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淺析數(shù)控銑床加工中的過切現(xiàn)象
泰州機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 趙建軍 2020/1/15 11:07:20
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床在機械加工領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，逐漸成為機械制造業(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)點在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用，如自動化、智能化以及效率化，但是過切現(xiàn)象在所難免，現(xiàn)專門進行詳細的解析。
關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；加工；過切現(xiàn)象
在現(xiàn)代化工業(yè)加工中數(shù)控機床獲得廣泛的應(yīng)用，其具有一系列優(yōu)點，如高自動化程度、高加工精確度以及強零件適應(yīng)性，數(shù)控銑床便是重要一類。但是，數(shù)控銑床在實際加工過程中受各種因素的影響造成“過切”的可能性較大，即所謂的切削過量，從而會對加工精度造成直接影響，嚴重情況下極易造成加工產(chǎn)品報廢[1]。
1、加工拐角時的過切
1.1內(nèi)角交接處
在銑削零件的過程中，輪廓內(nèi)角極易出現(xiàn)過切的情況，原因主要體現(xiàn)在兩方面。一方面，銑刀運動到內(nèi)角交接處時，隨著銑與工件之間的接觸面積的增加，切削力也會出現(xiàn)相應(yīng)的增大，緊接著，在過拐角時，切削力會由之前的銑兩面突然變成銑一面，而且，此時的面積會出現(xiàn)相繼減小，然后，工藝系數(shù)的彈性會發(fā)生變形并逐漸恢復(fù)，與此同時，會導(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)的作用以及高進給速度會使刀具過切受到運動慣性的作用和影響。
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，事實表明盡管這樣會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，充分利用進給速度的分級編程。
1.2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，另一坐標(biāo)軸伺服系統(tǒng)會緊挨著其接受位置，這樣能夠使指令在第一時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，第一軸在達成指令位置的過程中難免會誘發(fā)滯后量，最終導(dǎo)致在第二軸加速過程中因為第一軸未及時到達拐點而滋生過切現(xiàn)象。
解決措施：使用分級降速法對第一坐標(biāo)軸進行編程，或者借助程序轉(zhuǎn)段時所具有的功能，即自動加速或減速；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，要注意保持兩個正交坐標(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]。
2、建立或撤消刀補過程中所導(dǎo)致的過切現(xiàn)象
2.1路徑不正確
當(dāng)前數(shù)控銑床均能操縱自動化刀具半徑補償功能這一指令，但是，在加工面的交接處，通常很難迅速實現(xiàn)刀具的建立與撤消刀補的指令，對此，需要在切面方向或者在延長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�，就會在進入輪廓之后使加工初期的運動方向發(fā)生改變，與此同時，切削刀的大小和方向也會發(fā)生改變，而此時在工件的表面也會出現(xiàn)短暫的停留現(xiàn)象。此外，因為受到工藝系統(tǒng)自身彈性變化的影響，所以工件表面會出現(xiàn)或多或少的傷痕，舉例而言，在加工內(nèi)型面的過程中，如果在加工面的交接位置無法迅速實現(xiàn)對刀補的建立與撤消指令，就需要采用圖1方式予以解決。
圖1刀補建立或撤消方式
2.2不能正確使用指令
在建立自動刀具補償后，關(guān)于與刀補平面內(nèi)運動坐標(biāo)無關(guān)的程序段不能連續(xù)插入兩個及其以上。關(guān)于自動刀補功能的建立，在采用G40、G41、G42指令時應(yīng)用注意：不含插補平面坐標(biāo)程序段在連續(xù)使用時，為避免造成過切，應(yīng)該將指示下一刀具運動方面的坐標(biāo)指示不應(yīng)該插入到不含插補平面坐標(biāo)中[3]。
3、B型刀補銑削外輪廓時產(chǎn)生的過切
在這類輪廓尖點時，系統(tǒng)可采用圓弧的方式來連接刀具中心軌跡段，如此一來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，以此會形成過切。
解決措施：在開展切削加工時可人工使用直線過渡編程的方式。
4、加工工藝處理工作存在局限性
目前，在加工工藝過程中，難免會產(chǎn)生過切問題，在加工路線和選擇加工余量等過程中均存在一定的問題。其一，在銑削非直線輪廓時，對于外圓的銑削，應(yīng)注意讓刀沿著切線方向順利進入圓弧銑削，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，必須沿著切線的方向正確退出，這樣才能避免出現(xiàn)取消補刀所導(dǎo)致的過切問題；其次，在銑削內(nèi)圓弧的過程中，應(yīng)注意沿著切線方向?qū)嵤┣腥肱c切出，此時，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始銑，接著（未完，下一頁）
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