数控铣床加工中的过切现象

黄安

摘要：现如今，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，随着科学技术的发展和工业的进步，数控机床在零件加工行业中发挥着不可替代的作用，数控机床也逐渐成为机械制造行业不可或缺的生产设备。数控铣床是数控机床的一种，在现代工业生产活动中得到了广泛的应用，具有高自动化和高效率化的显著特点。随着社会需求的变化，数控铣床在生产方面的要求越来越高，同时也出现了很多问题，如过切现象。要妥善解决这一问题，还需要根据原因分类讨论。因此，文章对数控铣床在生产过程中出现的过切现象进行了研究，旨在为数控铣床的改进提供参考。

关键词：数控铣床;加工;过切现象

引言

在现代化工业加工中数控机床获得广泛的应用，其具有一系列优点，如高自动化程度、高加工精确度以及强零件适应性，数控铣床便是重要一类。但是，数控铣床在实际加工过程中受各种因素的影响造成“过切”的可能性较大，即所谓的切削过量，从而会对加工精度造成直接影响，严重情况下极易造成加工产品报废。

1刀具材料的力学性能造成的过切

由于刀具在切削过程中基本是匀速进给，因此由力的相互作用原理可知，工件施加给刀具的力与刀具施加给工件的力大小相等，方向相反（设定力学参数代码：FD—刀具所受的力、FT—刀具的弹性变形力、FY—施加给刀具的压力）。1）顺铣对工件造成的“欠切”从力学方面分析：当采用顺铣时FD=FY-FT所以，在使用用立铣刀顺铣切削时会产生让刀现象，让刀现象会使工件被切削时造成“欠切”。2）逆铣造成工件的过切从力学方面分析：当采用逆铣时FD=FY+FT所以，用立铣刀逆铣时，刀具在切削工件时会产生啃刀现象，啃刀现象会使工件被切削时造成“过切”。“过切量”的大小是受刀具的多项参数影响的。综合考虑，在满足R刀<R轮廓min的条件下，选择大直径刀具，并且在满足刀具伸出长度大于最大轮廓深度的条件下，刀具有效长度应最大限度缩短。

2加工工艺处理不当引起过切

加工工艺过程中加工路线、加工余量选择等处理不当也会引起过切。（1）对于非直线轮廓的铣削（如圆弧），铣刀铣外圆时要让刀沿切线方向进入圆弧铣削，避免法线方向切入;加工完成后让刀具多走一段，同时沿切线方向退出，以免在取消刀补时，出现过切现象。在铣削内圆弧时，也要沿切线方向切入切出，此时切线方向切入应为圆弧与圆弧相切。（2）对于精度要求高的零件分为粗、精加工。对于加工余量，精加工余量取为0.1m-0.4m）;;。在加工要求较高的凹槽时，宜用直径较小一些的立铣刀，先铣槽的中部，然后利用刀具半径补偿铣削两边;（2）为了减少不必要的换刀定位误差，将零件上用同一把刀加工的部位全部加工完后，再换另一把刀来加工。以上为过切的几种可能发生情况。当然，引起过切亦可能还有其他一些原因，如夹具刚性、机床本身往返间隙等的影响，在实际工作中还要针对具体机床具体分析，具体处理。

3控制削切量的适用范围

数控铣床在作业时，其削切用量是一定的，它所涉及的指标不仅包含削切的运动速率、削切工具的长度以及被工作物的深度，还包括削切进给量等要素。在这中间，削切的运动速率对刀具具有非常高的要求，因为这种削切速率必须适合刀具的耐磨性和耐热性，并且刀具的耐用度是衡量削切速率的一个非常准确的指标，这种指标也最为显著。另外，削切速率还必须符合数控铣床的进给量，最后一个要素则是被工作物的削切深度和厚度。数控铣床在工作过程中，其削切的用量与制成刀具的材料的耐用度之间有非常紧密的联系，技术工人在选择数控铣床的加工方式时，必定会对其削切用量进行评估，因此，一些技术工人也会对刀具的耐用度也评估一遍。在评估过程中，技术人员必定会选择运转速率大的、刀具耐用度时间长的以及削切量大的数控铣床进行作业。如果按照效果顺序则是刀具的耐用率排在首位，然后会选择程度大进给量，最后会考虑的因素则是适合的削切运转速率。如果技术工人在进行精加工的过程中，所用的刀具出现磨损的问题，通常会对加工的精确度产生极大的影响。因此，数控铣床每次工作之前，技术人员都会提前检查一遍铣床的刀具，确保这种道具不会出现任何问题，并且所用的刀具材料适合铣床工作，其耐磨性、耐热性以及耐用度都会在检查的范围之内。除此之外，还应该在作业时尽量使削切保持在最好的运动速率内，选择合适削切用量。

4內角交接处

在铣削零件的过程中，轮廓内角极易出现过切的情况，原因主要体现在两方面。一方面，铣刀运动到内角交接处时，随着铣与工件之间的接触面积的增加，切削力也会出现相应的增大，紧接着，在过拐角时，切削力会由之前的铣两面突然变成铣一面，而且，此时的面积会出现相继减小，然后，工艺系数的弹性会发生变形并逐渐恢复，与此同时，会导致刀具向工件加工表面的内侧变形，最终引发过切现象。另一方面，通常，大惯性和大增益系统的作用以及高进给速度会使刀具过切受到运动惯性的作用和影响。解决措施：其一，选择短柄刀具，即具有良好的刚性、抗震、热变形小，如高速钢立铣刀，事实表明尽管这样会额外增加一些刀具的成本，却能在最大限度确保加工质量，从整体上降低加工成本。其二，充分利用进给速度的分级编程。

结语

在数控铣削加工过程中引起过切的原因不仅仅是一两个方面，零件设计时其结构工艺应该依据加工工艺的条件限定做适当优化，否则难免会造成过切等加工质量不好的因素出现。刀具选择不恰当会发生过切，编写的数控加工程序结构不合理也会形成过切，并且步进电机的抱闸刹车制动参数或其电气系统出现问题也会出现过切，包括滚珠丝杠副的轴向间隙过大也会造成过切。因此，对需要进行数控铣削加工的零件，在编制其数控加工程序时，必须综合考虑零件结构工艺、刀具选择和数控加工程序结构等各方面的影响因素才能得到规定的工件形状。而且，平时对机床的正确操作，避免机床受到过大冲击力或长期满负荷工作，定期保养机床对机械加工业和产品的合格率起到至关重要的作用。

参考文献

[1]李康举，刘永贤，冯保忠.多条件数控铣床切削振动控制[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2011，30（1）：104-108.

[2]李康举，刘永贤，谢志坤.基于模态分析的VMC850E加工中心改进设计[J].组合机床与自动化加工技术，2011（7）：95-97.

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