论文部分内容阅读
摘 要: 顺铣和逆铣不等同于主轴正转与反转,正确选择顺铣与逆铣可有效提高表面加工质量,只有分清顺铣和逆铣,才能合理选择左右刀具半径补偿指令G41和G42。
关键词: 数控铣削 顺铣 逆铣
在多年的数控铣实习指导教学中,我发现学员(尤其是初学者)经常对铣削加工中顺铣与逆铣的概念及合理选择技巧模棱两可,不利于实习。基于此,特作以下简略分析,希望有助于学员在实习中对其熟练理解、掌握:
1.顺铣与逆铣概念
顺铣与逆铣是针对铣刀旋转方向与进给方向而言的,当铣刀旋转方向与工件进给方向相同,即为顺铣,当铣刀旋转方向与工件进给方向相反,称为逆铣。
在实际学习与应用中,大部分人把顺铣与逆铣理解为数控铣床面板上的主轴正转和反转,即主轴正转实现顺铣,主轴反转实现逆铣。实际上,主轴正转与反转是受刀具旋向影响的(与顺铣和逆铣没有直接关联)。要完全理解顺铣与逆铣,必须搞清旋转方向与进给方向。①铣刀旋转方向。数控铣床上可通过指令或按钮实现主轴正转与反转,主轴正转与反转受铣刀旋向限制,而不是主轴正转就是顺铣,反之就是逆铣。如一般立铣刀,由于大部分是右旋的,主轴只能正转;又如左旋螺纹刀和右旋螺纹刀,主轴为反转和正转。②进给方向。由于铣刀是旋转的,故必须对进给方向在顺时针与逆时针上进行定义。沿着刀具的进给方向看,刀具在工件左侧,那么进给方向称为顺时针。反之,当刀具在工件右侧时,进给方向定义为逆时针。
2.对于同一把刀具,同样走刀路线,其铣削方式可能不一样
若用直径20右旋立铣刀加工一长宽高为100×80×5的外形和加工一长宽深为100×80×5的槽,若进给方向相同,刀补方向不同,其铣削方式不同。加工外形时,沿刀具进给方向看去,刀具在工件左侧,进给方向为顺时针,对右旋立铣刀主轴只能正转,故为顺铣;沿刀具进给方向看去,刀具在工件右侧,进给方向为逆时针,铣刀旋转方向与进给方向相反,故为逆铣。
3.顺铣与逆铣区别与选用
①顺铣工件是受压,逆铣工件是受拉,受压光洁度好,受拉容易过切。②顺铣有让刀趋势,逆铣有深啃趋势,如内部有拐角最好用顺铣。③加工一些软材料,如紫铜,最好用逆铣,光洁度会比顺铣好得多。④由于工作台的进给丝杠螺纹间有间隙,顺铣时铣刀切削力会使工件向前窜动,但顺铣比逆铣能减少刀具磨损,提高表面光洁度,保证尺寸精度。⑤当工作台是液压驱动,工件毛坯表面没有硬皮,工艺系统要有足够的刚性。应尽量采用顺铣,特别是对难加工材料的铣削,采用顺铣不仅可以减少切削变形,降低切削力和功率消耗。在同等切削条件下,顺铣的功率消耗要比逆铣时功率消耗要低5%~15%,同时顺铣更加有利于排屑。一般应尽量采用顺铣法加工,以提高被加工零件表面的光洁度(降低粗糙度),保证尺寸精度。
反之,在切削面上有硬质层、积渣、工件表面凹凸不平较显著时,如加工锻造毛坯,应采用逆铣。
顺铣时,切削由厚变薄,刀齿从未加工表面切入,对铣刀的使用有利。逆铣时,当铣刀刀齿接触工件后不能马上切入金属层,而是在工件表面滑动一小段距离,在滑动过程中,由于强烈的摩擦,就会产生大量的热量,同时在待加工表面易形成硬化层,降低刀具的耐用度,影响工件表面光洁度,给切削带来不利。另外,逆铣时,由于刀齿由下往上(或由内往外)切削,且从表面硬质层开始切入,刀齿受很大的冲击负荷,铣刀变钝较快,但刀齿切入过程中没有滑移现象。
逆铣和顺铣,因为切入工件时的切削厚度不同,刀齿和工件的接触长度不同,所以铣刀磨损程度不同。实践表明:顺铣时,铣刀耐用度比逆铣时提高2~3倍,表面粗糙度也可降低。
4.数控铣削加工中铣削方式与刀补指令关系
对于普通铣床,由于丝杠自锁性差,不能消除丝杆螺母间隙,顺铣会造成啃刀甚至有可能打刀,故只宜用逆铣,不宜用顺铣;而数控铣床的自锁性好,可以用顺铣,且顺铣的光洁度好。数控铣床上的加工一般都是普通铣床加工基础上进行的,不会遇到加工表面有硬皮的现象,故在数控铣床上加工一般采用顺铣方式。
在切削用量、工艺方法、对刀方法、切削机床、工件材料等相同的情况下,用G41与G42编程加工都能保证尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等要求,但用G41指令编程所加工零件表面粗糙度比用G42指令编程所加工零件表面粗糙度理想,尤其当工件材料为#45钢时,用G42指令编程,进行逆铣加工时,工件有轻微的振动,严重时会出现轻微啃刀现象。编程者在编程时一定要事先选择顺铣与逆铣,而不是孤立运用左右刀补指令。
5.结语
通过分析可知,对于右旋铣刀,数控铣床主轴正转,左刀补为顺铣,右刀补为逆铣,反之,对于左旋铣刀,数控铣床主轴反转,左刀补为逆铣,右刀补为顺铣。顺铣有利于提高刀具的耐用度和工具装夹的稳定性,但容易引起工作台窜动,甚至造成事故。顺铣的加工范围应是无硬皮的工件表面,精加工时,铣削力较小,不易引起工作台窜动,多用顺铣,同时顺铣时无滑行现象,加工后的表面质量比逆铣好,对难加工材料的铣削,采用顺铣可以减小切削变形,降低切削力和功率。逆铣多用于粗加工,在铣床上加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时,一般采用逆铣。在实际编程加工中,只有正确选择G41、G42指令实现顺铣与逆铣,才能有效保证加工表面质量。
关键词: 数控铣削 顺铣 逆铣
在多年的数控铣实习指导教学中,我发现学员(尤其是初学者)经常对铣削加工中顺铣与逆铣的概念及合理选择技巧模棱两可,不利于实习。基于此,特作以下简略分析,希望有助于学员在实习中对其熟练理解、掌握:
1.顺铣与逆铣概念
顺铣与逆铣是针对铣刀旋转方向与进给方向而言的,当铣刀旋转方向与工件进给方向相同,即为顺铣,当铣刀旋转方向与工件进给方向相反,称为逆铣。
在实际学习与应用中,大部分人把顺铣与逆铣理解为数控铣床面板上的主轴正转和反转,即主轴正转实现顺铣,主轴反转实现逆铣。实际上,主轴正转与反转是受刀具旋向影响的(与顺铣和逆铣没有直接关联)。要完全理解顺铣与逆铣,必须搞清旋转方向与进给方向。①铣刀旋转方向。数控铣床上可通过指令或按钮实现主轴正转与反转,主轴正转与反转受铣刀旋向限制,而不是主轴正转就是顺铣,反之就是逆铣。如一般立铣刀,由于大部分是右旋的,主轴只能正转;又如左旋螺纹刀和右旋螺纹刀,主轴为反转和正转。②进给方向。由于铣刀是旋转的,故必须对进给方向在顺时针与逆时针上进行定义。沿着刀具的进给方向看,刀具在工件左侧,那么进给方向称为顺时针。反之,当刀具在工件右侧时,进给方向定义为逆时针。
2.对于同一把刀具,同样走刀路线,其铣削方式可能不一样
若用直径20右旋立铣刀加工一长宽高为100×80×5的外形和加工一长宽深为100×80×5的槽,若进给方向相同,刀补方向不同,其铣削方式不同。加工外形时,沿刀具进给方向看去,刀具在工件左侧,进给方向为顺时针,对右旋立铣刀主轴只能正转,故为顺铣;沿刀具进给方向看去,刀具在工件右侧,进给方向为逆时针,铣刀旋转方向与进给方向相反,故为逆铣。
3.顺铣与逆铣区别与选用
①顺铣工件是受压,逆铣工件是受拉,受压光洁度好,受拉容易过切。②顺铣有让刀趋势,逆铣有深啃趋势,如内部有拐角最好用顺铣。③加工一些软材料,如紫铜,最好用逆铣,光洁度会比顺铣好得多。④由于工作台的进给丝杠螺纹间有间隙,顺铣时铣刀切削力会使工件向前窜动,但顺铣比逆铣能减少刀具磨损,提高表面光洁度,保证尺寸精度。⑤当工作台是液压驱动,工件毛坯表面没有硬皮,工艺系统要有足够的刚性。应尽量采用顺铣,特别是对难加工材料的铣削,采用顺铣不仅可以减少切削变形,降低切削力和功率消耗。在同等切削条件下,顺铣的功率消耗要比逆铣时功率消耗要低5%~15%,同时顺铣更加有利于排屑。一般应尽量采用顺铣法加工,以提高被加工零件表面的光洁度(降低粗糙度),保证尺寸精度。
反之,在切削面上有硬质层、积渣、工件表面凹凸不平较显著时,如加工锻造毛坯,应采用逆铣。
顺铣时,切削由厚变薄,刀齿从未加工表面切入,对铣刀的使用有利。逆铣时,当铣刀刀齿接触工件后不能马上切入金属层,而是在工件表面滑动一小段距离,在滑动过程中,由于强烈的摩擦,就会产生大量的热量,同时在待加工表面易形成硬化层,降低刀具的耐用度,影响工件表面光洁度,给切削带来不利。另外,逆铣时,由于刀齿由下往上(或由内往外)切削,且从表面硬质层开始切入,刀齿受很大的冲击负荷,铣刀变钝较快,但刀齿切入过程中没有滑移现象。
逆铣和顺铣,因为切入工件时的切削厚度不同,刀齿和工件的接触长度不同,所以铣刀磨损程度不同。实践表明:顺铣时,铣刀耐用度比逆铣时提高2~3倍,表面粗糙度也可降低。
4.数控铣削加工中铣削方式与刀补指令关系
对于普通铣床,由于丝杠自锁性差,不能消除丝杆螺母间隙,顺铣会造成啃刀甚至有可能打刀,故只宜用逆铣,不宜用顺铣;而数控铣床的自锁性好,可以用顺铣,且顺铣的光洁度好。数控铣床上的加工一般都是普通铣床加工基础上进行的,不会遇到加工表面有硬皮的现象,故在数控铣床上加工一般采用顺铣方式。
在切削用量、工艺方法、对刀方法、切削机床、工件材料等相同的情况下,用G41与G42编程加工都能保证尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等要求,但用G41指令编程所加工零件表面粗糙度比用G42指令编程所加工零件表面粗糙度理想,尤其当工件材料为#45钢时,用G42指令编程,进行逆铣加工时,工件有轻微的振动,严重时会出现轻微啃刀现象。编程者在编程时一定要事先选择顺铣与逆铣,而不是孤立运用左右刀补指令。
5.结语
通过分析可知,对于右旋铣刀,数控铣床主轴正转,左刀补为顺铣,右刀补为逆铣,反之,对于左旋铣刀,数控铣床主轴反转,左刀补为逆铣,右刀补为顺铣。顺铣有利于提高刀具的耐用度和工具装夹的稳定性,但容易引起工作台窜动,甚至造成事故。顺铣的加工范围应是无硬皮的工件表面,精加工时,铣削力较小,不易引起工作台窜动,多用顺铣,同时顺铣时无滑行现象,加工后的表面质量比逆铣好,对难加工材料的铣削,采用顺铣可以减小切削变形,降低切削力和功率。逆铣多用于粗加工,在铣床上加工有硬皮的铸件、锻件毛坯时,一般采用逆铣。在实际编程加工中,只有正确选择G41、G42指令实现顺铣与逆铣,才能有效保证加工表面质量。