數(shù)控龍門(mén)銑床銑削過(guò)程中，順、逆兩種銑削方向的選取是一項(xiàng)重要的技術(shù)問(wèn)題，它的選取對(duì)零件的精度及表面質(zhì)量有很大的影響。

周銑加工也可劃分為順銑削加工和反銑削加工。在銑削過(guò)程中，當(dāng)銑刀以與工件進(jìn)給方向相同的速度和方向切入工件中時(shí)，就是順銑削；在銑削過(guò)程中，刀具以與進(jìn)給方向相反的速度和方向切入工件，這樣的銑削方法叫做逆向銑削。

圖 1 順銑和逆銑

1 數(shù)控龍門(mén)銑床順銑和逆銑的銑削過(guò)程分析

1.1 順銑加工的特點(diǎn)

順銑的優(yōu)點(diǎn)是：從最大切削量到最小切削量為0，刀片不打滑，刀具壽命長(zhǎng)，加工表面光潔度好；在順銑時(shí)，豎直銑削分力（在圖1中順銑中為 FN）總是被按壓在工作臺(tái)上，這有利于將工件定位和夾持在一起，從而可以更可靠地夾持工件；機(jī)床在順銑時(shí)功耗小。

順銑的缺點(diǎn)是：對(duì)有硬表面的零件無(wú)法進(jìn)行銑削；在機(jī)床的進(jìn)給絲杠與螺母之間存在間隙的情況下，數(shù)控龍門(mén)銑床的進(jìn)給絲杠會(huì)在機(jī)床運(yùn)行中產(chǎn)生擺動(dòng)。

1.2 逆銑加工的特點(diǎn)

逆銑加工的不足之處在于，切削厚度由零至最大值變化，刀片與工件接觸后不會(huì)立即進(jìn)入金屬層內(nèi)，而是會(huì)在工件表面上滑動(dòng)一段較短的距離，在此期間，劇烈的摩擦?xí)a(chǎn)生較高的熱量，且容易在被加工表面上形成硬化層，使刀具的耐久性下降，進(jìn)而影響被加工表面的加工品質(zhì)；-在反向銑削時(shí)，產(chǎn)生豎直向上銑削分力（在圖1中反向銑削的力 FN)，該銑削分力具有將工件抬起并破壞其定位的傾向，該銑削分力包括：機(jī)床在逆銑時(shí)功耗很高。

逆銑的優(yōu)點(diǎn)是：可以對(duì)有硬表面的工件進(jìn)行逆銑；當(dāng)工作臺(tái)絲桿螺母進(jìn)給機(jī)構(gòu)存在間隙時(shí)，數(shù)控龍門(mén)銑床工作臺(tái)在加工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)。

1.3 順銑與逆銑時(shí)工具的應(yīng)力分析在圖2中示出，在順銑時(shí)，在工具上的工件作用力是這樣的，即，在工具上的作用力是這樣的，即，在順銑時(shí)，在工具上的作用力是這樣的：

在數(shù)控龍門(mén)銑床逆銑過(guò)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傾向。

圖2銑削時(shí)刀具的受力分析

2 數(shù)控龍門(mén)銑床加工時(shí)順銑與逆銑的選擇分析

滾珠絲杠傳動(dòng)的 CNC機(jī)床，其間隙可通過(guò)預(yù)加載的方法完全消除。在 CNC機(jī)床及具備順銑機(jī)構(gòu)的數(shù)控龍門(mén)銑床中，優(yōu)選順銑時(shí)的工具耐久性高、表面加工品質(zhì)好、且動(dòng)力消耗少。但是，在一些特殊的切削條件下，需要進(jìn)行反向切削。因此在選擇順、逆銑削加工方式前，必須對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性分析。

在普通銑床上，由于絲杠、螺母副存在橫向間隙，為避免工作臺(tái)偏移，確保銑削加工的順利進(jìn)行，普遍采用反向銑削加工。但對(duì)切削用量少，表面質(zhì)量要求好的Al-Mg合金，可以采用順銑工藝。

3 數(shù)控龍門(mén)銑床實(shí)例分析

如圖3所示，是表示一道工序的加工內(nèi)容的說(shuō)明圖，坯料是正方形的，現(xiàn)在要用 CNC銑床加工出圖中的粗實(shí)線外形，請(qǐng)對(duì)該加工內(nèi)容的加工模式進(jìn)行分析，并指出工具的移動(dòng)方向。基于前面的分析，在 CNC機(jī)床中優(yōu)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(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生“打刀”現(xiàn)象，這是為什么？。對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析。

圖3加工實(shí)例

(1)當(dāng)工具從點(diǎn) D到 C并沿上述圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)，工具從點(diǎn) D運(yùn)動(dòng)到 C。

在加工期間，工具進(jìn)給從零逐步增加，直到整個(gè)工具周邊被切割。

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

對(duì)于要被切斷的部件的坯料的一部分（在圖3中用 E表示），進(jìn)行逆銑削加工，在進(jìn)行逆銑削加工時(shí)，根據(jù)前述的分析，刀具趨向于接近工件，同樣地，要被切斷的坯料的一部分（在圖3中用 E表示），根據(jù)力和反力的特性，也趨向于接近刀具。

(3)當(dāng)工具繼續(xù)進(jìn)行加工而圖3中 E所示的部分即將被切掉時(shí)，由于 E沒(méi)有被支承而趨向于接近工具，因此，在 E被切掉的時(shí)刻， E緊密地接近工具，而工具被夾緊，從而產(chǎn)生撞刀。

綜合以上分析，本工藝不應(yīng)優(yōu)先使用順銑加工，而應(yīng)先使用反銑留余量加工（A→ B→ C→ D)，然后再使用順銑加工（D→ C→ B→ A)，以確保在加工中不會(huì)產(chǎn)生刀具磨損，并確保工件的表面質(zhì)量。

4 數(shù)控龍門(mén)銑床編程中順銑和逆銑的選擇

在 NC編程中，通過(guò)使用G41 （與選擇順銑削模式時(shí)的工具半徑向左補(bǔ)償相對(duì)應(yīng)）和G42 （與選擇逆銑削模式時(shí)的工具半徑向右補(bǔ)償相對(duì)應(yīng)）代碼，能夠容易地設(shè)置這些代碼。但編程時(shí)應(yīng)考慮不同的銑削方式對(duì)加工余量的實(shí)際影響，以保證工件的尺寸精度。立銑刀在切削阻力的作用下，由于刀體、刀柄和主軸等部件的剛度不同，會(huì)出現(xiàn)不同程度的彎曲變形。在順銑過(guò)程中，由于刀具與工件之間存在一定的距離，使刀具的實(shí)際加工余量比理論余量要大，這就是所謂的“讓刀”和“欠切”；逆銑過(guò)程中，刀具傾向于接近工件，使實(shí)際加工的余量比理論余量小，從而導(dǎo)致“啃刀”和“過(guò)切”。當(dāng)?shù)毒咧睆捷^小，刀桿長(zhǎng)度較長(zhǎng)，剛度較小時(shí)，這種效應(yīng)更為顯著。因此，實(shí)際加工過(guò)程中，采用G41、G42指令進(jìn)行編程時(shí)，必須對(duì)刀具半徑補(bǔ)償值進(jìn)行理論上的校正。在G41數(shù)控系統(tǒng)中，采用較小的刀具半徑補(bǔ)償值來(lái)消除“讓刀”余量；在G42數(shù)控系統(tǒng)中，采用較大的刀具半徑補(bǔ)償值來(lái)消除“啃刀”余量。5 結(jié)束語(yǔ)

金屬切削加工是一個(gè)復(fù)雜的切削過(guò)程，切削刀具和被切削材料之間存在著復(fù)雜的相互作用，切削用量、刀具材料、刀具幾何角度、刀具夾具、切削用量以及切削液都會(huì)對(duì)切削加工過(guò)程造成不同程度的影響。在特定的數(shù)控龍門(mén)銑床加工過(guò)程中，采用不同的銑削方法可以獲得不同的結(jié)果。深入了解順、逆銑削加工方式的特點(diǎn)，對(duì)數(shù)控加工和編程有著十分重要的意義。