數控龍門銑床加工（gōng）中（zhōng）順銑、逆銑的選擇與編程指令（lìng）的應用

數控龍門銑床銑削過程中，順、逆兩種銑削方（fāng）向（xiàng）的（de）選取是一項（xiàng）重要的技術問題，它的選取對零件的精度及表麵（miàn）質量有很大的影（yǐng）響。

周銑加（jiā）工也可（kě）劃分為順銑削加工和反銑削加工。在銑削過程中，當銑刀以（yǐ）與工件進給方向相同的速度和方（fāng）向切入工件中時，就是順銑削（xuē）；在銑削過程中，刀具以與進給方向相反的速度和方向切入（rù）工件，這樣的（de）銑削方法叫做逆向銑削。

圖 1 順銑和逆銑

1 數控龍門銑（xǐ）床（chuáng）順銑和逆銑的（de）銑削過程分析（xī）

1.1 順銑加工的特點

順銑的優點是：從最大切削量到最小切削量為0，刀（dāo）片不打滑，刀具壽命長（zhǎng），加工表麵光潔度好；在順銑時，豎直銑削分力（在圖1中（zhōng）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（ér）可以（yǐ）更可靠地夾持工件（jiàn）；機床在順銑時功耗小（xiǎo）。

順銑的缺點是：對有硬表麵的零（líng）件無法進行銑削；在（zài）機（jī）床的進給絲杠與螺母之間（jiān）存在（zài）間隙的情況（kuàng）下，數控龍門（mén）銑床的進給絲杠會在機（jī）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（yú），切削厚度由零至最大值變化，刀片與（yǔ）工件（jiàn）接觸後不會立即進入金屬層內，而是會在工件表麵上滑動一段（duàn）較短的距離（lí），在此期間，劇烈的（de）摩擦會（huì）產（chǎn）生較高的熱量，且容易在被加工表麵上形成硬化層，使刀具的耐久性下降，進而影響被加工表麵的加（jiā）工（gōng）品質；-在反向銑削時，產生豎直向（xiàng）上銑（xǐ）削分力（在圖1中反向銑削的力 FN)，該銑削分（fèn）力具有將（jiāng）工件（jiàn）抬起並破壞其定位的傾（qīng）向，該銑削分力（lì）包括：機床在逆銑時功耗很高（gāo）。

逆銑的優點是：可以對有（yǒu）硬表（biǎo）麵（miàn）的工件（jiàn）進行逆銑；當工作台絲（sī）杆螺母進給（gěi）機構存在間隙時，數控（kòng）龍門銑床工作台在加工時不會產生擺動。

1.3 順銑與逆銑（xǐ）時（shí）工具的應力分析在圖2中示出，在順銑時，在（zài）工具上的工件作用力是（shì）這樣的，即，在工具上的作用（yòng）力是這（zhè）樣的，即（jí），在（zài）順銑時，在工（gōng）具上（shàng）的作用力是這（zhè）樣的：

在數控龍門（mén）銑（xǐ）床逆銑過程中，由於（yú）刀具上的螺旋槽，工件在刀具上的作用力使刀具（jù）有向工件接近的傾向。

圖2銑削（xuē）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（dòng）的 CNC機床，其間隙可通過（guò）預加載的方法完全消除。在 CNC機床及具備順銑（xǐ）機構的數控龍門銑床中，優選順（shùn）銑時的工具耐久性高、表麵（miàn）加工品質好、且動力（lì）消耗少。但（dàn）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，必須對其進行相關性分析。

在普通銑（xǐ）床上，由於（yú）絲杠、螺母副存在橫向間隙，為避免（miǎn）工作台偏移，確保銑削加工的順利進行，普遍采用反向銑（xǐ）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（cǎi）用順銑（xǐ）工（gōng）藝。

3 數控龍門銑床實例分析

如圖3所示，是表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銑床加工出圖中的粗實線外形，請（qǐng）對該加工內容（róng）的加工模式進行分析，並指出（chū）工具的移動方向（xiàng）。基於前麵的分析，在 CNC機床中（zhōng）優選順銑削法。該零（líng）件的加工，如果采用順銑法（fǎ），其（qí）銑刀路徑為 D→ C→ B→ A。但是，在實際生產中，經常會（huì）發（fā）生“打刀（dāo）”現象（xiàng），這是為什麽？。對其產生的原因進行了分析。

圖3加工實例（lì）

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

在加工期間，工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（shàng）進行切（qiē）削的情況（kuàng）下，該（gāi）部分為（wéi）順銑加工，但該部分為逆（nì）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 E表示），進（jìn）行逆銑削加工，在進行逆銑削加工時，根據前述的（de）分（fèn）析，刀具趨向於接近工（gōng）件，同樣地，要被切斷的坯料的一部分（在（zài）圖3中用 E表示），根據力和反力（lì）的特性，也趨向於（yú）接近刀具。

(3)當工具繼續進（jìn）行加工而（ér）圖（tú）3中 E所（suǒ）示的（de）部分即將被（bèi）切（qiē）掉（diào）時，由於（yú） E沒有（yǒu）被支承而（ér）趨（qū）向於接近工（gōng）具（jù），因此，在 E被（bèi）切掉的時刻， E緊密地接近工具，而工具被夾緊（jǐn），從而產生撞刀。

綜合以上分析，本（běn）工藝不應優先使用順銑加工，而應先使用（yòng）反銑留餘量加工（A→ B→ C→ D)，然後再使用順（shùn）銑加工（D→ C→ B→ A)，以確保在加工中不會產生刀具磨損，並確保工件的表麵質（zhì）量。

4 數控（kòng）龍門銑床編程中（zhōng）順銑和逆銑的選擇

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相對（duì）應）和G42 （與選擇逆銑削模式時的工具半徑向右補償相（xiàng）對應）代碼，能夠容易地設置這些（xiē）代碼。但編程時應考慮不同的銑削方式對加工餘（yú）量的實際影響，以保（bǎo）證工件的尺寸精度。立（lì）銑刀在切削（xuē）阻力的作用下，由（yóu）於刀體、刀柄和主軸等部件的剛（gāng）度不同，會出現不同程度的彎曲變（biàn）形。在順銑過程中，由於刀具與工件之間存在一定的距離，使刀具的實際（jì）加工餘量比理論餘量要（yào）大，這就是所謂的“讓刀”和（hé）“欠切”；逆銑過程中，刀具傾向於接（jiē）近（jìn）工件，使實際加工的餘（yú）量（liàng）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，剛度較小時（shí），這（zhè）種效應更為顯著。因此，實際加工（gōng）過程中，采用G41、G42指令進行編程（chéng）時，必須對刀具半徑補償值進行理論上的校正。在G41數控係統中，采用較小的刀具半徑補償（cháng）值來消除“讓（ràng）刀”餘量；在（zài）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（jīn）屬切削加工是（shì）一個複雜的（de）切削（xuē）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（dāo）具幾何角度、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（tóng）程度的（de）影響。在（zài）特（tè）定的數控龍門銑床加工（gōng）過程中，采用不同的（de）銑削方法可以獲得不同的結（jié）果（guǒ）。深入了解順、逆銑削加工方式的特點，對數控（kòng）加工和編程有著十分重要的意義。