數控龍門銑床加工中順銑、逆銑的選擇與編程指令的應用

數控龍門銑床銑（xǐ）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題，它（tā）的選取（qǔ）對零件的精度（dù）及表麵質量有很大的影響。

周銑加工也（yě）可劃（huá）分為順銑削加工和反銑削加工。在銑削過程中，當銑刀以與工件進給方向（xiàng）相同（tóng）的速度（dù）和方向切入工件（jiàn）中時，就是順（shùn）銑削；在銑削過程中，刀具以與進給（gěi）方向相反的速度和方向切入工件，這樣的銑削（xuē）方法叫做逆向銑削。

圖 1 順銑和逆銑（xǐ）

1 數控（kòng）龍門銑床順銑和逆銑的（de）銑削過程分析

1.1 順（shùn）銑加工的特點

順銑的優點是：從最（zuì）大（dà）切削量到最小切削量為0，刀（dāo）片不打滑，刀（dāo）具壽命長，加工表（biǎo）麵光潔度好；在順（shùn）銑時，豎直銑削分力（在（zài）圖1中順銑中（zhōng）為 FN）總是被按壓在工作台（tái）上，這有利於將工件定（dìng）位和夾持在一起，從而可（kě）以更可靠地夾持工件；機（jī）床（chuáng）在順銑時功耗小。

順銑的缺點是：對（duì）有（yǒu）硬（yìng）表麵的零（líng）件無法進行銑削（xuē）；在機床的進給絲（sī）杠與螺母之間存在間隙的情況下，數控龍門銑床的進（jìn）給絲杠會在機床運行（háng）中產生擺動（dòng）。

1.2 逆銑加工的特點

逆銑加工的（de）不足之處在於，切削厚度由零至最大值變化，刀片（piàn）與（yǔ）工件接觸後不會立即進入金屬層內，而是會在工件（jiàn）表麵上滑動一段較短的距離，在此期間，劇烈的摩擦會產生較高的熱量，且容易在被加工（gōng）表（biǎo）麵上形成硬化層，使刀具的耐久性下降，進而影響被加工表麵的加工品質；-在反向銑削時，產生豎直向上銑削分力（在圖1中反向銑削（xuē）的力 FN)，該銑削分（fèn）力具有將工件（jiàn）抬起並破壞其定位的傾向，該銑削分力包括：機床在逆銑時（shí）功耗很高。

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

1.3 順銑與（yǔ）逆銑時（shí）工具的應力分析在圖2中示出，在順銑時，在工具上的工件作用力是這樣（yàng）的，即，在工具上的作用力是這樣的，即，在順（shùn）銑（xǐ）時，在工具上的作用力是這樣的（de）：

在數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接近（jìn）的傾向。

圖2銑削時刀具的受力分析

2 數（shù）控龍門銑床加工時順銑與逆銑的選擇分析

滾珠絲（sī）杠傳動（dòng）的 CNC機床，其間隙可通過預加載的方法完全（quán）消除。在 CNC機床及具備順（shùn）銑機構的數控龍門銑床中，優選順銑時的（de）工具耐久性高、表麵加（jiā）工品質好、且（qiě）動力消耗少。但是，在一些（xiē）特殊的切削條件下，需要進行反向切削。因此在選擇順、逆（nì）銑削加工方式前，必須（xū）對其進行相關性分析。

在普通銑（xǐ）床上，由於絲（sī）杠、螺母副存在橫向間隙，為避免工作（zuò）台偏移，確保銑削加工的順利進行，普遍采用反向銑削加工。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。

3 數控龍門銑床實例分析

如圖（tú）3所示，是表示（shì）一道工序的加工（gōng）內容的說明圖，坯料是正方形的，現在要用 CNC銑（xǐ）床加工出圖中的（de）粗實線外（wài）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（yú）前麵的分（fèn）析，在 CNC機（jī）床中優選順銑削法。該零件的加工，如果采用順銑法，其銑刀路（lù）徑為 D→ C→ B→ A。但是，在實際生產中，經常會發（fā）生“打刀”現象，這是為什麽？。對其產生的原（yuán）因（yīn）進行了分析。

圖3加工實例

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

在加工期間，工（gōng）具進給從零逐步增加，直到整個工具周邊被切割。

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

對於要被切斷的部件（jiàn）的坯料的一部（bù）分（在圖3中用 E表（biǎo）示），進行逆銑削加工，在進行逆銑削加工時，根據前述的分析，刀具趨向於接近工件，同（tóng）樣地，要被切斷（duàn）的坯（pī）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（suǒ）示的部分（fèn）即將被切掉時，由於 E沒有被（bèi）支承（chéng）而趨向於接近工具，因（yīn）此，在 E被切掉的時刻， E緊密地接近工具，而工具被夾緊，從而產生撞刀。

綜合以上分析，本工藝不應優先使用順銑（xǐ）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)，以確保在加工中不會產生刀具磨損，並確保工件的表麵質量。

4 數控龍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（shùn）銑削模式時的工具半徑向左補償相對應）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（gòu）容易地設（shè）置這些代碼。但編程時應考慮不同的銑削（xuē）方式對加工餘量的實際影響，以保證工件（jiàn）的尺寸精度。立銑刀在切削（xuē）阻力的（de）作（zuò）用下，由於刀體、刀柄和主軸等部件的剛度（dù）不（bú）同，會出現不同程度的彎（wān）曲變形。在順銑過程中，由於刀（dāo）具與工件（jiàn）之間存在一定的距離，使刀（dāo）具的實（shí）際加工餘量比理論餘量要大（dà），這就是所謂的“讓刀”和“欠（qiàn）切”；逆銑過程中，刀具傾（qīng）向於接近工件，使實際加工的餘量比理論餘量小，從而導（dǎo）致“啃刀”和“過切”。當（dāng）刀具直（zhí）徑較小，刀杆長度較長，剛度較小時，這種效應更為（wéi）顯著。因此，實際加工過程（chéng）中，采用G41、G42指令進行編程時，必須對刀具半徑（jìng）補償值進行（háng）理論上（shàng）的校正。在G41數控係統中，采用較（jiào）小的刀（dāo）具半徑補償值來消除“讓刀”餘（yú）量；在G42數控係統中，采用較大的刀（dāo）具半徑（jìng）補償值來消除（chú）“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、刀具幾何角度、刀具夾具、切（qiē）削（xuē）用量以及切削液都會對（duì）切削加工過（guò）程造成不同程（chéng）度的影（yǐng）響。在特定的數控龍門銑床（chuáng）加工過程（chéng）中，采用不同的銑（xǐ）削（xuē）方法可以獲得（dé）不同的結果。深入（rù）了解順、逆銑削加工方式的特點，對（duì）數控加工和編程有著十（shí）分重要的意義（yì）。