淺析數控銑床加工中的過切現象

蔡英 李海安

摘 要：數控銑床加工程序中的工藝失誤及編程錯誤均會導致切削過量狀況的發生，這種過切現象影響數控銑床的加工密度，可能導致整個產品報廢，通過工藝處理及數控編程改進數據銑床的加工勢在必行。本文旨在通過分析數據銑床加工中的過切現象，探究過切現象的影響因素，并提出相關解決措施以供參考。

關鍵詞：數控銑床;過切;原因與對策

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

隨著科技的發展，在機械加工領域，數控機床已經成為了機械制造業的主要生產設備。數控銑床雖然具備自動化、智能化、效率化等優點而廣泛應用于現代工業生產，但是數據銑床加工依賴于數據編程，其加工過程中不可避免的會因程序誤差和技術失誤產生過切現象，同時過切現象又不能普通機床一樣進行人工調整，因此，如何更新技術以有效避免數控銑床加工中過切現象的發生是必須要解決的問題。

1 加工拐角時的過切現象分析

在數控銑床加工的過程中必須注重每一個微小的細節，這樣才能有效避免過切現象的發生。就數控銑床加工的實踐來看，過切現象在加工拐角時出現較多，直接影響工件加工的精度和效果，簡要分析如下：

（1）內角交接處產生的過切。數控銑床加工的過程中，在銑削機床零件的內角處時，由于計算的誤差可能會導致過切現象。此時引起過切的主要原因包括：首先，當銑刀運轉到零件的內角處時，此時刀具和工件之間接觸的面積擴大，切削便跟著擴大，之后過拐角時，從銑兩面變為一面，也導致切削隨之減小，工藝系統彈性變形恢復，這樣就自然造成刀具向工件加工的內側變形，產生過切。其次，導致內角交接處過切的因素還有可能是物理上的慣性作用力。簡單來講，在內角交接處，當刀具一開始運轉的速度過高的時，基于運動的慣性，也可能導致過切現象發生。

針對數控銑床加工中內角處的過切，可以采取以下措施加以應對：其一，工廠在刀具的選擇方面加以改進。要綜合考慮刀具的剛性、抗熱性和抗震性，選擇質量相對優質的刀具。數控銑床的加工實踐表明，選擇好的刀具固然使工廠的投入成本有所提升，但是質量過關的刀具可以減少不必要的過切現象產生，避免了產品的報廢，整體上可以提高效益。其二，利用編程控制進給速度。將運轉路徑分成正常速段和低速段，控制低速段的運轉速度不超過正常速度的一半，通過分析運轉中過切現象產生的具體情形，把握刀具半徑和夾角運轉時的變化，通過編程控制進給速度，避免過切現象產生。

（2）各軸運轉誤差產生的過切。數控銑床加工過程中，如果拐角是直角，在其中一個坐標伺服系統位置指令輸入處于暫停狀態時，另外一個繼續接受指令，并且在速度方面迅速從零變為指定的數字，由此，在指令改變時，一軸的指令位置稍有滯后，從而在第二軸進行速度提升時，一軸還沒有到達拐角，出現過切。

關于各軸因速度誤差而導致的過切現象，可以采取以下措施加以應對：首先，利用編程對一軸進行降速，或者設置自動化的速度調整功能;其次，關注拐角處的裝夾方式，盡量避免加工運作的路徑呈直角;再者，可以通過程序設置，使得二軸在拐角稍作停頓，適應一軸的速度。

2 刀具半徑補償指令創建和撤銷時的過切現象分析

刀補是數控銑床加工時的一個常用指令，設置刀補可以有效實現工件加工的自動化，同時，刀補路徑錯誤和指令使用不當也會造成過切現象的產生。

（1）刀補路徑錯誤引起的過切。在數控銑床加工的過程中，切忌在加工面的交接處建立或者撤銷刀補，切入選擇上避免徑向切入，否則，在進行輪廓加工時會改變切削力和運轉方向，使刀具在工件表面停留，在工件表面產生痕跡。關于路徑錯誤所導致的刀補，技術人員應當進行刀補方法的改進，避免在交接處建立和撤銷刀補，對刀補的路徑進行調整，發揮刀補的價值和功能。

（2）指令不當運用引起的過切。刀補建立之后實現了工件加工的自動化，在指令執行的過程中如果加入與平面內運動不相關的一些程序段，就會產生錯誤指令，造成過切。因此，對于指令問題所引起的切削量過度問題，應當根據實際情況，避免在自動刀補建立之后增加無用的程序指令，避免指令錯誤引起過切。

3 工藝處理及其他因素引起的過切現象分析

數控銑床的加工對編程的依賴性很大，因此，大多數過切現象產生于編程問題，但也存在一些其他問題所導致的過切，為了進一步避免過切現象，全面的分析具有必要性。

（1）工藝處理中的過切現象。在數控銑床加工過程中，關于加工的路線、余量等選擇確定不當也會導致過切現象產生，這種過切產生主要原因是工藝處理方面的失誤。

工藝處理中的過切現象解決措施簡要分析如下：首先，不考慮輪廓形狀，銑刀的過程中一定要注意走刀方向的確定，在加工完成后要延續一段時間繼續走刀，避免不當時間內建立撤銷刀補，產生過切;其次，可以采取自動編程的方式設置且如何退出的方式，對于內外輪廓的進刀方式根據實際情形進行設置。再者，對于加工精度要求高的零件進行粗加工和精加工的分類，對加工余量進行合理的分配，在加工指標相對較高的凹槽時，要使用立銑刀，首先對槽的中部進行加工，再利用刀補對兩邊進行銑削。

（2）工藝處理之外的其他因素引起的過切。在數控銑床加工的過程中過切現象產生的原因是多樣的，比如電氣系統出現問題、零件設計不合理、刀具選擇等相關因素都會導致過切。因此，根據實際情形進行調整，保證數控銑床的加工系統化，避免某一環節出錯產生過切實有效的解決措施。

綜上，數控銑床加工中的過切現象具有普遍性，作為一個依賴于數據編程的系統化加工工程，必須保證加工過程中各個環節的合理和準確。因此，必須從編程的合理性、工藝的精準性、刀具選擇的合理性等各個方面避免加工過程中的過切現象，減少因過切現象導致的產品報廢，實現生產效率的提升。

參考文獻：

[1]王粟.數控加工中心的過切現象分析[J].現代機械，2005（05）：55-56.

[2]游賢容.數控銑床編程時刀具半徑補償指令及運用[J].考試周刊，2009（06）：141-142.

作者簡介：蔡英（1975-），女，廣西玉林人，本科，講師，高級技師，研究方向：機械設計與制造。