順銑和逆銑的異同分析

摘 要：順銑和逆銑是現(xiàn)代加工技術(shù)中經(jīng)常使用到的術(shù)語(yǔ)，但關(guān)于順銑和逆銑的定義以及異同點(diǎn)各類書籍中也不盡相同，因此目前沒有一個(gè)關(guān)于順銑和逆銑的標(biāo)準(zhǔn)定義，不同的行業(yè)或者相同行業(yè)不同的公司等，對(duì)順銑和逆銑的定義也是各有分歧。該文根據(jù)筆者對(duì)順銑逆銑的一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)順銑和逆銑進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述分析，希望能給大家?guī)韼椭?/p>

關(guān)鍵詞：順銑 逆銑

中圖分類號(hào)：TG547 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（a）-0236-02

1 順銑與逆銑的定義

一般機(jī)械加工術(shù)語(yǔ)的定義都采取力的分析形式，大多數(shù)資料里對(duì)于術(shù)語(yǔ)的解釋也同樣用到力的分析，可見力在機(jī)械加工中是必不可少的。因此，該文對(duì)順銑和逆銑的定義也進(jìn)行了分析解釋。

（1）順銑在工件的切削部位，刀具施加給工件的力F合在機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向上的分力Fi工與機(jī)床工作臺(tái)施加給工件的力在機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向上的分力F臺(tái)工方向相同，即為順銑。圖1為順銑示意圖：在已加工表面與過渡加工表面的相交處刀具的切削運(yùn)動(dòng)方向和工作臺(tái)相對(duì)移動(dòng)方向相同（工件與工作臺(tái)之間無位移），切屑由厚變薄。在機(jī)床主軸正轉(zhuǎn)，切削工件內(nèi)輪廓時(shí)，繞工件內(nèi)輪廓順時(shí)針走刀即為順銑：切削工件外輪廓時(shí)，繞工件外輪廓順時(shí)針走刀即為順銑；切削工件內(nèi)輪廓時(shí)，繞工件內(nèi)輪廓逆時(shí)針走刀即為順銑；在機(jī)床主軸反轉(zhuǎn)，切削工件外輪廓時(shí)，繞工件外輪廓逆時(shí)針走刀即為順銑。相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)方向，刀具的切出角等于零，刀具的切人角不等于零。

（2）逆銑在工件的切削部位，刀具施加給工件的力F合在機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向上的分力Fi工與機(jī)床工作臺(tái)施加給工件的力在機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向上的分力方向相反，即為逆銑。其表現(xiàn)形式為（見圖2）：在已加工表面與過渡加工面的相交處刀具的切削運(yùn)動(dòng)方向和工作臺(tái)的移動(dòng)方向相反（工件與工作臺(tái)之間無位移），切屑由薄變厚（可形象理解為挖）。在機(jī)床主軸正轉(zhuǎn)，切削工件外輪廓時(shí)，繞工件外輪廓逆時(shí)針走刀即為逆銑；切削工件內(nèi)輪廓時(shí)，繞工件內(nèi)輪廓順時(shí)針走刀即為逆銑；在機(jī)床主軸反轉(zhuǎn)時(shí)，切削工件內(nèi)輪廓時(shí)，繞工件內(nèi)輪廓逆時(shí)針走刀即逆順銑；切削工件外輪廓時(shí)，繞工件外輪廓順時(shí)針走刀即為逆銑。相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)方向，刀具的切人角等于零，刀具的切出角不等于零。

2 順銑與逆銑對(duì)切削的影響

在不考慮機(jī)床主軸剛性的情況下，機(jī)床間隙與切削加工時(shí)刀具所產(chǎn)生的彈性彎曲變形最終都將會(huì)反應(yīng)在工件上。所以必須清楚地了解順銑與逆銑對(duì)切削的影響。由于普通機(jī)床的各傳動(dòng)軸之間是采用絲桿螺母進(jìn)行傳動(dòng)的，所以間隙較大，在機(jī)械加工中必須予以考慮；而數(shù)控機(jī)床的各傳動(dòng)軸之間是采用滾珠絲杠進(jìn)行傳動(dòng)的，所以間隙較小，在機(jī)械加工中可忽略不計(jì)。下面介紹一下順銑與逆銑數(shù)控方面對(duì)切削的影響：由力的相互作用原理可知，工件施加給刀具的力F工刀與刀具施加給工件的力大小相等，方向相反。

當(dāng)采用順銑時(shí)：

當(dāng)采用逆銑時(shí)：

式中F工刀—刀具所受的力

F彈一刀具的彈性變形力

F壓—施加給刀具的壓力

切削時(shí)會(huì)出現(xiàn)“欠切”或“過切”的現(xiàn)象。所謂“欠切”即刀具在切削時(shí)發(fā)生讓刀，導(dǎo)致切削不完全所致；而“過切”即在立銑刀逆銑時(shí)出現(xiàn)啃刀，導(dǎo)致切削量過大。而以上兩種情況中所產(chǎn)生的“欠切量”和“過切量” f，其大小由刀具伸出量、刀具材料、刀具形變作用力、刀具直徑以及所受壓力共同作用決定。

式中：f一過切量或欠切量

L—刀長(zhǎng)

F—刀具的彈性變形力的反作用力

E—刀具材料的彈性模量

α—力到刀具裝夾點(diǎn)的距離

I—刀具的慣性矩

順銑和逆銑過程中，想要減少欠切和過切的發(fā)生，需要仔細(xì)考慮刀具的選擇。從上式直徑越大則過切量或者欠切量越小，因此考慮到提高生產(chǎn)效率、減小刀具變形彎曲程度，刀具的直徑在滿足的前提下越大越好；安裝刀具時(shí)，刀桿的伸出量越小越好。

粗加工時(shí)，切削量較大，為了編程時(shí)參數(shù)設(shè)置方便，一般采取順銑；精加工或者半精加工時(shí)，切削量較小，相應(yīng)的刀具的彎曲程度也較小，所以在精加工或者半精加工時(shí)兩種方式都可以采用。

金屬表面加工時(shí)，由于壓力和摩擦，已加工的表面的金屬顆粒會(huì)產(chǎn)生擠緊、變形、破碎等情況，經(jīng)過這些變形重塑的金屬便面其硬度會(huì)增強(qiáng)，但同時(shí)其柔韌性、延展性以及疲勞強(qiáng)度會(huì)隨之降低，再次切削此表面難度增加。在刀具狀態(tài)和冷卻條件相同的情況下，順銑產(chǎn)生的熱量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于逆銑，刀具和工件的作用力也相對(duì)較大，因此順銑加工后工件表面硬化程度高，再加工較難，這也是往往把順銑放在最后精加工的原因。

3 刀具與順銑逆銑的關(guān)系

（l）刀具材料對(duì)順銑與逆銑的影響， 目前銑削刀具材料有以下4類：陶瓷、硬質(zhì)合金、超硬刀具材料以及工具鋼（包括高速鋼、合金工具鋼、碳素工具鋼）。通常刀具材料都要具備高強(qiáng)度和高韌性，另外良好的硬度和耐磨性也是刀具材料應(yīng)該具備的。通常在切削過程中都會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果在這種條件下刀具仍能夠完成切削工作，這就要求材料有較好的耐熱性，耐熱性越好，切削速度也就越快。以上4種材料，硬質(zhì)合金耐熱性能較好，所以被廣泛應(yīng)用于高速加工，而工具鋼所制成的刀具一般用于低速加工過程。

（2）切削溫度對(duì)刀具壽命的影響 無論是順銑還是逆銑都會(huì)產(chǎn)生熱量，這里稱之為切削熱，熱切削熱會(huì)導(dǎo)致切削溫度升高，這樣會(huì)導(dǎo)致工具發(fā)生形變，從而影響加工的精度和工件的表面質(zhì)量。同時(shí)切削溫度也會(huì)降低工具的壽命。

相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，刀具和切削屑之間的摩擦力極大，且此處熱量不易傳出，一次產(chǎn)生的熱量也很大，切削刃處的最高溫度可達(dá)900℃。因此在高溫下刀具很容易出現(xiàn)各種磨損，例如粘結(jié)磨損、相變磨損、氧化磨損和擴(kuò)散磨損。前面說過順銑所受到的摩擦力要比逆銑大很多，所以順銑產(chǎn)生的熱量也比逆銑要多，在良好的冷卻條件下，熱量可以及時(shí)傳出，這樣順銑和逆銑對(duì)刀具的磨損相差不多，但是如果冷卻效果不好，順銑產(chǎn)生的熱量大，所以刀具磨損情況要高于逆銑。

另外熱量的傳散與加工時(shí)切削速度有關(guān)，切削速度越快則熱量產(chǎn)生越多，切屑內(nèi)存在的熱量也越多，大量的熱被切屑帶走，從而留在工件和刀具中的熱量減小。不同材料的工件切屑所帶走的熱量也不相同。高速切削時(shí)切屑能夠帶走大量的熱，此時(shí)順銑逆銑對(duì)刀具的影響差不多，但是低速切削時(shí)，由于順銑時(shí)刀屑接觸時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量也多，多刀具的磨損自然大于逆銑。

綜上可以看出，順銑對(duì)于刀具材料的要求更高，特別是較大的工件，刀具材料不宜選擇工具鋼，因?yàn)楣ぞ咪擃惒牧蠠o論是耐磨性還是耐熱性都相對(duì)較差。而硬質(zhì)合金類材料這方面的差別較小。

4 結(jié)語(yǔ)

（l）有良好的冷卻效果時(shí)，在切削過程中如果刀具彈性形變很小，為了延長(zhǎng)刀具的使用壽命增強(qiáng)工件表面硬度，則粗加工和半精加工時(shí)都采用逆銑，最終的精加工采用順銑。

（2）沒有良好的冷卻效果時(shí)，加工較小工件一般采取順銑，首先編程時(shí)參數(shù)設(shè)置方便，其次可以保證工件便面的硬度，刀具首選硬質(zhì)合金刀具或者工具鋼類刀具；在加工較大工件時(shí)，首選逆銑，這樣可以延長(zhǎng)刀具使用壽命，若工件表面硬度要求較高，則才用硬質(zhì)合金刀具，并且最終精加工采用順銑，之前的加工采用逆銑。