浅析数控铣床加工中的过切现象

蔡英 李海安

摘 要：数控铣床加工程序中的工艺失误及编程错误均会导致切削过量状况的发生，这种过切现象影响数控铣床的加工密度，可能导致整个产品报废，通过工艺处理及数控编程改进数据铣床的加工势在必行。本文旨在通过分析数据铣床加工中的过切现象，探究过切现象的影响因素，并提出相关解决措施以供参考。

关键词：数控铣床;过切;原因与对策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.001

随着科技的发展，在机械加工领域，数控机床已经成为了机械制造业的主要生产设备。数控铣床虽然具备自动化、智能化、效率化等优点而广泛应用于现代工业生产，但是数据铣床加工依赖于数据编程，其加工过程中不可避免的会因程序误差和技术失误产生过切现象，同时过切现象又不能普通机床一样进行人工调整，因此，如何更新技术以有效避免数控铣床加工中过切现象的发生是必须要解决的问题。

1 加工拐角时的过切现象分析

在数控铣床加工的过程中必须注重每一个微小的细节，这样才能有效避免过切现象的发生。就数控铣床加工的实践来看，过切现象在加工拐角时出现较多，直接影响工件加工的精度和效果，简要分析如下：

（1）内角交接处产生的过切。数控铣床加工的过程中，在铣削机床零件的内角处时，由于计算的误差可能会导致过切现象。此时引起过切的主要原因包括：首先，当铣刀运转到零件的内角处时，此时刀具和工件之间接触的面积扩大，切削便跟着扩大，之后过拐角时，从铣两面变为一面，也导致切削随之减小，工艺系统弹性变形恢复，这样就自然造成刀具向工件加工的内侧变形，产生过切。其次，导致内角交接处过切的因素还有可能是物理上的惯性作用力。简单来讲，在内角交接处，当刀具一开始运转的速度过高的时，基于运动的惯性，也可能导致过切现象发生。

针对数控铣床加工中内角处的过切，可以采取以下措施加以应对：其一，工厂在刀具的选择方面加以改进。要综合考虑刀具的刚性、抗热性和抗震性，选择质量相对优质的刀具。数控铣床的加工实践表明，选择好的刀具固然使工厂的投入成本有所提升，但是质量过关的刀具可以减少不必要的过切现象产生，避免了产品的报废，整体上可以提高效益。其二，利用编程控制进给速度。将运转路径分成正常速段和低速段，控制低速段的运转速度不超过正常速度的一半，通过分析运转中过切现象产生的具体情形，把握刀具半径和夹角运转时的变化，通过编程控制进给速度，避免过切现象产生。

（2）各轴运转误差产生的过切。数控铣床加工过程中，如果拐角是直角，在其中一个坐标伺服系统位置指令输入处于暂停状态时，另外一个继续接受指令，并且在速度方面迅速从零变为指定的数字，由此，在指令改变时，一轴的指令位置稍有滞后，从而在第二轴进行速度提升时，一轴还没有到达拐角，出现过切。

关于各轴因速度误差而导致的过切现象，可以采取以下措施加以应对：首先，利用编程对一轴进行降速，或者设置自动化的速度调整功能;其次，关注拐角处的装夹方式，尽量避免加工运作的路径呈直角;再者，可以通过程序设置，使得二轴在拐角稍作停顿，适应一轴的速度。

2 刀具半径补偿指令创建和撤销时的过切现象分析

刀补是数控铣床加工时的一个常用指令，设置刀补可以有效实现工件加工的自动化，同时，刀补路径错误和指令使用不当也会造成过切现象的产生。

（1）刀补路径错误引起的过切。在数控铣床加工的过程中，切忌在加工面的交接处建立或者撤销刀补，切入选择上避免径向切入，否则，在进行轮廓加工时会改变切削力和运转方向，使刀具在工件表面停留，在工件表面产生痕迹。关于路径错误所導致的刀补，技术人员应当进行刀补方法的改进，避免在交接处建立和撤销刀补，对刀补的路径进行调整，发挥刀补的价值和功能。

（2）指令不当运用引起的过切。刀补建立之后实现了工件加工的自动化，在指令执行的过程中如果加入与平面内运动不相关的一些程序段，就会产生错误指令，造成过切。因此，对于指令问题所引起的切削量过度问题，应当根据实际情况，避免在自动刀补建立之后增加无用的程序指令，避免指令错误引起过切。

3 工艺处理及其他因素引起的过切现象分析

数控铣床的加工对编程的依赖性很大，因此，大多数过切现象产生于编程问题，但也存在一些其他问题所导致的过切，为了进一步避免过切现象，全面的分析具有必要性。

（1）工艺处理中的过切现象。在数控铣床加工过程中，关于加工的路线、余量等选择确定不当也会导致过切现象产生，这种过切产生主要原因是工艺处理方面的失误。

工艺处理中的过切现象解决措施简要分析如下：首先，不考虑轮廓形状，铣刀的过程中一定要注意走刀方向的确定，在加工完成后要延续一段时间继续走刀，避免不当时间内建立撤销刀补，产生过切;其次，可以采取自动编程的方式设置且如何退出的方式，对于内外轮廓的进刀方式根据实际情形进行设置。再者，对于加工精度要求高的零件进行粗加工和精加工的分类，对加工余量进行合理的分配，在加工指标相对较高的凹槽时，要使用立铣刀，首先对槽的中部进行加工，再利用刀补对两边进行铣削。

（2）工艺处理之外的其他因素引起的过切。在数控铣床加工的过程中过切现象产生的原因是多样的，比如电气系统出现问题、零件设计不合理、刀具选择等相关因素都会导致过切。因此，根据实际情形进行调整，保证数控铣床的加工系统化，避免某一环节出错产生过切实有效的解决措施。

综上，数控铣床加工中的过切现象具有普遍性，作为一个依赖于数据编程的系统化加工工程，必须保证加工过程中各个环节的合理和准确。因此，必须从编程的合理性、工艺的精准性、刀具选择的合理性等各个方面避免加工过程中的过切现象，减少因过切现象导致的产品报废，实现生产效率的提升。

参考文献：

[1]王粟.数控加工中心的过切现象分析[J].现代机械，2005（05）：55-56.

[2]游贤容.数控铣床编程时刀具半径补偿指令及运用[J].考试周刊，2009（06）：141-142.

作者简介：蔡英（1975-），女，广西玉林人，本科，讲师，高级技师，研究方向：机械设计与制造。