高速铣削中如何进行数控编程

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

1 高速切削的发展及特点高速切削通常指高主轴转速和高进给速度下的立铣。例如，在铝合金等飞机零件加工中，曲面和结构复杂，材料去除量高达90%～95%，采用高速铣削可大大提高生产效率和加工精度；在模具加工中，高速铣削可加工淬火硬度大于 HRC50的钢件，因此许多情况下可省去电火花加工和手工修磨，在热处理后采用高速铣削达到零件尺寸、形状和表面粗糙度要求。

高速切削中的 NC编程代码并不仅仅局限于切削速度、切削深度和进给量的不同数值。NC编程人员必须改变他们的全部加工策略，以创建有效、精确、安全的刀具路径，从而得到预期的表面精度。

2 高速切削对数控编程的具体要求2.1 保持恒定的切削载荷随着高速加工的进行，保持恒定的切削载荷非常重要。而保持恒定的切削载荷则必须注意以下几个方面：(1)保持金属去除量的恒定。如图 1所示，在高速切削过程中，分层切削要优于仿形加工。

(a)仿形加工 (b)分层切削图1 仿形加工与分层切削对比示意图(2)刀具要平滑地切人工件。如图2所示，在高速切削过程中，让刀具沿-定坡度或螺旋线方向切人工件要优于让刀具直接沿 z向直接插入。

(3)保证刀具轨迹的平滑过渡。刀具轨迹的平滑是保证切削负载恒定的重要条件。如图 3所示，螺旋曲线走刀是高速切削加工中-种较为有效的走刀方式。

(4)在尖角处要有平滑的走刀轨迹。如图 4所[收稿日期] 2013-05-21[作者简介] 曹永志(1977-)，男，廊坊市高级技工学胁师，从事机械制造及自动化方面的研究。

· 51 ·第 13卷·第 3期 曹永志等：高速铣削中如何进行数控编程 2013年 6月命；(7)较好的加工质量等。

3.3 走刀方式的选择对于带有敞口型腔的区域，尽量从材料的外面走刀，以实时分析材料的切削状况。而对于没有型腔的封闭区域，采用螺旋进刀，在局部区域切人。

3.4 尽量减少刀具的切入次数由于之字形模式主要应用于传统加工，因此许多人在高速加工中选择回路或单-路径切削。这是因为在换向时NC机床必须立即停止(紧急降速)然后再执行下-步操作。由于机床的加速局限性，而容易造成时间的浪费。因此，许多人将选择单-路径切削模式来进行顺铣，旧能地不中断切削过程和刀具路径，尽量减少刀具的切入切出次数，以获得相对稳定的切削过程。

3.5 尽量减少刀具的急速换向由于进给量和切削速度非常高，编程人员必须预测刀具是如何切削材料的。除了降低步距和切削深度以外，还要避免可能的加工方 向的急剧改变。

急速换向的地方要减慢速度，急停或急动则会破坏表面精度，且有可能因为过切而产生拉刀或在外拐角处咬边。尤其在 3D型面的加工过程中，要注意- 些复杂细节或拐角处切削形貌的产生，而不是仅仅设法采用平行之字形切削、单向切削或其他的普通切削等方式来生成所有的形貌。

3.6 在 z方向切削连续的平面粗加工所采用的方法，通常是在z”方向切削连续的平面。这种切削遵循了高速加工理论 ，采用了比常规切削更小的步距，从而降低了每齿切削的去除量。

4 保证高速切削精加工余量恒定的要求在高速切削的精加工过程中，保证精加工余量的恒定至关重要。为此，主要注意以下两个方面：4.1 余量Jjn-r(清根)余量铣削类似于笔式铣削，但是其又可以应用于精加工操作。其采用的加工思想与笔式铣削相同，余量铣削能够发现并非同-把刀具加工出的三维工件所有的区域，并能采用-把较小的刀具加工所有的这些区域。余量铣削与笔式铣削的不同之处在于，余量铣削加工的是大尺寸铣刀加工之后的整个区域，而笔式铣削仅仅针对拐角处的加工。

4.2 控制残余高度在切削 3D外形的时候 ，计算 NC精加工步长的方法主要是根据残余高度，而不是使用等量步长。

这种计算步长的算法以不同的形式被封装在不同的CAM软件包中。过去采用这种功能的优势就是进行-致性表面精加工。特别表现在，打磨和手工精加工任务的需求将越来越少。根据 NC精加工路径动态地改变加工步长，有助于切削力保持恒定，从而将不期望的切削振动控制在最小值。

由于高速切削的特殊性和控制的复杂性，在高速切削条件下，传统的 NC程序已不能适应要求。

因此，必须认真考虑加工过程中的每-个细节，深入研究高速切削状态下的数控编程。