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      近年來，隨著數(shù)控機床的普及，數(shù)控加工在現(xiàn)代制造業(yè)中有著越來越重要的地位。大多數(shù)中小企業(yè)都購買了數(shù)控銑床等數(shù)控設(shè)備，但其投入與產(chǎn)出比卻是不盡人意。雖然擁有現(xiàn)代化的機床，但是加工出來的工件經(jīng)常是表面質(zhì)量差或是精度不夠，造成工件返工甚至是報廢重新加工。究其原因，除了機床選型不合理、工作環(huán)境差、操作水平和管理水平低等諸多因素外，主要還與切削工藝方法有關(guān)。本文針對數(shù)控銑削過程中常見的工件缺陷，提出相應(yīng)的對策，為提高加工表面質(zhì)量和精度在切削工藝及其參數(shù)的設(shè)置作一淺顯的探討。

      1. 問題分析及措施

                                                            圖1 改善前的表面
 
 
      造成這種不良加工效果通常是在精加工時的進給速度過快，刀具快速移動時的振動給加工面留下凹凸不平的路徑。面銑的精加工f 值建議在1 000mm/min以下，主軸轉(zhuǎn)速S=4 000mm/min，45鋼加工效果如圖2所示。此外，還有一種精面加工會出現(xiàn)的缺陷就是相鄰的兩個刀路之間的刀痕不一致，一明一暗，出現(xiàn)這種情況是由于刀具切削時的銑削方向不同，受力大小不同而形成的，對于這類表面要求高的工件，要采用全順銑方式，如圖3所示。

      圖2 改善后的表面

     （2）精銑側(cè)面時的接刀痕明顯。基本上每一個工件都會要求精銑側(cè)面，在很多的時候我們會看到如圖4所示的側(cè)面加工結(jié)果。這在精加工中是不允許出現(xiàn)的，因為這個接刀痕不僅是在X、Y坐標方向上有，而且在Z方向也存在分級的刀痕，這是一個嚴重影響工件尺寸和外觀的瑕疵。

   
 
     圖4 改善前X、Y、Z三個方向的刀痕

    這種缺陷一般是由進、退刀的位置和參數(shù)選取不當以及在深度Z分層下刀造成的。在各種不同的加工軟件中對側(cè)面加工提供的銑削方式會有不同，但是都有出入刀參數(shù)和下刀深度控制的選擇。要改善上述缺陷可以從三個方面作調(diào)整。一是選取正確的進刀點，除非特殊情況，不要從側(cè)面中部進刀而應(yīng)該選在最邊的拐角處，且進退刀也不要在同一側(cè)邊；二是如果不得不在側(cè)邊中間下刀（如全圓加工），要在進退刀時增加一個3～5mm的重疊量，如圖5所示；三是側(cè)面精加工采用全切深加工也就是俗稱的“一刀過”，若是錐度側(cè)邊建議使用錐度刀，作出以上改善后的工件如圖6所示。

     圖5 增加進退刀的重疊量

      圖6 改善后的側(cè)面無接刀痕跡
 

    （3）精銑時換刀后產(chǎn)生的接刀痕 跡。不管是在普通數(shù)控加工還是在高速加工中，精銑時更換刀具是不可避免出現(xiàn)的情形，如果在換刀工序不注意對加工參數(shù)進行調(diào)整，就經(jīng)常會出現(xiàn)如圖7所示的情形。

     圖 7  換刀后和上一刀具之間的接刀痕跡

    在底面或是側(cè)面精銑，因為換刀出現(xiàn)接刀痕也是很常見的，很多編程人員在分析這種現(xiàn)象時大多會歸結(jié)為操機人員在對刀時不夠認真或是不能避免的刀具誤差。其實不然，因為上一刀具加工這個高度會有誤差，換刀后的對刀基準面又和上一刀具相同，這樣的話不管換刀后的對刀有沒有誤差，都會增加一個誤差，這時，應(yīng)該在加工工藝卡中注明換刀后的對刀基準是上一刀具的精加工底面。同時，在程序中對深度Z正留量0.005～0.015mm，就會很輕松解決這個問題。在一些內(nèi)凹的拐角處需要換小刀具精加工，由于刀具在加工中的受力擺動（相同條件下刀具越小擺動會越大），換小刀具后很容易在拐角處產(chǎn)生接刀痕跡，在加工留量里應(yīng)該對X、Y留0.01～0.02mm，可以有效減輕“癥狀”，如圖8所示。

     
  
     圖8 改善后的大小刀具接刀處平整光亮

     （4）精加工后在側(cè)邊或是表面留下批鋒或毛刺。現(xiàn)代精益加工對加工零件的表面質(zhì)量要求越來越高，有批鋒或毛刺都是不能接受的，采用挫刀修整會影響外觀甚至尺寸精度，在精密車間數(shù)控加工的要求是零件CNC銑削后直接使用，不再需要挫刀修整或是砂紙打磨。而在實際的加工中，由于加工工藝或參數(shù)不合理經(jīng)常會出現(xiàn)大量的毛刺和批鋒，如圖9所示。

        
  
       圖9 工藝不合理工件毛刺多

      俗話說“磨刀不誤砍柴功” ，精加工的刀具選擇不能“省”，一般需要準備專用光面或側(cè)邊的新刀具，保證切削鋒利。此外，在刀路規(guī)劃方面，還要增加二次精光刀路，即先光表（側(cè)）面后再精加工側(cè)（表）面，然后再一次精加工表（側(cè)）面，可以確保無毛刺、批鋒。對一些細小零件或根本無法進行拋光的零件特別有效。

      （5）特殊形狀工件的精加工。由于一般的數(shù)控系統(tǒng)只能對直線或圓弧插補，對一些特殊曲線比如橢圓、拋物線、漸開線等則是采用小段的直線插補實現(xiàn)曲線擬合。這個過程是軟件根據(jù)擬合誤差去計算每段直線的長短，如果不注意這個擬合誤差則會出現(xiàn)如圖10所示的“格仔”形狀，那是不能用手工的方法去修復(fù)的誤差。

 
      這種由于計算誤差過大造成的變形還是很容易改善的，很多的編程軟件都有單獨的控制誤差選項，一般將它設(shè)為0.001mm，這個數(shù)值的大小對計算的速度基本是沒有影響的，而且加工效果也不錯，如圖11所示。

      2. 結(jié)語

     總的來講，要在數(shù)控加工中得到一個精度和表面粗糙度都達到要求“完美”的工件是需要非常細心的，高效、高精需要豐富的加工經(jīng)驗作支撐。不斷總結(jié)經(jīng)驗，寫出多、快、好、省的加工程序是無止境的目標。