數控龍門（mén）銑床（chuáng）加工中順銑、逆銑的選擇（zé）與編程指令的應用

數（shù）控龍門銑床銑削過程中，順、逆兩種銑削方向的（de）選取是一項重要（yào）的技術（shù）問題，它的選取（qǔ）對零件的精（jīng）度及表麵質量有很大的影響（xiǎng）。

周銑加工也（yě）可劃分為（wéi）順銑削加工和反銑削加工（gōng）。在銑（xǐ）削（xuē）過程中，當銑刀以與工件進給方向相同的速度和方向切入工件中時，就是順銑削；在銑削過（guò）程中（zhōng），刀具以（yǐ）與進（jìn）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削。

圖 1 順銑和逆銑

1 數控龍門（mén）銑床順銑和逆銑的銑削過程分析

1.1 順銑加工的特點

順銑的優點是：從最（zuì）大切削量到最（zuì）小切削量為0，刀片（piàn）不打滑，刀具壽命長，加工表（biǎo）麵光（guāng）潔度好；在順銑時，豎直銑削分力（在圖1中順銑中為（wéi） FN）總是被按壓在工作台上，這有利於將工（gōng）件定位和夾持在一起，從而可以更可靠地夾持工件；機床在順（shùn）銑時功耗小（xiǎo）。

順銑的缺點是：對（duì）有硬表麵的零件無（wú）法進行銑削；在機床的進給絲杠（gàng）與螺（luó）母之間存在間（jiān）隙的情況下，數控龍門銑床的進給（gěi）絲杠會在機床運行中產生擺動。

1.2 逆銑加工的特點

逆銑加工的不足之處在於，切削厚（hòu）度由零至最大值（zhí）變化，刀片與工件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（qī）間，劇烈的摩擦會產生較高的熱量，且（qiě）容易（yì）在被加工表麵上形成硬（yìng）化層，使刀具的耐久性下降，進（jìn）而影響被加工表麵的加工（gōng）品質；-在反向銑削（xuē）時，產（chǎn）生豎（shù）直向上銑削分力（在圖1中反向銑削的力 FN)，該銑削分力具有將工件抬起（qǐ）並破壞其定位的傾向（xiàng），該銑削分力包括：機（jī）床在逆銑時功耗很高。

逆銑（xǐ）的優點是（shì）：可以對有硬表麵的工（gōng）件（jiàn）進行逆銑（xǐ）；當工（gōng）作台絲杆螺母進給（gěi）機構存在間隙時，數控龍（lóng）門銑床工作台在加工時不會產生擺動。

1.3 順銑與逆銑時工具的應力分（fèn）析在（zài）圖2中示出，在順銑時，在工具上（shàng）的（de）工件（jiàn）作用力（lì）是這樣的，即（jí），在（zài）工具上的作用（yòng）力是這樣的，即，在順銑時，在工具上的作用力是這樣的：

在數（shù）控龍門銑床逆銑過程中，由於刀具上的螺旋槽，工件在刀具上的作用力使（shǐ）刀具有向工件接近的傾（qīng）向。

圖2銑削時刀具的受（shòu）力（lì）分析

2 數控龍門銑床加工時順（shùn）銑與逆銑的選擇分析

滾珠絲杠傳動的 CNC機床，其間隙可通過預（yù）加載的方法完全消（xiāo）除。在 CNC機床（chuáng）及具備順銑機構的數控龍（lóng）門銑床中（zhōng），優選順銑時的（de）工具耐久性（xìng）高、表麵加工品質好、且動力消耗少。但是（shì），在一些特殊的切削條（tiáo）件（jiàn）下，需要進行反向切削。因（yīn）此（cǐ）在選擇順、逆銑削加工方式前，必須對其進行相關性（xìng）分析。

在普通銑床上，由於絲杠、螺母副存在橫（héng）向間隙，為避免工作台偏（piān）移，確（què）保銑削（xuē）加工的順利進行，普遍采用反向銑削加工。但對切削用（yòng）量少，表麵質量要求好的Al-Mg合金，可以采用順銑工藝。

3 數控龍門銑床（chuáng）實例分析

如圖3所示，是表示一道（dào）工序的加（jiā）工內容的說（shuō）明圖，坯（pī）料是正方形的，現在要用 CNC銑床加工出圖（tú）中的粗實線外形，請對該加工內容的加工模式（shì）進（jìn）行分析，並指出工具的移動方向（xiàng）。基於前麵的分析，在 CNC機床中優選順銑（xǐ）削法（fǎ）。該零件的加工，如（rú）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（fā）生“打刀”現（xiàn）象，這（zhè）是為（wéi）什麽？。對其產生的原因進行了分析。

圖3加工實例

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

在加（jiā）工期間，工具進（jìn）給從（cóng）零逐步增（zēng）加（jiā），直到整個工具周邊被切（qiē）割。

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

對於要被切斷的部件的坯（pī）料的（de）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（de）分析，刀具（jù）趨向於接近（jìn）工件，同樣地，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（jù）繼續進行加工而圖3中（zhōng） E所（suǒ）示的部分即將被切掉時，由於 E沒有被支承（chéng）而（ér）趨向於接近工具，因此，在 E被切掉的時刻， E緊密地接近工（gōng）具，而工具被夾緊，從而產生（shēng）撞刀。

綜合以上（shàng）分析，本工藝不應優先使用順銑加工，而應先使用反銑留餘量加工（A→ B→ C→ D)，然（rán）後再使用順銑加（jiā）工（D→ C→ B→ A)，以確保在加工中不會產生刀具磨損，並確保工件的（de）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（zé）順銑削（xuē）模式時的工（gōng）具半徑向左補償相（xiàng）對應）和（hé）G42 （與選擇逆銑削模式（shì）時的工具半徑向右補償相對（duì）應）代（dài）碼，能夠（gòu）容易地設置這些代碼。但編程時應考慮不同的銑削方（fāng）式對加工餘量的實際影響，以保證工件的尺寸精（jīng）度。立銑刀在切（qiē）削阻力的作用下，由於刀體（tǐ）、刀柄和主軸等部件的剛度（dù）不同，會出現不同程度（dù）的彎（wān）曲變形。在順銑過程中，由於刀（dāo）具與（yǔ）工件之間存（cún）在一定的距離，使（shǐ）刀具的實際加工餘量比理論餘量要大，這就是所謂的“讓刀”和（hé）“欠切”；逆銑過程中（zhōng），刀（dāo）具傾向於接近工件，使實際加工的餘量比理論餘量小，從（cóng）而導致“啃刀（dāo）”和“過切”。當刀具直徑較小（xiǎo），刀杆長度（dù）較長，剛度較小時，這種效（xiào）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（cháng）值進行理論上的校正（zhèng）。在G41數控係統中，采用（yòng）較小的刀具半徑補償值來消除“讓刀（dāo）”餘量；在（zài）G42數控係統中，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（jiā）工是（shì）一個複雜的切削（xuē）過程，切削刀（dāo）具和被切（qiē）削材料之（zhī）間（jiān）存在著複雜的（de）相（xiàng）互作用（yòng），切削用量、刀具材料、刀具（jù）幾何角度、刀具夾具、切削用量以及切削液都會對切削加工（gōng）過程造成不同程度的影響。在特定的數控龍門銑床加工過程中，采用不（bú）同的銑削（xuē）方法（fǎ）可以獲得不同的結果。深入了解順、逆銑削（xuē）加（jiā）工方式（shì）的特點，對數控加工和編程有著十分重（chóng）要的意義。