數(shù)控銑削中過(guò)切現(xiàn)象分析

沈華

[摘 要] 分析了數(shù)控銑削過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象的原因，并提出相應(yīng)的解決方案。

[關(guān) 鍵 詞] 過(guò)切現(xiàn)象；數(shù)控銑床；數(shù)控切削；刀具補(bǔ)償

[中圖分類號(hào)] TG547 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）05-0086-01

數(shù)控機(jī)床雖然具有加工精度高、適用性強(qiáng)、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，但在加工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不能像普通機(jī)床那樣隨時(shí)地進(jìn)行人為調(diào)整，一個(gè)很小的疏忽都會(huì)出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象，直接影響工件加工精度，甚至報(bào)廢產(chǎn)品，因此必須考慮到每一個(gè)細(xì)節(jié)，確保加工過(guò)程準(zhǔn)確無(wú)誤。

一、加工拐角時(shí)產(chǎn)生過(guò)切的原因及解決方案

（一）加工內(nèi)角交接處引起的過(guò)切

如圖1所示，在銑削輪廓內(nèi)角時(shí)可能產(chǎn)生過(guò)切，其原因分析如下：

1.當(dāng)銑刀加工至B點(diǎn)時(shí)，銑刀與工件的接觸面積增大，切削力也隨之增大，過(guò)拐角時(shí)由銑兩面變成銑一面，切削力減小，恢復(fù)工藝系統(tǒng)彈性變形，導(dǎo)致刀具向工件加工表面內(nèi)側(cè)變形，產(chǎn)生過(guò)切。

2.當(dāng)進(jìn)給速度較高時(shí)，由于慣性力也可導(dǎo)致刀具過(guò)切。

解決方案：

1.選擇剛性好，抗震及熱變形小的短柄刀具，如高速鋼立銑刀。實(shí)驗(yàn)證明，它不但能提高加工品質(zhì)，還可降低加工的成本。

2.采取分級(jí)編程控制進(jìn)給速度。如圖1所示，將AB和BC段均分AX、XB和BY、YC其中AX、YC段為正常速度，XB、BY段為低速（一般不超正常速度的），XB、BY的距離長(zhǎng)度宜選為（1.2～2）R，R為刀具半徑。當(dāng)?shù)毒甙霃捷^大或AB、BC夾角較小時(shí)，低速段的進(jìn)給速度應(yīng)進(jìn)一步降低。

（二）各軸速度滯后引起的過(guò)切

原因分析：加工拐角為直角的零件，而且加工路線恰好沿著兩個(gè)正交坐標(biāo)軸時(shí)，在某一坐標(biāo)伺服系統(tǒng)的位置指令輸入停止的瞬間，另一個(gè)坐標(biāo)軸伺服系統(tǒng)緊接著接受位置指令，速度瞬間從零達(dá)至指定的進(jìn)給。但在指令突然改變的瞬間，第一軸對(duì)指令位置有滯后量，而第二軸開(kāi)始加速時(shí)，第一軸并未到達(dá)拐點(diǎn)，因此出現(xiàn)過(guò)切。

解決方案：

1.在編程時(shí)對(duì)第一坐標(biāo)采用分級(jí)降速的辦法。

2.注意裝夾方法，避免加工路線正好沿著兩個(gè)基本點(diǎn)正交坐標(biāo)軸。

3.編程時(shí)在拐角處略作停頓。

二、建立或取消刀補(bǔ)時(shí)產(chǎn)生過(guò)切的原因及解決方案

目前數(shù)控機(jī)床均具有刀具半徑補(bǔ)償功能。在加工面的交接處不能建立和取消刀補(bǔ)，刀具的切入、切出應(yīng)選取在切線方向或延長(zhǎng)線上；反之，如刀具徑向切入，則進(jìn)入輪廓加工時(shí)運(yùn)動(dòng)方向要改變，此時(shí)切削力的大小和方向也將隨之改變，在工件表面有短暫的停留時(shí)間，因工藝系統(tǒng)的彈性變形，在工件表面會(huì)產(chǎn)生傷痕。

刀具半徑補(bǔ)償生成的過(guò)切有以下情況：

（一）內(nèi)緣補(bǔ)償過(guò)量切削

切削內(nèi)緣時(shí)，若刀具半徑大于緣角半徑，那么由于系統(tǒng)運(yùn)行命令段時(shí)就預(yù)先讀入了下面2段命令，所以當(dāng)出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)發(fā)出警示。此時(shí)，刀具會(huì)停止前進(jìn)，而停在下一個(gè)命令段的起始點(diǎn)。如果過(guò)切現(xiàn)象發(fā)生在命令段操作正在運(yùn)行時(shí)，則刀具會(huì)停在下一個(gè)命令段的終點(diǎn)，并發(fā)出警示，如圖2所示。

（二）槽補(bǔ)償時(shí)由于夾角太小過(guò)量切削

槽深小于刀具半徑或路徑的交角處太小，皆會(huì)產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象。此時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)停止運(yùn)行，如圖3所示。

本文分析了數(shù)控銑削加工中可能出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象的兩種情況和相應(yīng)的解決措施。引起過(guò)切還有其他一些因素，如夾具剛性、機(jī)床本身往返間隙等的影響，在實(shí)際加工中還要針對(duì)具體情況具體分析處理。