数控铣削加工工艺路线分析

千志科，刘丽娜，吴文明

（黄河交通学院，河南 焦作 454950）

数控铣削加工工艺路线分析

千志科，刘丽娜，吴文明

（黄河交通学院，河南 焦作 454950）

数控铣削加工工艺路线制定的合理与否对产品的加工精度、表面质量和加工效率影响很大，文章介绍了确定加工工艺路线的原则以及顺铣和逆铣的选择，从几个方面讨论了制定加工工艺路线时应注意的事项，为合理制定铣削加工工艺路线提供了参考。

数控铣削；工艺路线；顺铣；逆铣

数控铣削加工工艺路线是指刀具（严格讲是刀位点）相对于被加工件的运动轨迹和方向。即刀具由对刀点开始，到加工程序结束所经过的所有路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线对铣削加工的表面质量、加工精度和加工效率等有直接的影响，所以加工路线安排的合理性显得至关重要。

1 确定加工工艺路线的原则

数控铣削加工路线制定时需参照的影响因素有很多，例如工件的轮廓形状、加工精度、材料类型、工件刚度、机床的类型、采用刀具的刚度等。但在制定走刀路线时主要有以下三点原则：①优先保证工件的加工尺寸精度和表面质量。②应尽量减小加工路线的路径长度，尤其是较少空行程占用的时间，以便提高铣削加工效率。③最后，尽量简化数值计算，简化编程。

2 数控铣削方式的选择

根据铣削刀具的旋转方向和被加工工件的相对进给方向之间的相互关系，可以将数控铣削加工分为顺铣和逆铣两种。

顺铣是指刀具的切削速度方向与被加工工件的相对移动方向相同。在刀具正转时，采用左刀补铣削就是顺铣。顺铣的切削力以及切削变形相对较小，但却容易产生崩刃现象。顺铣时，由于工作进给运动的方向与水平铣削力的方向一致，当刀齿对工件的作用力比较大时，因为工作台的丝杠与螺母之间的反向间隙存在，工作台就会产生一定量的窜动，这种情况不仅严重影响了铣削过程的平稳性，还会影响到被加工件的加工质量，如果窜动严重，还会损坏刀具。所以欲采用顺铣时，首先要求数控铣床应具有间隙消除功能的机构，能可靠消除螺母与工作台传动丝杠的反向间隙，以消除铣削过程中产生的窜动。再者，顺铣还要求工件的表面没有硬皮，工艺系统拥有足够的刚度。顺铣时刀具磨损不大，切削力较小，不易拉动工件，方便排屑，加工的表面质量较高，故精加工通常采用顺铣的加工方法。

逆铣是指刀具的切削速度方向与被加工工件的相对移动方向相反。在刀具正转时，采用右刀补铣削就是逆铣。逆铣时的切削力较大，会导致刀具的磨损加快，切削变形增大，但逆铣时的加工效率往往比较高。逆铣时，被加工件进给运动的方向与铣刀作用与工件上的水平切削力方向相反，故工作台的丝杠与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合，故不会出现传动。但是逆铣时工件受拉较大，容易产生过切现象，因此，粗加工通常采用逆铣的加工方法。

3 铣削工艺路线的确定

（1）切入切出方法选择。采用立铣刀的侧刃铣削轮廓类的零件时，为保证加工工件的表面质量，减少接刀痕迹，铣刀的切入点以及切出点均应选择在工件外轮廓曲线的延长线上，应避免从工件表面的法向方向直接切出工件，以保证工件的表面轮廓光滑，无明显刀痕。在铣削内轮廓表面时，刀具加工的切入点和切出点常常无法在轮廓线上外延，此时可以采用圆弧过渡的方法进行切入和切出。如果必须从轮廓的法向方向切入和切出，那就尽量将切入和切出点选在工件轮廓的几何元素相交点处。无论哪种情况，当工件的轮廓表面加工结束时，切记不要在切出点处取消刀补或退刀一定要按既定轨迹继续移动一段距离，以避免取消刀补时，工件和刀具碰撞，破坏加工表面，甚至造成刀具破损。

（2）凹槽的铣削方法选择。这里的凹槽指的是在工件表面以封闭曲线为边界，具有一定深度的平底凹槽，铣削时一般使用平底立铣刀进行铣削加工。常见的加工方法有三种：行切法、环切法和先行切后环切法。行切法指的是刀具与工件的轮廓切点轨迹是一行一行的弓字形，行间距按零件的加工精度要求确定。行切法的走刀总路线较短，加工效率较高。但在走刀路线的拐角处会留下一定的残留死角，影响轮廓的表面加工质量。环切法是指从轮廓的最内环开始一圈一圈的向外切削，其刀位点的计算稍微复杂点，走刀的总路线比行切法长，但这种方法获得的轮廓表面质量要好于行切法。先行切后环切法指的是先用行切法较快地去除凹槽的中间部分材料，留下一定的加工余量后，再使用环切法将最终的轮廓表面加工出来，这种方法能在较短总走刀路线下加工出较好的轮廓表面质量。在制定凹槽铣削走刀路线时，应优先考虑先行切后环切法。

（3）轮廓铣削加工应避免刀具进给停顿。在铣削轮廓的表面时，机床系统、夹具、刀具和工件之间弹性变形平衡状态下，刀具进给停顿时，切屑力的突然减小会打破原有的平衡系统，铣削刀具会在这种不平衡状态下在工件的轮廓表面留下刀痕，从而影响表面加工质量，所以，在轮廓的铣削加工过程中应尽量避免刀具进给停顿现象。

（4）平面铣削工艺路径。在铣削大平面时，有以下三种工艺路径可以选择：①单向平行铣削路径，即铣削刀具以单一的顺铣或逆铣方式铣削待加工表面。②往复平行铣削路径，即铣削刀具以顺铣和逆铣相混合的方式铣削待加工表面。③环切铣削路径，即铣削刀具以环状走刀的方式铣削待加工表面，可以从里向外也可从外向里逐步铣削。

（5）相互位置精度较高的孔系的加工路线用数控铣削类机床加工位置精度要求较高的孔系时，应特别注意孔的加工顺序以及编程时的定位尺寸，应单向定位，以避免将坐标轴的反向间隙带入，导致位置精度降低。

4 结语

数控铣削加工工艺路线制定的合理与否直接影响到数控铣削的生产效率、工件表面质量和加工精度等，在工艺路线的制定时应充分考虑零件的具体加工要求，在保证加工精度和表面质量的前提下，尽量降低总的走刀路线长度，以提高铣削加工效率，降低成本。

千志科，主要研究方向：数控铣销加工工艺。