摘 要：在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)于數(shù)控銑床切削加工而言，刀具選擇以及對(duì)切削用量的有效確定都是十分關(guān)鍵的內(nèi)容。為確保加工過程滿足標(biāo)準(zhǔn)，作為編程工作人員而言，必須準(zhǔn)確地掌握選擇刀具與確定切削用量的基本原則，與此同時(shí)，各零件加工過程的特點(diǎn)同樣也是應(yīng)高度重視的內(nèi)容。眾所周知，數(shù)控加工技術(shù)所涉獵的范圍極大，因此仍然有必要進(jìn)一步研究應(yīng)用特征與難點(diǎn)，只有這樣，才能夠與加工中對(duì)于產(chǎn)品精密性以及復(fù)雜性的諸多工藝需求相適應(yīng)。基于此，文章將數(shù)控銑床作為重點(diǎn)研究對(duì)象，全面探討切削加工工藝的改進(jìn)方式，希望有所幫助。
關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；切削加工工藝；改進(jìn)方法；技巧
目前階段，數(shù)控銑床的刀具種類多種多樣，為了與數(shù)控機(jī)床高速性特征有效適應(yīng)，并高效率完成工作任務(wù)，就必須保證所選擇的刀具標(biāo)準(zhǔn)且具有通用化與模塊化特征。下文將通過銑削刀具以及加工工具兩個(gè)角度展開相關(guān)性的研究。
在結(jié)構(gòu)方面，整體式與模塊式都是數(shù)控銑床的兩種常見結(jié)構(gòu)。后者即模塊式結(jié)構(gòu)，屬于當(dāng)前刀具當(dāng)中相對(duì)先進(jìn)的刀具。在刀具使用的過程中，加工零件與機(jī)床不同，所選擇的組裝方案也有所差異。只有組裝方案科學(xué)合理，才能夠確保有效提升刀刃適應(yīng)的能力以及實(shí)際使用的效率。而前者即整體式刀刃形式，在適應(yīng)機(jī)床以及零件方面則相對(duì)較差，為此，要想進(jìn)一步增強(qiáng)適應(yīng)的能力，必須事先準(zhǔn)備不同規(guī)劃的刀刃。在這種情況下，刀刃利用幾率隨之下降。要進(jìn)一步增強(qiáng)實(shí)際的加工效率，就必須要與刀具以及刀柄相適應(yīng)。其中，強(qiáng)力銑夾頭刀柄最突出的特征就是具有較高的夾持精準(zhǔn)度，在夾持直柄刀具中具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。由此可見，可以將其應(yīng)用于銑削加工的過程當(dāng)中，同樣在精準(zhǔn)度較高的銑鉸孔加工中能夠有效使用?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)很多數(shù)控機(jī)床都會(huì)選擇使用模塊式加工工具系統(tǒng)，最主要的原因就是其精準(zhǔn)程度較高且裝卸相對(duì)便捷，同時(shí)抗振性能理想。
一般情況下，可以將刀具結(jié)構(gòu)細(xì)化成整體式、鑲嵌式以及特殊式三種類型。對(duì)于切削工藝而言，則包含了孔加工類刀具、圓鼻刀與立銑刀等等。通常，機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位的刀具，在實(shí)際應(yīng)用中占據(jù)一半以上的比重。
通常情況下，對(duì)數(shù)控刀具進(jìn)行選擇的過程中，應(yīng)始終遵循理想剛性與可靠性的基本原則，便于安裝與調(diào)整，具有較強(qiáng)的耐用度與高精準(zhǔn)程度，在與以上原則相滿足的基礎(chǔ)上盡量選擇使用短刀柄工具。這樣一來，可以使加工剛性效果明顯強(qiáng)化。
除此之外，對(duì)刀具選擇的時(shí)候，也需要綜合衡量工件表面的尺寸、形狀做出決定，同時(shí)還要確保刀具使用順序的合理化安排。
生產(chǎn)效率的全面提升是選擇使用粗加工工藝的重點(diǎn)。所謂的粗加工，具體指的就是單位時(shí)間范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的最大材料切除率，具體指的就是毛坯面加工余量，盡可能確保毛坯形狀以及尺寸和成品相近。一般來講，材料經(jīng)過粗加工以后，即可形成半精準(zhǔn)度工件的輪廓。在整個(gè)過程中，速度占據(jù)重要地位，選擇使用直徑較大的刀具操作，不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的全面提升，還能夠規(guī)避刀具磨損的幾率。對(duì)于數(shù)控銑床而言，所控制的只是三個(gè)坐標(biāo)當(dāng)中的任意兩坐標(biāo)，能夠達(dá)到二維控制的目的。
與粗加工不同的是，半精加工更加注重效率與質(zhì)量的有機(jī)協(xié)調(diào)。工件在經(jīng)過半精加工以后，其表面應(yīng)較為光滑且余量保持均勻。而且這一過程的目的就是為精加工的開展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，以期達(dá)到次要表面加工的目標(biāo)。需要注意的是，在實(shí)際的加工過程中，盡可能將零件表面多余的材料予以有效地切除，確保加工零件的表面處于平整的狀態(tài)，最終滿足精準(zhǔn)度的標(biāo)準(zhǔn)要求。
工件清角的加工工藝，要求的并不是加工速度，而是將模具表面統(tǒng)一性以及協(xié)調(diào)性作為重點(diǎn)。需要注意的是，工件清角加工的目的就是將多余材料予以全面清除，為后期精加工操作的開展做出有效地鋪墊，進(jìn)一步推動(dòng)精加工工作的全面開展。若將直徑較小的刀具應(yīng)用在此過程中，很難一次完成切削作業(yè)，所以要進(jìn)行不低于兩次的切削加工，在滿足具體要求的情況下才能夠停止。但是，刀具直徑不應(yīng)當(dāng)超過精加工刀具的直徑。
精加工工藝是最后一道加工工藝，要求各零件尺寸精度、表面粗糙度與形狀精度等方面要符合圖紙要求。通常來講，在精加工表面會(huì)預(yù)留特定余量，主要的目的就是確保切削的時(shí)候刀刃能夠處于平穩(wěn)狀態(tài)，盡可能降低工件加工的誤差，確保表現(xiàn)效果達(dá)標(biāo)。在精加工的過程中，需選擇使用直徑較小的加工刀具。最佳的精加工工序如下：加工外部輪廓→加工凸起部位→加工階梯面與自由型面→加工凹陷→加工其他的低輔助面。
在模具制造過程中，對(duì)于曲面類型芯、型腔的高速精加工，需要注意的內(nèi)容具體表現(xiàn)在：切削的時(shí)候，需保證刀具與工件接觸點(diǎn)能夠跟隨加工表面所具備的曲面斜率以及選擇刀具半徑的轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)出相對(duì)應(yīng)的變化。若所需加工模具的曲面具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，必須保證能夠在一道工序當(dāng)中一次性完成，有效地減少下刀次數(shù)，將模具表面進(jìn)行有效地保存。除此之外，在切削的過程中，要確保刀具進(jìn)給的方向以圓弧形呈現(xiàn)出來，使得切削面連續(xù)且流暢，具有一定的平穩(wěn)性特征。最后，在實(shí)際加工的過程中，應(yīng)盡可能規(guī)避加工停頓情況的發(fā)生，一旦停刀突然很容易導(dǎo)致模具的表面出現(xiàn)微量的形變問題，最終對(duì)加工的精準(zhǔn)度產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至還會(huì)在停刀的位置出現(xiàn)凹痕，進(jìn)而影響其表面質(zhì)量。
首先，可以借助加工仿真軟件對(duì)切削面面積進(jìn)行準(zhǔn)確地計(jì)算，同時(shí)還要對(duì)被切削材料切削率予以相應(yīng)的計(jì)算。只有這樣，進(jìn)行切削的時(shí)候，才能夠確保刀具載荷以及磨損率始終處于平衡，在進(jìn)一步強(qiáng)化加工質(zhì)量的同時(shí)盡可能降低刀具磨損幾率。
其次，數(shù)控銑床在實(shí)際切削中，刀具盡可能選擇斜向下刀切入或是切出方式進(jìn)行。同時(shí)，對(duì)于加工模具型腔同樣要有效地規(guī)避垂直地切入與切出問題的發(fā)生。若條件允許，盡可能選擇螺旋切削的方式如圖1所示，進(jìn)而有效地降低刀具載荷量。
圖1 單刃螺紋銑刀桿
再次，若要求對(duì)大余量零件進(jìn)行加工，應(yīng)借助攀爬式的方式。這種方式最突出的優(yōu)勢(shì)就是可以實(shí)現(xiàn)切削力的有效降低，確保切削硬化的程度得到適當(dāng)?shù)馗纳疲瑢?shí)現(xiàn)切削產(chǎn)生熱量的減少，確保零件切削的實(shí)際質(zhì)量得以全面增強(qiáng)。
最后，數(shù)控銑床切削的時(shí)候，不要對(duì)刀具進(jìn)給的方向進(jìn)行突然地轉(zhuǎn)變，否則會(huì)直接影響切削的速度，最終使切削質(zhì)量明顯下降，并引發(fā)殘留亦或是過切的情況，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)不可估量的安全事故。
對(duì)半精加工工藝的改進(jìn)，切削間距與公差值十分重要。為確保切入穩(wěn)定，必須嚴(yán)格遵循以上順序，盡可能規(guī)避對(duì)于刀具產(chǎn)生的損傷。另外，要確保切削的連續(xù)性，合理安排好加工工序，以免引發(fā)頻繁退刀亦或是換刀的情況。
圖2 通用型數(shù)控銑床切削程序設(shè)計(jì)
工件表面在半精加工的基礎(chǔ)上相對(duì)均勻，然而，凹陷型面位置加工余量仍然較大。一旦加工的余量均勻性較差，必然會(huì)影響切削的穩(wěn)定性，甚至?xí)?duì)加工的最后精度帶來直接的影響。因此，必須安排合理的清角工序以切除多余材料。
精加工工藝對(duì)質(zhì)量與精準(zhǔn)度的要求很高，所以必須對(duì)切削程序予以優(yōu)化設(shè)計(jì)（如圖2），以免出現(xiàn)垂直下刀與大量抬刀問題，盡可能規(guī)避損傷零件的表面。另外，在精銑的過程中，應(yīng)采用順銑的方式，以免出現(xiàn)滑行問題。對(duì)走刀路線的選擇也應(yīng)當(dāng)高度重視加工變形問題，如果有必要，盡量增加走刀的次數(shù)。最重要的就是要保證走刀路線的最優(yōu)化。
綜上所述，對(duì)于數(shù)控切削加工工藝而言，必須要嚴(yán)格遵循基本原則并關(guān)注細(xì)節(jié)內(nèi)容，作為數(shù)控編程工作人員，必須保證切削方法與用量選擇的合理性，盡可能簡(jiǎn)化工序，以實(shí)現(xiàn)工作效率與零件加工質(zhì)量的全面提升。