趙建軍

摘要： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，逐漸成為機(jī)械制造業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備。盡管數(shù)控銑床憑借自身一系列優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用，如自動(dòng)化、智能化以及效率化，但是過(guò)切現(xiàn)象在所難免，現(xiàn)專門進(jìn)行詳細(xì)的解析。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控銑床;加工;過(guò)切現(xiàn)象

在現(xiàn)代化工業(yè)加工中數(shù)控機(jī)床獲得廣泛的應(yīng)用，其具有一系列優(yōu)點(diǎn)，如高自動(dòng)化程度、高加工精確度以及強(qiáng)零件適應(yīng)性，數(shù)控銑床便是重要一類。但是，數(shù)控銑床在實(shí)際加工過(guò)程中受各種因素的影響造成“過(guò)切”的可能性較大，即所謂的切削過(guò)量，從而會(huì)對(duì)加工精度造成直接影響，嚴(yán)重情況下極易造成加工產(chǎn)品報(bào)廢[1]。

加工拐角時(shí)的過(guò)切

內(nèi)角交接處

在銑削零件的過(guò)程中，輪廓內(nèi)角極易出現(xiàn)過(guò)切的情況，原因主要體現(xiàn)在兩方面。一方面，銑刀運(yùn)動(dòng)到內(nèi)角交接處時(shí)，隨著銑與工件之間的接觸面積的增加，切削力也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的增大，緊接著，在過(guò)拐角時(shí)，切削力會(huì)由之前的銑兩面突然變成銑一面，而且，此時(shí)的面積會(huì)出現(xiàn)相繼減小，然后，工藝系數(shù)的彈性會(huì)發(fā)生變形并逐漸恢復(fù)，與此同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致刀具向工件加工表面的內(nèi)側(cè)變形，最終引發(fā)過(guò)切現(xiàn)象。另一方面，通常，大慣性和大增益系統(tǒng)的作用以及高進(jìn)給速度會(huì)使刀具過(guò)切受到運(yùn)動(dòng)慣性的作用和影響。

解決措施：其一，選擇短柄刀具，即具有良好的剛性、抗震、熱變形小，如高速鋼立銑刀，事實(shí)表明盡管這樣會(huì)額外增加一些刀具的成本，卻能在最大限度確保加工質(zhì)量，從整體上降低加工成本。其二，充分利用進(jìn)給速度的分級(jí)編程。

各軸速度滯后特性

如果所加工的零件拐角為直角，且加工路線與兩個(gè)正交坐標(biāo)軸相關(guān)相符，將指令停止瞬間輸入在某一定位坐標(biāo)軸上形成伺服系統(tǒng)位置，此時(shí)，另一坐標(biāo)軸伺服系統(tǒng)會(huì)緊挨著其接受位置，這樣能夠使指令在第一時(shí)間從零瞬間加速到指定速度。不可忽視的是，在指令突然改變那一瞬間，第一軸在達(dá)成指令位置的過(guò)程中難免會(huì)誘發(fā)滯后量，最終導(dǎo)致在第二軸加速過(guò)程中因?yàn)榈谝惠S未及時(shí)到達(dá)拐點(diǎn)而滋生過(guò)切現(xiàn)象。

解決措施：使用分級(jí)降速法對(duì)第一坐標(biāo)軸進(jìn)行編程，或者借助程序轉(zhuǎn)段時(shí)所具有的功能，即自動(dòng)加速或減速;其二，使用科學(xué)合理的裝夾方法，避免加工路線的重合性，同時(shí)，要注意保持兩個(gè)正交坐標(biāo)軸的重合關(guān)系;其三，在拐角位置，應(yīng)注意使編程能夠稍作停頓[2]。

建立或撤消刀補(bǔ)過(guò)程中所導(dǎo)致的過(guò)切現(xiàn)象

路徑不正確

當(dāng)前數(shù)控銑床均能操縱自動(dòng)化刀具半徑補(bǔ)償功能這一指令，但是，在加工面的交接處，通常很難迅速實(shí)現(xiàn)刀具的建立與撤消刀補(bǔ)的指令，對(duì)此，需要在切面方向或者在延長(zhǎng)線上精選刀具的切入與切出模式。相反的是，如果用徑向?qū)嵤┣腥氲毒撸蜁?huì)在進(jìn)入輪廓之后使加工初期的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，與此同時(shí)，切削刀的大小和方向也會(huì)發(fā)生改變，而此時(shí)在工件的表面也會(huì)出現(xiàn)短暫的停留現(xiàn)象。此外，因?yàn)槭艿焦に囅到y(tǒng)自身彈性變化的影響，所以工件表面會(huì)出現(xiàn)或多或少的傷痕，舉例而言，在加工內(nèi)型面的過(guò)程中，如果在加工面的交接位置無(wú)法迅速實(shí)現(xiàn)對(duì)刀補(bǔ)的建立與撤消指令，就需要采用圖1方式予以解決。

不能正確使用指令

在建立自動(dòng)刀具補(bǔ)償后，關(guān)于與刀補(bǔ)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)無(wú)關(guān)的程序段不能連續(xù)插入兩個(gè)及其以上。關(guān)于自動(dòng)刀補(bǔ)功能的建立，在采用G40、G41、G42指令時(shí)應(yīng)用注意：不含插補(bǔ)平面坐標(biāo)程序段在連續(xù)使用時(shí)，為避免造成過(guò)切，應(yīng)該將指示下一刀具運(yùn)動(dòng)方面的坐標(biāo)指示不應(yīng)該插入到不含插補(bǔ)平面坐標(biāo)中[3]。

B型刀補(bǔ)銑削外輪廓時(shí)產(chǎn)生的過(guò)切

在這類輪廓尖點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)可采用圓弧的方式來(lái)連接刀具中心軌跡段，如此一來(lái)可以保證在外尖角處刀具切削刃能夠始終接觸工件，尖角處能夠被銑削成圓角，以此會(huì)形成過(guò)切。

解決措施：在開(kāi)展切削加工時(shí)可人工使用直線過(guò)渡編程的方式。

加工工藝處理工作存在局限性

目前，在加工工藝過(guò)程中，難免會(huì)產(chǎn)生過(guò)切問(wèn)題，在加工路線和選擇加工余量等過(guò)程中均存在一定的問(wèn)題。其一，在銑削非直線輪廓時(shí)，對(duì)于外圓的銑削，應(yīng)注意讓刀沿著切線方向順利進(jìn)入圓弧銑削，切忌切入法線方向;初步完成加工作業(yè)后，需要讓刀具多走一段，與此同時(shí)，必須沿著切線的方向正確退出，這樣才能避免出現(xiàn)取消補(bǔ)刀所導(dǎo)致的過(guò)切問(wèn)題;其次，在銑削內(nèi)圓弧的過(guò)程中，應(yīng)注意沿著切線方向?qū)嵤┣腥肱c切出，此時(shí)，切線方向的切入必須是圓弧相且圓弧。其二，如果零件在精度方面的要求較高，則可使用兩種方式進(jìn)行加工，即粗加工、精加工。關(guān)于加工余量，取0.1–0.4mm為精加工余量;如果對(duì)凹槽的加工要求比較高，就需要選用直徑較小的立銑刀從銑槽中部開(kāi)始銑，接著，在補(bǔ)償銑削兩邊應(yīng)選用最合適的刀具半徑[4]。

結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控銑削加工過(guò)程中，受多種因素的影響會(huì)造成過(guò)切的情況，在設(shè)計(jì)零件時(shí)需嚴(yán)格按照加工工藝條件限定來(lái)科學(xué)的優(yōu)化其結(jié)果，避免造成加工質(zhì)量不佳，如過(guò)切等。同時(shí)，為避免過(guò)切需合理的選擇刀具，合理的編寫數(shù)控加工程序結(jié)構(gòu)。針對(duì)需要數(shù)控銑削加工的零件，在數(shù)據(jù)加工程序編制過(guò)程中對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝、刀具選擇、數(shù)據(jù)加工程序等因素進(jìn)行綜合考慮，確保能夠得到規(guī)定的工件形狀。另外，正確操作機(jī)床，防止機(jī)床受到的沖擊力過(guò)大或長(zhǎng)期滿負(fù)荷工作，為確保機(jī)械加工業(yè)與產(chǎn)品合格進(jìn)行定期的保養(yǎng)至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)

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