數控龍門銑床加工（gōng）中順銑（xǐ）、逆銑的選擇與（yǔ）編程指令的應用

數控龍門銑床銑削（xuē）過程中，順、逆兩種銑削方向的選取是一項重要的技術問題，它的選取對零件的精度及（jí）表麵質量有很大的影響（xiǎng）。

周銑加工也（yě）可劃分為順銑削加工和反（fǎn）銑削加工（gōng）。在銑削過（guò）程（chéng）中（zhōng），當銑刀（dāo）以與工件進給方（fāng）向相（xiàng）同的速度和方（fāng）向切入（rù）工件中時，就是（shì）順（shùn）銑削；在銑削過程中，刀具以（yǐ）與進給方向相反的速度和（hé）方向切入工件，這樣的銑削方法叫（jiào）做逆向銑削。

圖 1 順銑（xǐ）和逆銑（xǐ）

1 數控龍門銑床順銑和逆銑的銑削過程分析

1.1 順銑（xǐ）加工的特點

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

順（shùn）銑（xǐ）的缺點是：對有硬表麵的（de）零件無法進行銑削；在機床的進給絲杠與螺母之間（jiān）存在間隙的情況下，數控龍門銑床的進給絲杠會在機床運行（háng）中產生擺動。

1.2 逆銑加（jiā）工的特點

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

逆銑的（de）優點是：可（kě）以（yǐ）對有硬表麵的工件進行逆銑；當（dāng）工作台絲杆螺母進給機構存在間隙時，數控龍門銑（xǐ）床工（gōng）作台在加（jiā）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，在順銑時，在工具上的工件作用力是這樣的（de），即，在工具上的作用力是這樣的，即，在順銑時，在工具上的作（zuò）用力是（shì）這樣的：

在數控龍門銑床逆銑過程（chéng）中，由於（yú）刀具上的螺旋槽，工件在刀具上的作用力使刀具有向（xiàng）工件接（jiē）近的傾向。

圖2銑削時刀（dāo）具的受力分析

2 數控龍門銑床加工時順銑與逆銑（xǐ）的選（xuǎn）擇分析（xī）

滾（gǔn）珠絲杠傳動的 CNC機床，其間隙（xì）可通過預加載的方法完全（quán）消除。在 CNC機床及具備順銑機（jī）構（gòu）的數控龍門銑床中，優選順銑時的工具耐久性高、表麵加工品質好、且動力消耗少。但是，在一些特殊的切削條件下，需要進行反向切（qiē）削。因此在選擇順、逆銑削加工方式前，必須對（duì）其進行相關性分析。

在普通銑床上，由（yóu）於絲杠、螺母副存在橫向間隙，為避免工作台偏移，確保銑削加工的順利進行，普遍采用反向銑削加工。但對（duì）切削用量少，表麵質量要求好的Al-Mg合金，可（kě）以采用順（shùn）銑工藝。

3 數（shù）控龍門銑床實例分析

如圖3所示，是（shì）表（biǎo）示一道工序的加工內容的說明圖，坯料是正方形的，現在要用 CNC銑床加工出（chū）圖中的（de）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（de）移動方（fāng）向。基於前麵的分（fèn）析，在 CNC機床中優選順銑削法。該零件的加工，如果采用順銑法，其銑刀路徑為 D→ C→ B→ A。但是，在實際生產中，經常會發生（shēng）“打刀”現象，這是為什（shí）麽？。對其產生（shēng）的（de）原因進行了分析。

圖3加（jiā）工實例

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

在加工期間，工具進給從（cóng）零逐步增加，直到整個工具周（zhōu）邊被（bèi）切（qiē）割。

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

對於要被切斷的部件的坯料的（de）一部分（在圖3中用（yòng） E表示），進行逆銑削加（jiā）工，在進行逆銑削（xuē）加工時，根據前述的分析，刀具趨向於接近工件，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（jìn）刀（dāo）具。

(3)當工具繼續進行加工而（ér）圖3中 E所示（shì）的部分即將被切掉時，由於 E沒有被支（zhī）承而趨向於（yú）接近工具，因此，在 E被切掉的時刻， E緊密地接近工具，而工具被夾緊，從（cóng）而產生撞刀（dāo）。

綜合以上分析，本工藝不應優先使用順銑加工（gōng），而應先使用（yòng）反銑留餘量加工（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（sǔn），並（bìng）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（yòng）G41 （與選擇順銑削模（mó）式時的工（gōng）具半徑向左補償（cháng）相對應）和G42 （與選擇逆銑削模式時的（de）工具半徑向右補償相對應）代碼，能夠容易地設置這些代碼（mǎ）。但編程時應考慮不同的銑削方式對加工餘量的實際影響，以保證工件的尺寸精度（dù）。立（lì）銑刀在切削阻（zǔ）力的作用下，由於（yú）刀體、刀柄和（hé）主軸等部件的剛度不同，會出現不（bú）同程度的彎曲變形。在順（shùn）銑過程中，由於刀具與工件之間存在（zài）一定的距離，使刀具的（de）實際加工餘（yú）量比理論餘（yú）量要（yào）大，這（zhè）就是所謂的（de）“讓刀”和“欠切”；逆銑過程中，刀具傾向於接近工件，使實際加（jiā）工的餘量比（bǐ）理論餘量小，從而導致“啃（kěn）刀”和“過（guò）切”。當刀具（jù）直徑較小，刀（dāo）杆長度較長，剛度較小時，這種效應更為顯著。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（jìng）補償值（zhí）進行理論上的校正。在G41數控係統中，采用較小的刀（dāo）具半徑（jìng）補償值來（lái）消除“讓刀”餘量；在G42數控係統（tǒng）中，采用較大的刀具半徑補償值來消除“啃刀”餘量（liàng）。5 結束語

金屬切削加工是一個複（fù）雜的切削過（guò）程，切削刀具和被切削材料之間存在著複（fù）雜的相互作用（yòng），切削用量、刀（dāo）具（jù）材料、刀具幾何角（jiǎo）度、刀具夾具、切削用量以及切削液都會對切削加工過程造成不同程度的影響。在特定的數（shù）控龍門銑床加工過程（chéng）中，采用不同的銑削方（fāng）法可以獲得不同的結果。深入（rù）了解順、逆銑削加工方式的特點，對數控加工和編程有著十分重要的意義。