數控龍門銑床加工中順銑、逆銑的選擇與編（biān）程指令的（de）應用

數控龍門銑床銑削過程中，順（shùn）、逆（nì）兩種銑（xǐ）削方向的選取是一項重要的技術問題，它（tā）的選取對零件的精度及表（biǎo）麵質量有很大的影（yǐng）響。

周銑加工也可劃分為順銑（xǐ）削加（jiā）工和反銑削加工。在（zài）銑（xǐ）削過程中，當銑刀以與（yǔ）工件進給方向相同（tóng）的速（sù）度和（hé）方向切入工件中（zhōng）時，就是順銑削；在銑削（xuē）過程中，刀具以（yǐ）與進（jìn）給方向相反的速度和（hé）方向切入（rù）工件，這樣的（de）銑削方法叫做逆向銑削。

圖 1 順（shùn）銑和逆銑

1 數控龍門銑（xǐ）床順銑和（hé）逆銑的銑削過程分析

1.1 順銑加工的（de）特點

順銑的優點是：從最大切削量到最小切削（xuē）量為（wéi）0，刀片不打滑，刀（dāo）具壽命（mìng）長，加工表麵光潔度好；在順銑時，豎直銑削分力（在圖1中順銑（xǐ）中為（wéi） FN）總（zǒng）是被按壓在工作台上，這有利於將（jiāng）工件定位和夾持在（zài）一起，從而可以更可靠（kào）地夾（jiá）持工件；機床在順銑時功（gōng）耗小。

順銑的缺點是：對有硬（yìng）表麵（miàn）的零件無法（fǎ）進行銑削（xuē）；在機床的進給絲杠與（yǔ）螺母（mǔ）之間存在間隙的（de）情況下，數控龍門銑床的（de）進給絲杠會在機床運行中產生擺動。

1.2 逆銑加工（gōng）的特點

逆銑加工的不足之處在於（yú），切削厚度（dù）由零（líng）至（zhì）最大值變化，刀片與工件接觸後不會立即進入金屬層內，而（ér）是（shì）會在工件表麵上滑動一段（duàn）較短的距離，在此期間，劇烈的摩擦會產生較高的熱量，且容易在被加工表麵上形成硬化層，使刀具的耐（nài）久性下降，進而影響（xiǎng）被加工表麵的加工品質；-在反向銑削時，產生豎直向上（shàng）銑削（xuē）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並破壞其定位的（de）傾向，該銑削分力包括：機床在逆銑時功耗很高。

逆銑（xǐ）的優點是：可以對有硬表麵的工件進行逆銑；當工作台絲杆螺母（mǔ）進給機構存在間隙時，數控（kòng）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析在圖2中示出（chū），在順銑時，在工具上的工件作用力是這樣的，即，在工具上的作用力是這（zhè）樣的，即，在（zài）順銑時，在工具上的（de）作用力（lì）是這樣的：

在（zài）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刀具有向工件（jiàn）接近的傾向。

圖2銑（xǐ）削時刀具的受力分析

2 數控龍門銑床加工時順銑與逆銑的選擇分析

滾珠絲杠傳動的 CNC機床，其間隙可通過預加載的（de）方法（fǎ）完全（quán）消除。在（zài） CNC機床及具備順銑機構的數控龍門銑床中，優選順銑時的工（gōng）具耐久性高、表麵（miàn）加工品質好、且動力消耗少。但是，在一些特殊的切削（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，必須對其進行相關性分析（xī）。

在普（pǔ）通銑（xǐ）床上，由於絲杠、螺母副（fù）存（cún）在橫向間隙，為避免工作台偏移，確保銑削加工的順利進行（háng），普遍采用反向銑削加工。但對切削用量少，表麵（miàn）質量要求好的Al-Mg合金，可以采用順銑工藝。

3 數控龍門銑床實例（lì）分析

如圖3所示（shì），是表示一道工序的加工內（nèi）容的說明圖，坯料是正方形的，現在要用 CNC銑床加工出圖中的粗實線外形，請對該加工內容的加工模式進行分析，並指出工具的移動方向。基於前麵的分析，在 CNC機床中優選順銑削法。該零件的加（jiā）工，如果（guǒ）采用順銑法，其（qí）銑刀路徑（jìng）為 D→ C→ B→ A。但是，在實際生產中，經常會（huì）發生“打刀”現象，這是（shì）為（wéi）什麽？。對（duì）其產生的原因進行（háng）了分析。

圖3加工實例

(1)當工具從點 D到 C並沿上述圓（yuán）弧運動時，工具從點 D運動（dòng）到 C。

在加工期間，工具進給從零逐步增加，直到整個工具（jù）周邊被切割。

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

對於要被切斷（duàn）的部件的坯料的（de）一（yī）部分（在圖3中用 E表示），進行逆銑削加（jiā）工，在進行逆銑削（xuē）加工時，根據前述（shù）的（de）分析，刀具趨向於接近工件（jiàn），同樣地，要被切斷的坯料的（de）一部分（fèn）（在圖3中用 E表示（shì）），根據力和反力的（de）特性，也趨向於接（jiē）近刀具。

(3)當工具繼續進行加工（gōng）而圖（tú）3中（zhōng） E所示的部分即將被切掉時，由於 E沒有（yǒu）被支承而趨向於接近工具，因此，在 E被切掉的時刻（kè）， E緊密地接近工具，而（ér）工（gōng）具被夾緊，從而產（chǎn）生撞刀。

綜（zōng）合（hé）以上分析，本工藝不應優先使用順銑加工，而應先使用反銑留餘量加（jiā）工（A→ B→ C→ D)，然後再使用順銑加（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（gōng）件的表麵（miàn）質量。

4 數控龍（lóng）門銑床編程中順銑和（hé）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具半徑向左補償（cháng）相對應）和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（xiē）代碼。但編程時（shí）應考慮不同的銑削方式對加工（gōng）餘量的實際影響，以保證工（gōng）件的尺寸精度。立銑刀在切削阻力的作用下，由於刀體、刀（dāo）柄和主軸等部件的剛度不同（tóng），會出現不同程度的彎曲變形（xíng）。在順銑過（guò）程（chéng）中，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論餘量要大（dà），這就是所謂的“讓刀”和“欠切”；逆銑過程中，刀具傾向（xiàng）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（dāng）刀具直徑較小，刀杆長度較長，剛度較（jiào）小時，這（zhè）種效應更為顯著。因此，實（shí）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值進行理論上（shàng）的校正。在G41數控（kòng）係統（tǒng）中，采用較小的刀（dāo）具半徑補償值來消除（chú）“讓刀”餘量；在G42數控係統中，采（cǎi）用較大的刀具半徑補償值來消除“啃刀”餘量。5 結束語

金屬（shǔ）切削加工是一（yī）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，切削用量、刀具材料、刀具幾何角（jiǎo）度、刀（dāo）具（jù）夾具、切削用量（liàng）以及切削液都會對切削（xuē）加工過程造成不同程度（dù）的影響。在特定的數（shù）控龍門銑床加工過（guò）程中，采用不同的銑削方法可以獲得不同的結果。深入（rù）了（le）解（jiě）順、逆銑削加工方式的特點（diǎn），對數控加工和編程有著十分重要的意義。