铣。(5)加工软材料，如紫铜最好采用逆铣，光洁度好一些。(6)工况不好，切宽不一致。(7)精加工侧壁不垂直时，采用逆铣。(8)表面有铸造黑皮或缺陷时。(9)薄壁侧铣时，采用逆铣。

刀具在切削过程中，参加切削的主要部分包括前刀面、后刀面、刀具的圆弧半径和刀具的刃口半径，它们的不同组合都会对加工质量、刀具耐用度和切削功率产生不同的影响。所以对加工零件的的影响不单单来源于顺逆铣，所以我们在日常的工作中应多多观察，多多总结。

铣削方式有逆铣和顺铣两种方式:(1)顺铣 在铣刀与工件已加工面的切点处，铣刀旋转切削刃的运动方向与工件进给方向相同的铣削(图1a)。当铣刀切削刃作用在工件上的力F在进给方向上的铣削分力Ff与工件的进给方向相同时的铣削方式成为顺铣。(2)逆铣 在铣刀与工件已加工面的切点处，铣刀旋转切削刃的运动方向与工件进给方向相同的铣削(图1b)；当铣刀切削刃作用在工件上的力F在进给方向上的分力Ff与工件进给方向相反时的铣削称为逆铣。