數(shù)控銑削加工中順銑和逆銑對加工表面粗糙度的影響分析

韓春林 李海

摘要：順銑和逆銑是兩種應(yīng)用廣泛的切削加工方式，在實(shí)際加工過程中需要加工需求，選擇合適的加工方式，從而提高產(chǎn)品加工的質(zhì)量和效率。本文對數(shù)控銑加工中順銑和逆銑兩種加工方式對零件表面粗糙度的影響進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑削加工;順銑;逆銑;表明粗糙度

在數(shù)控銑加工中，常用的銑削方式包括順銑和逆銑兩種，這兩種銑削方式在加工精度方面具有較大的區(qū)別，因此在實(shí)際的加工工作中，需要在充分掌握兩種切削方式特性的基礎(chǔ)上，合理的進(jìn)行加工工序的安排，從而保證加工的質(zhì)量。基于此本文對順銑和逆銑兩種數(shù)控銑削加工方式進(jìn)行了介紹，并且對這兩種加工方式對于加工表面粗糙度的影響進(jìn)行了分析。

1 ?順銑和逆銑

1.1 ?順銑

順銑是指在銑刀刀尖和工件接觸最深處，工件運(yùn)動方向和刀具旋轉(zhuǎn)方向相同的一種數(shù)控銑加工方式。在進(jìn)行順銑加工時，刀齒和切削材料之間的關(guān)系是“你追我趕”，在這種切削工藝下，切削力度減弱，隨著刀具旋轉(zhuǎn)，當(dāng)次單齒切掉的材料也會逐次減少。在順銑加工過程中，刀齒對前面的材料進(jìn)行切削，而位于后面的，沒有進(jìn)行加工的材料會擠壓刀齒背面，從而使刀具產(chǎn)生一定的彈性形變。在加工過程中，如果發(fā)生崩刃，斷齒為內(nèi)崩，然后和鐵屑一起排出。順銑加工時，切削和合力方向是向下的，從而可以一直壓緊工件。

1.2 ?逆銑

與順銑相反，逆銑是在銑刀刀尖與工件的接觸最深處，工件運(yùn)動方向與刀具旋轉(zhuǎn)方向相反的一種數(shù)控銑加工方式。在這種加工方式下，刀齒和切削材料之間的關(guān)系是“針鋒相對”，因此這種銑削方式具有速度快、切削力度大的特點(diǎn)。在加工過程中隨著刀具旋轉(zhuǎn)，當(dāng)次單刃切掉的材料逐次增加。在逆銑加工時如果發(fā)生“崩刃”，斷齒為“扎刀”，應(yīng)進(jìn)行換刀之前，應(yīng)提前取出斷刃，避免對加工造成影響。在逆銑加工過程中，切削合力的方向是向著工件上方的，因此可能會出現(xiàn)工件上浮或者是刀具下沉等情況。

1.3 ?順銑與逆銑的區(qū)別

通過對順銑和逆銑兩種銑削工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)兩種銑削工藝具有以下不同之處：

（1）相較于逆銑，順銑刀具的耐用性更高，這是由于在逆銑過程中，單齒的切削厚度會由零開始不斷增加，而刀齒刃口有圓弧半徑，這就導(dǎo)致在最開始接觸工件時，是不能夠直接切入工件的，需要在工件表面摩擦一小段距離，在摩擦過程中會產(chǎn)生大量的熱能，不僅會增大刀具的磨損速度，還會導(dǎo)致加工表面出現(xiàn)硬化，進(jìn)而造成刀具的耐用度降低。而順銑過程中不存在此過程，因此道具的磨損情況會比較輕，進(jìn)而使其刀具的耐用性更高。

（2）相較于逆銑，順銑加工過程更加穩(wěn)定。在進(jìn)行順銑加工時，銑刀作用在工件上垂直分力方向是向下的，這樣可以一直緊壓工件;逆銑過程中這一作用力則是向上的，如果出現(xiàn)工件力度不大的情況，或者是刀具與卡頭之間夾緊力不足的情況，可能會導(dǎo)致出現(xiàn)工件上移，或者是刀具下移的情況，可能會造成加工過程中出現(xiàn)周期振動，嚴(yán)重的化還會引發(fā)安全事故。

（3）在順銑過程中，容易導(dǎo)致工作臺出現(xiàn)竄動。在進(jìn)行銑削加工時，工作臺和絲杠之間的關(guān)系是相互轉(zhuǎn)動，而不會出現(xiàn)相對移動。但是在進(jìn)行順銑加工時，受到工件硬皮、切削用量產(chǎn)生的銑削力水平分力大于螺母對絲杠的推進(jìn)力時，會造成工作臺連同絲杠發(fā)生竄動;但是在逆銑加工時，由于切削力水平分力和進(jìn)給運(yùn)動的方向是相反的，因此不會導(dǎo)致這種情況發(fā)生。

（4）在同等的工作條件下，順銑消耗的功率小于逆銑。在順銑加工過程中，平均切削的厚度更大、切削變形更小，因此產(chǎn)生的工作消耗也會更低，而且排屑也更加容易。

2 ?順銑和逆銑對加工表面粗糙度的影響分析

通過研究發(fā)現(xiàn)，在一般的銑削條件之下，相較于順銑加工，采用逆銑的加工方式，加工表明的粗糙程度會更低。在轉(zhuǎn)速為n=600r/min，進(jìn)給量f=200mm/min的方法下，徑向切量分別為0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm和0.7mm時，采用順銑和逆銑兩種方式對零件進(jìn)行加工，結(jié)果顯示，在0.3mm處兩種方式加工的零件粗糙度差異最小，且順銑加工的零件表面粗糙度大于逆銑，隨著徑向切量增加，通過順銑加工的表面粗糙度呈上升趨勢，而逆銑則呈現(xiàn)出下降趨勢。通過改變條件進(jìn)行研究，在轉(zhuǎn)速為n=600r/min、徑向切量為0.5mm，進(jìn)給量為100mm/min、200mm/min、300mm/min、400mm/min和500mm/min的條件下，采用順銑和逆銑對零部件進(jìn)行加工，結(jié)果顯示，隨著進(jìn)給量的增加，順銑和逆銑加工零加的粗糙度均上升，其中，逆銑加工的零件粗糙度隨著進(jìn)給量的增加，以較為均勻的速度上升;而順銑加工的零件在100～300mm進(jìn)給量下，粗糙程度增加并不明顯，而繼續(xù)增加則出現(xiàn)非常顯著的上漲，且在各進(jìn)給量下，順銑加工的零件粗糙程度均大于逆銑。在進(jìn)給量為200mm/min，徑向切量為0.5mm的條件下，在轉(zhuǎn)速在n=6000～1400r/min的條件下進(jìn)行加工，結(jié)果顯示，隨著轉(zhuǎn)速值的增加，順銑和逆銑兩種該方式加工的零部件粗糙程度均下降，不過下降的速率不同，在600r/min的轉(zhuǎn)速下，兩種加工方式加工零件的粗糙度有顯著差異，而在1400r/min下，二者的差異顯著降低，不過順銑加工方式下零件的粗糙程度均高于逆銑。通過研究可知，采用逆銑的方式加工的零件表面粗糙度值要小于順銑加工方式，而且這兩種加工方法對于零部件表面粗糙度值的影響屬于非幾何因素。

結(jié)論

通過對順銑和逆銑兩種數(shù)控銑加工方式進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，兩種加工方法對于加工零件表面的粗糙度的影響屬于非幾何因素，而且通過逆銑的方式進(jìn)行加工，零件表面的粗糙程度要小于順銑。隨著制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，超硬加工、高速加工和精密加工等技術(shù)不斷成熟，在數(shù)控加工中獲得廣泛的應(yīng)用，需要進(jìn)一步對逆銑和順銑的特點(diǎn)和現(xiàn)象進(jìn)行研究，更加全面的掌握兩種加工方式的現(xiàn)象和特點(diǎn)，從而更好的保障零件加工的質(zhì)量和效率。

參考文獻(xiàn)

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