CNC加工顺铣和逆铣的选择及编程指令的应用.docx

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1、铳刀一般是多刃刀具，由于同时参加切削的齿多、切削刃长，并能采用较高的切削速度，故生产率高。应用不同铳刀可以加工平面、沟槽、台阶等，也可以加工齿轮、螺纹、花键轴的齿形及各种成形表面。铳刀的结构以可转位铳刀为例：1）主要几何角度铳刀有一个主偏角和两个前角，一个叫轴向前角，一个叫径向前角。径向前角Yf和轴向前角冲，径向前角Yf主要影响切削功率；轴向前角YP则影响切屑的形成和轴向力的方向，当YP为正值时切屑即飞离加工面。前角中置前角（前刀面接触面）负前角：用于钢、钢合金、不锈钢、铸铁。正前角：用于粘性材料和一些高温合金。前角中置：用于车螺纹、割槽、仿形车和成形刀。负前角正前角尽可能采用负前角。2）铳刀

2、几何形状首先是：正角-正角切削轻快，排屑顺利但切削刃强度较差。适用于加工软材料和不锈钢、耐热钢、普通钢和铸铁等。在小功率机床、工艺系统刚性不足、以及有积屑瘤产生时应优先选用该形式。优势：+平滑切削+排屑顺畅+良好的表面粗糙度劣势：- 切削刃强度。- 不利于切入接触。- 工件脱离机床工作台。其次是：负角-负角抗冲击能力强，采用负型刀片，适用于粗铳铸钢、铸铁和高硬度、高强度钢。但铳削功率消耗大，需要极好的工艺系统刚性。优势：+切削刃强度+生产率+把工件推向机床工作台劣势：-切削力更大-切屑阻塞最后是：正角-负角切削刃抗冲击性能较强，切削刃也较锋利。适用于加工钢、铸钢和铸铁。大余量铳削时，效果也较好

3、优势：+排屑顺畅+有利的切削力+应用范围较广3）铳刀齿距1）密齿：高速进给，铳削力较大，容屑空间小。2）标准齿：常规进给速度、铳削力和容屑空间。3）疏齿：低速进给，铳削力较小，容屑空间大。如果铳刀未安装专用的修光刃刀片，则表面粗糙度取决于每转进给量是否超过了刀片修光刃平面宽度。示例：铳槽&轮廓铳齿数：疏齿或标准齿用于铳槽（安全）密齿用于轮廓铳（生产率）铳刀的种类和用途铳刀的类型按刀齿结构可分为尖齿铳刀和铲齿铳刀。按刀齿和铳刀的轴线的相对位置可分为圆柱形铳刀、角度铳刀、面铳刀、成形铳刀等。按刀齿形状可分为直齿铳刀、螺旋齿铳刀、角形齿铳刀曲线齿铳刀。按刀具结构可分为整体铳刀、组合铳刀、成组或成套铳

4、刀、镶齿铳刀、机夹焊接铳刀、可转位铳刀等。但通常还是以切削刀齿背加工形式来分。尖齿铳刀可分为下列种类：（1）面铳刀有整体面铳刀、镶齿面铳刀、机夹可转位面铳刀等用于粗、半精、精加工各种平面、台阶面等。（2）立铳刀用于铳削台阶面、侧面、沟槽凹、工件上各种形状的孔及内外曲线表面等。立铳刀如果简易区分，可以分为左旋和右旋两大类。现在很多人还对左旋和右旋没有概念。右旋铳刀首先，判定刀具是左旋还是右旋可以依据以下方法。面对竖直放的铳刀，刃槽如果是从左下方往右上方上升，这就是右旋；刃槽如果是从右下方往左上方上升，这就是左旋。右旋也可用右手定则，弯曲的四指为旋向，撬起的姆指为上升方向为右旋。螺旋刃槽是起容屑的

5、作用，也是组成铳刀前角和前面的部分。MC322冏胃一通用更硬质合金优加MC322 Advance UrWersalToei力员 MC M2-U QA4-WJWTF左旋铳刀左旋铳刀，i般情况都是在高精度加工的需求下才选择的一种刀具，左旋铳刀一般用在手机按键加工，薄膜开关面板，液晶面板，亚克力镜片等精加工。但有一些要求高的，特别是一些手机按键或都说电器面板的制作与加工，精度高光洁度要求也很高，就要选择下排削的，左转，这样就避免了刀口发白，加工件切口蹦边等现象。左旋螺纹右旋螺纹（3）键槽铳刀用于铳削键槽等。（4）槽铳刀和锯片铳刀用于铳削各种槽、侧、台阶面及锯断等。（5）专用槽铳刀用于铳削各种特殊槽形

6、，有形槽铳刀、半月键槽铳刀、燕尾槽铳刀等。（6）角度铳刀用于铳削刀具的直槽、螺旋槽等。（7）模具铳刀用于铳削各种模具的凸、凹成形面等。（8）成组铳刀将数把铳刀组合成一组铳刀，用于铳削复杂的成形面、大型零件不同部位的表面和宽平面等。铲齿铳刀：一些要求重磨前面后仍保持原有截形的铳，它们的后面用铲齿形式，包括圆盘槽铳刀、凸半圆、凹半圆铳刀、双角度铳刀、成形铳刀等。顺铳与逆铳相对于工件的进给方向和铳床铳刀的旋转方向有两种方式：第一种是顺铳，铳刀的旋转方向和切削的进给方向是相同的，在开始切削时铳刀就咬住工件并切下最后的切屑。顺铳第二种是逆铳，铳刀的旋转方向和切削的进给方向是相反的，铳刀在开始切削之前必须

7、在工件上滑移一段，以切削厚度为零开始，到切削结束时切削厚度达到最大。逆铳在三面刃铳刀、某些立铳或面铳时，切削力有不同方向。面铳时，铳刀正好在工件的外侧，切削力的方向更应特别注意。顺铳时，切削力将工件压向工作台,逆铳时切削力使工件离开工作台。由于顺铳的切削效果最好，通常首选顺铳，只有当机床存在螺纹间隙问题或者有顺铳解决不了的问题时，才考虑逆铳。在理想状况下，铳刀直径应比工件宽度大，铳刀轴心线应该始终和工件中心线稍微离开一些距离。当刀具正对切削中心放置时，极易产生毛刺。切削刃进入切削和退出切削时径向切削力的方向将不断变化，机床主轴就可能振动并损坏，刀片可能碎裂而加工表面将十分粗糙，铳刀稍微偏离中心

8、，切削力方向将不再波动铳刀将会获得一种预载荷。我们可以把中心铳削比做在马路中心开车。铳刀刀片每一次进入切削时，切削刃都要承受冲击载荷，载荷大小取决于切屑的横截面、工件材料和切削类型。切入切出时，切削刃和工件之间是否能正确咬合是一个重要方向。当铳刀轴心线完全位于工件宽度外侧时，在切入时的冲击力是由刀片最外侧的刀尖承受的，这将意味着最初的冲击载荷由刀具最敏感的部位承受。铳刀最后也是以刀尖离开工件，也就是说刀片从开始切削到离开，切削力一直作用在最外侧的刀尖上，直到冲击力卸荷为止。当铳刀的中心线正好位于工件边缘线上时，当切屑厚度达到最大时刀片脱离切削，在切入切出时冲击载荷达到最大。当铳刀轴心线位于工件

9、宽度之内时，切入时的最初冲击载荷沿切削刃由距离最敏感刀尖较远的部位承受，而且在退刀时刀片比较平稳的退出切削。对于每一个刀片来说，当要退出切削时切削刃离开工件的方式是重要的。接近退刀时剩余的材料可能使刀片间隙多少有所减少。当切屑脱离工件时沿刀片前刀面将产生一个瞬时拉伸力并且在工件上常常产生毛刺。这个拉伸力在危险情况下危及切屑刃安全。顺铳与逆铳对比表项目顺铳逆铳切削厚度从大到小从小到大滑行现象无有刀具磨损慢快件表面冷硬现象无有对工件作用压紧抬起消除丝杆与螺母间隙否是振动大小损耗能量小大5%至15%表面粗糙度好差适用场合精加工粗加工数控机床加工中顺铳、逆铳的选择与编程指令的应用数控机床铳削过程中，顺

10、、逆两种铳削方向的选取是一项重要的技术问题,它的选取对零件的精度及表面质量有很大的影响。周铳加工也可划分为顺铳削加工和反铳削加工。在铳削过程中，当铳刀以与工件进给方向相同的速度和方向切入工件中时.，就是顺铳削;在铳削过程中，刀具以与进给方向相反的速度和方向切入工件，这样的铳削方法叫做逆向铳削。图1顺铳和逆铳1数控机床顺铳和逆铳的铳削过程分析1.1 顺铳加工的特点顺铳的优点是：从最大切削量到最小切削量为0,刀片不打滑，刀具寿命长,加工表面光洁度好;在顺铳时，竖直铳削分力（在图1中顺铳中为FN）总是被按压在工作台上，这有利于将工件定位和夹持在一起，从而可以更可靠地夹持工件;机床在顺铳时功耗小。顺铳

11、的缺点是：对有硬表面的零件无法进行铳削;在机床的进给丝杠与螺母之间存在间隙的情况下，数控机床的进给丝杠会在机床运行中产生摆动。1.2 逆铳加工的特点逆铳加工的不足之处在于，切削厚度由零至最大值变化，刀片与工件接触后不会立即进入金属层内，而是会在工件表面上滑动一段较短的距离，在此期间，剧烈的摩擦会产生较高的热量，且容易在被加工表面上形成硬化层，使刀具的耐久性下降，进而影响被加工表面的加工品质;-在反向铳削时，产生竖直向上铳削分力（在图1中反向铳削的力FN）,该铳削分力具有将工件抬起并破坏其定位的倾向，该铳削分力包括：机床在逆铳时功耗很高。逆铳的优点是：可以对有硬表面的工件进行逆铳;当工作台丝杆螺

12、母进给机构存在间隙时，数控机床工作台在加工时不会产生摆动。1.3 顺铳与逆铳时工具的应力分析在图2中示出，在顺铳时，在工具上的工件作用力是这样的，即，在工具上的作用力是这样的，即，在顺铳时，在工具上的作用力是这样的：在数控机床逆铳过程中，由于刀具上的螺旋槽，工件在刀具上的作用力使刀具有向工件接近的倾向。图2铳削时刀具的受力分析2数控机床加工时顺铳与逆铳的选择分析滚珠丝杠传动的CNC机床，其间隙可通过预加载的方法完全消除。在CNC机床及具备顺铳机构的数控机床中，优选顺铳时的工具耐久性高、表面加工品质好、且动力消耗少。但是，在一些特殊的切削条件下，需要进行反向切削。因此在选择顺、逆铳削加工方式前，

13、必须对其进行相关性分析。在普通铳床上，由于丝杠、螺母副存在横向间隙，为避免工作台偏移，确保铳削加工的顺利进行，普遍采用反向铳削加工。但对切削用量少，表面质量要求好的Al-Mg合金，可以采用顺铳工艺。3数控机床实例分析如图3所示，是表示一道工序的加工内容的说明图，坯料是正方形的，现在要用CNC铳床加工出图中的粗实线外形，请对该加工内容的加工模式进行分析，并指出工具的移动方向。基于前面的分析，在CNC机床中优选顺铳削法。该零件的加工，如果采用顺铳法，其铳刀路径为DCBAo但是，在实际生产中，经常会发生“打刀”现象，这是为什么？。对其产生的原因进行了分析。图3加工实例(1)当工具从点D到C并沿上述圆

14、弧运动时，工具从点D运动到Co在加工期间，工具进给从零逐步增加，直到整个工具周边被切割。(2)在刀具的整周上进行切削的情况下，该部分为顺铳加工，但该部分为逆铳加工。对于要被切断的部件的坯料的一部分(在图3中用E表示)，进行逆铳削加工，在进行逆铳削加工时，根据前述的分析，刀具趋向于接近工件，同样地，要被切断的坯料的一部分(在图3中用E表示)，根据力和反力的特性，也趋向于接近刀具。(3)当工具继续进行加工而图3中E所示的部分即将被切掉时，由于E没有被支承而趋向于接近工具，因此，在E被切掉的时刻，E紧密地接近工具，而工具被夹紧，从而产生撞刀。综合以上分析，本工艺不应优先使用顺铳加工，而应先使用反铳留

15、余量加工(ABCD),然后再使用顺铳加工(DtCtBtA),以确保在加工中不会产生刀具磨损，并确保工件的表面质量。4数控机床编程中顺铳和逆铳的选择在NC编程中，通过使用G41(与选择顺铳削模式时的工具半径向左补偿相对应)和G42(与选择逆铳削模式时的工具半径向右补偿相对应)代码，能够容易地设置这些代码。但编程时应考虑不同的铳削方式对加工余量的实际影响，以保证工件的尺寸精度。立铳刀在切削阻力的作用下，由于刀体、刀柄和主轴等部件的刚度不同，会出现不同程度的弯曲变形。在顺铳过程中，由于刀具与工件之间存在一定的距离，使刀具的实际加工余量比理论余量要大，这就是所谓的“让刀”和“欠切”;逆铳过程中，刀具倾向于接近工件，使实际加工的余量比理论余量小，从而导致“啃刀”和过切当刀具直径较小，刀杆长度较长，刚度较小时，这种效应更为显著。因此，实际加工过程中，采用G41、G42指令进行编程时，必须对刀具半径补偿值进行理论上的校正。在G41数控系统中，采用较小的刀具半径补偿值来消除“让刀”余量；在G42数控系统中，采用较