一文讲解关于铣削方式与不同走刀路径切削情况分析

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铣削方式通常可分为圆周铣方式和端面铣方式。

1）圆周铣方式中的顺铣和逆铣

铣刀的旋转方法与工件的进给方向相反时称为逆铣，如图6.3（a）所示；相同时称为顺铣，如图6.3（b）所示。

[size=0.8em]图6.3　顺铣和逆铣

逆铣时，切削厚度从零逐渐增大。铣刀刃口有一钝圆半径rn，造成开始切削时的前角为负值，刀齿在过渡表面上挤压、滑行，使工件表面产生严重冷硬层，并加剧了刀齿磨损。此外，当瞬时接触角大于一定数值后，Ffn向上，有抬起工件的趋势，不利于薄壁和刚性差的工件。顺铣时，刀齿的切削厚度从最大开始，避免了挤压、滑行现象；并且Ffn始终压向工作台，有利于工件夹紧，可提高铣刀寿命和加工表面质量。但当工件表面有硬皮层时，若采用顺铣，刀齿首先切入表面硬皮层，加快刀齿磨损，故不宜采用顺铣。

普通铣床由于进给运动丝杆副的间隙问题，为了铣削平稳，避免工作台窜动，通常采用逆铣。而数控机床进给运动采用滚珠丝杠副传动，滚珠丝杠副可以彻底消除间隙，甚至进行预紧，因而不存在间隙引起工作台窜动的问题。针对顺铣的种种优点，数控铣削加工应尽可能采用顺铣。以便提高铣刀寿命和加工表面的质量。

2）顺铣和逆铣的选择技巧

当工件表面无硬皮，机床进给机构无间隙时，应选用顺铣方式安排进给路线。因为采用顺铣加工后，零件已加工表面质量好，刀齿磨损小。精铣时，尤其是零件材料为铝镁合金、钛合金或耐热合金时，应尽量采用顺铣。

当工件表面有硬皮，机床的进给机构有较大间隙时，应选用逆铣，按照逆铣安排进给路线。因为逆铣时，刀齿是从已加工表面切入，不会崩刃；机床进给机构的间隙不会引起振动和爬行。

在立式加工中心上采用立铣刀加工，由于受机床结构的影响，在切削加工时刀具会产生弹性弯曲变形。当用立铣刀顺铣时，刀具在切削时会产生“让刀”现象，即“欠切”；当用立铣刀逆铣时，刀具在切削时会产生“啃刀”现象，即“过切”。这种现象在刀具直径越小、刀杆伸出越长时越明显。因此在选择刀具时应尽量选较大直径。针对这种情况，编程时，如果粗加工采用顺铣，则可以不留精加工余量；而粗加工采用逆铣，则必须留精加工余量，以防止“过切”引起的工件报废。

3）使用立铣刀时，顺铣与逆铣的判断方法与技巧

在加工中心和数控铣床上时，根据国际标准，都是按照刀具相对于静止的工件做运动的原则来编写加工程序。而实际加工时，是刀具在旋转，装夹在工作台上的工件进给。容易使人混淆不清。为了方便记忆，顺铣和逆铣可以归纳为：当铣削工件外轮廓时，沿工件外轮廓顺时针方向进给、编程即为顺铣，沿工件外轮廓逆时针方向编程、进给即为逆铣，如图6.4所示；当铣削工件内轮廓时，沿工件内轮廓逆时针方向进给、编程即为顺铣，沿工件内轮廓顺时针方向编程、进给即为逆铣，如图6.5所示。

[size=0.8em]图6.4　铣削工件外轮廓示意图

[size=0.8em]图6.5　铣削工件内轮廓示意图

4）使用端面铣刀时，顺铣与逆铣的选择技巧

端面铣时，根据面铣刀相对于工件安装位置的不同，也可分为逆铣和顺铣。

（1）端面对称铣削

如图6.6（a）所示，面铣刀轴线位于铣削弧长的中心位置，上面的顺铣部分等于下面的逆铣部分，称为对称端面铣削。适用于加工短宽或较厚的工件，不宜加工狭长或较薄的工件。

（2）端面不对称铣削

如图6.6（b）所示，当逆铣部分大于顺铣部分，称为不对称逆铣。图6.6（c）中的顺铣部分大于逆铣部分，则称为不对称顺铣。图中切入角δ与切离角δ1，凡位于逆铣一侧为正值，而位于顺铣一侧为负值。

由前面的分析我们知道，图6.6中所示端面铣刀的三种切削情况中，对刀具破损的影响是图6.6（b）影响最大，图6.6（c）影响最小。

[size=0.8em]图6.6　端铣时的顺铣和逆铣

5）不同走刀路径切削情况分析

该走刀方式在拐角处切削力和切削方向急剧改变，产生过切；在高速铣中特别不合适，如图6.7所示。

[size=0.8em]图6.7　有Z向负向走刀路径的切削方式

而采用在XY平面中走刀，切削力变化很小，不产生过切现象，如图6.8所示。

[size=0.8em]图6.8　在XY平面中走刀

（1）不同类型的铣刀对腔体内壁加工残余量的影响不同，圆角铣刀好于普通尖角铣刀，如图6.9所示。

[size=0.8em]图6.9　不同类型的铣刀对腔体内壁加工残余量的影响

（2）由于Z向下刀刀具中心切削速度为零，对刀具有损伤，为了改善Z向进刀的切削性能，应采用坡度下刀和螺旋下刀的进刀方式，如图6.10所示。