郑州电力职业技术学院毕业生论文 题目：铣削加工过程中过切与欠切现象的形成原因及控制方法 系 别 机电工程系 专 业 机电一体化 班 级 09机电三班 学 号 20092304 姓 名 论文成绩指导教师答辩成绩主答辩教师综合成绩答辩委员会主任成绩： 优秀□ 良好□ 合格□ 不合格□评语：目 录一 铣削加工 - 1 -（一）铣削加工的概念 - 1 -（二）铣削加工的工艺范围及特点 - 1 -二 数控铣削加工中的过切与欠切 - 2 -（一）选择进给速度不当,产生过切或欠切 - 2 -（二）棱角过渡处理 - 3 -（三）指令不当会产生过切现象或欠切现象 - 4 -三 过切现象的控制方法 - 5 -四 铣削过切现象及形成的原因 - 6 -五 数控铣削加工中的过切原因及控制方法 - 7 -（一）加工拐角时产生过切的原因及解决措 - 7 -（二）建立或撤消刀补时产生过切的原因及解决措施 - 8 -六 铣削欠切现象及形成的原因 - 10 -七 铣削欠切现象的控制方法 - 11 -八 数控铣削加工中的欠切原因及控制方法 - 12 -（一）欠切现象的分类 - 12 -（二）欠切现象产生的原因及采取的措施 - 13 -九 小结 - 20 -参考文献 - 21 -摘 要针对目前铣削加工过程中出现的问题,如何控制过切与欠切是提高加工质量的难点,在查阅大量文献的基础上，本文主要介绍铣削加工中过切与欠切现象形成的原因进行了分析，同时也总结了铣削加工过程中过切与欠切现象的控制方法。
关键词：铣削加工 数控铣削 过切现象 欠切现象 铣削加工过程中过切与欠切现象的形成原因及控制方法铣削加工的生产效率越来越高,这标志着强力铣削已经成为铣削加工的发展方向,但是,提高铣削加工的加工精度更为重要影响铣削加工精度的因素有:铣削振动的影响、铣床本身精度的影响、铣刀及其安装精度的影响等等实践证明,若能有效地控制铣削加工中过切与欠切现象,将大大提高铣削加工的加工精度一 铣削加工（一）铣削加工的概念所谓铣削，就是在铣床上以铣刀旋转作为主运动，工件做进给运动的切削加工方法，铣削加工的主要特点是用多刀刃的铣刀来进行切削，效率较高，加工范围广，可以加工各种形状较复杂的零件；加工精度也较高，其精度一般为IT9~IT7，表面粗糙度值为Ra12.5~1.6um 铣床是继车床之后发展起来的一种工作母机，逐渐形成了完整的机床体系，铣床生产效率高，又能加工各种形状和一定精度的零件，在结构上日趋完整，因此在机器制造中得到了普遍应用，随着国内外新技术的发展，铣床也在不断发展中由于铣床的工作范围广，类型多，常用的铣床功能可以分为四大基本类型，即为升降台式铣床，多功能铣床，龙门铣床，数控铣床 在铣床上，工作必须用夹具装夹才能铣削，最常用的夹具有平口虎钳，平板，万能分度头和回转工作台等。
对于中小型工件，一般采用平口虎钳装夹；对于大中型工件，则多用压板来装夹；对于成批大量生产的工件，为提高生产效率和保证加工质量，应产用专用夹具来装夹二）铣削加工的工艺范围及特点1.铣刀是典型的多刃刀具，加工过程有几个刀齿同时参加切削，总的切削宽度较大；铣削时的主运动是铣刀的旋转，有利于进行高速切削，故铣削的生产率高于刨削加工2.铣削加工范围广，可以加工刨削无法加工或难以加工的表面例如可铣削四周封闭的凹平面、圆弧形沟槽、具有分度要求的小平面和沟槽等3.铣削过程中，就每个刀齿而言是依次参加切削，刀齿在离开工件的一段时间内，可以得到一定的冷却因此，刀齿散热条件好，有利于减少铣刀的磨损，延长了使用寿命4.由于是断续切削，刀齿在切人和切出工件时会产生冲击，而且每个刀齿的切削厚度也时刻在变化，这就引起切削面积和切削力的变化因此，铣削过程不平稳；轻易产生振动5.铣床、铣刀比刨床、刨刀结构复杂，铣刀的制造与刃磨比刨刀困难，所以铣削本钱比刨削高 6.铣削与刨削的加工质量大致相当，经粗、精加工后都可达到中等精度但在加工大平面时，刨削后无明显接刀痕，而用直径小于工件宽度的端铣刀铣削时，各次走刀间有明显的接刀痕，影响表面质量。
二 数控铣削加工中的过切与欠切在机械加工领域,数控机床已成为现代机床的重要发展方向数控机床自动化程度高、加工精确度高、对零件适应性强,因而它被广泛应用于现代机械加工中但是,数控机床在加工中出现的问题不能象普通机床那样可方便的进行人为的调整;所以,在数控加工中必须注意加工过程的每一个细节,周密考虑,力求准确无误在实际编程时,由于轨迹处理不当、工艺过程不合理等原因常导致切削过量或欠量现象,即过切或欠切特别是过切会直影响零件加工精度,其至导致加工产品报废因此,必须引起足够的重视一）选择进给速度不当,产生过切或欠切在轮廓加工中,当零件轮廓有拐角时,刀具容易产生“超程”现象如图1所示,铣刀由A向B运动,当进给速度较高时,由于惯性作用,在拐角处的金属可能出现过切现象,即将拐角处的金属多切去一些为向外凸起的表面, B处会有部分金属未被切除,即出现欠切现象,使轮廓表面产生误差 图 1 过切与控制 解决的办法是,在编程时,在接近拐角前适当地降低进给速度,过拐角后再逐渐增速即将AB分成两段,在AA′段使用正常的进给速度,到A′处开始减速,过B′后再逐步恢复到正常进给速度,从而减少超程量。
目前一些完善的自动编程系统中有超程校验功能时,一旦检测超程误差超过允许值,便可设置适当的“减速”或“暂停”程序段予以控制如图2所示刀具右补偿加工内轮廓面编程轨迹为A-B-C,刀心轨迹有两种,图2(a)按理论刀心轨迹移动P1-P2-P3-P4,会产生过切现象,损坏工件;图2(b)为计算机处理以后的刀心轨迹,无过切,刀心轨迹P1-P2-P3a） 有过切 （b）无过切图 2 内轮廓的刀心轨（二）棱角过渡处理数控铣床铣削棱角轮廓时,若刀具中心位移量与轮廓尺寸相同时,有可能发生过切现象或刀具中心轨迹不能连续现象,如图3所示为此,在编写工件加工程序时,应考虑棱角的过渡轨迹,合理安排过渡程序图 3 棱角过渡的过切与不连续现象解决的办法如图4所示为棱角过渡处理常用的方法图4 (a)中的棱角是由直线与直线轮廓线形成的棱角，编写程序时,刀具的中心轨迹必须延伸至过渡点S,由图可见,过渡点应是两条刀具中心轨迹的交点;图4 (b)是由直线与圆弧轮廓曲线形成的棱角,编写程序时,刀具移动时的中心轨迹必须延伸至过渡点S,再沿直线SA编写一段直线加工程序,然后编写圆弧加工程序;图4 (c)是圆弧与直线轮廓线形成的棱角,加工程序中,增加三段直线程序;图4 (d)是内轮廓刀具中心轨迹。
其它棱角过渡处理方法可按上述方式处理图4 棱角过渡的处理方法（三）指令不当会产生过切现象或欠切现象 1.加工斜面时,使用刀具位置偏置指令不当,会产生过切或欠切现象如图5 (a)所示的情况是由于采用刀具位置偏置指令不当造成过切现象,不当编程程序如下: …N1 G01 X F 水平向右移动;N2 G45 X Y D 沿斜线移动,延长1倍偏置量;N3 Y 垂直向上移动; …如图5 (b)所示情况是由于采用刀具位置偏置指令不当造成欠切现象,不当编程程序如下: …N1 G01G45 X FD 水平向右移动,延长1倍偏置量;N2 X Y 沿斜线移动;N3 G45 Y 垂直向上移动,延长1倍偏置量; …解决的办法是在加工斜面时,尽量避免使用刀具位置偏置指令图 5 斜面加工过切和欠切现象 2.在自动刀具补偿建立后,不能连续插入两个或两个以上与刀补平面内运动坐标无关的程序段否则会引起过切 3.建立或撤消刀补的路径不当 在刀具进入和退出工件时,应注意进刀和退刀的路线,防止刀具和工件干涉而过切或少切,如图6所示,使用刀具半径左补偿G41或右补偿G42,当刀具接近工件轮廓时,数控装置认为是从刀具中心坐标转变为刀具外圆与轮廓相切点的坐标值,若从图6(a)所示方向进刀会发生干涉,改为图6(b)方向进刀则避免过切。
当刀具远离工件轮廓时,数控装置认为是从刀具外圆与轮廓相切点的坐标值转变为刀具中心坐标,若从图6(c)所示方向退刀会发生干涉,改为图6(d)方向退刀则避免过切加工时数据起点与终点不闭合,也会导致进刀和退刀时刀具位置不重合,造成欠切解决欠切的关键是使曲线数据闭合,为消除刀痕,越过曲线上的实际切入点再退刀图 6 刀具的切入与切出三 过切现象的控制方法（一）提高工艺系统的刚性刚性增大,可以避免刀具、夹具、机床、工件因刚性不足而产生的拉动现象,从而消除过切二）选择恰当的加工余量要根据加工的实际要求,选择合适的加工余量三）根据需要,选择合适的刀具刀具的磨损程度不同,对加工质量的影响不同铣削加工中,若需要控制加工精度且加工余量比较小,此时应该使用进入正常磨损阶段初期的铣刀四）在铣削过程中,要考虑工件形状、刚性、材料、切削用量、铣削方式等相关因素之间的关系,选择最恰当的铣削方案进行加工五）过切是无法消除的四 铣削过切现象及形成的原因（一）过切现象 铣削过切现象是指在铣削过程中,由于各种原因使得实际切削的金属层超过预定加工位置的现象例如:用圆柱铣刀进行平面铣削时,由于铣削振动的存在使得实际加工完的平面产生起伏,若其高处符合预定位置的加工要求,而低处则超过了预定的位置要求,形成过切;用立铣刀周刃精铣盘形凸轮轮廓的型面时,经过测量加工余量为0.15mm,按照加工余量将工作台精确移位,但发现实际铣削了0.20mm,此时过切了0.05mm。
过切与表面粗糙度微观几何精度的概念不一样,过切可以在局部发生,也可以在全部加工表面出现;局部过切可能是连续发生,也可能是间隔断续出现二）过切现象形成的原因 1.由刀具引起的铣刀刃磨的精度差,安装精度差,加工时将产生切削刃的回转跳动,从而导致铣削时切除余量过多,产生过切现象 当铣刀使用磨损变钝后,换用锋利的铣刀加工,会出现余量控制不当的情况,即将刀具磨损后铣刀避让的余量一同铣掉而造成过切 在仿形铣削过程中,选用的铣刀切削部分形状和工件型面形状不匹配,如指状铣刀球头直径大于型面最小圆弧直径,可能产生过切 2.由被加工工件引起的若铣削加工的工件刚性比较差,铣削时容易受切削力的拉动,而产生过切 3.由机床本身引起的铣削过程中,若机床工作台控制切削余量的方向没有锁紧、摇把方向有间隙等,均能产生过切 4.由铣削方法与铣削方式引起的如采用立铣刀周刃铣削台阶两侧面,机床的进给方向发生改变,若按照预定计算值控制台阶宽度,可能产生过切又如采用铣刀周刃铣削,半精铣用逆铣方式,精铣采用顺铣方式,此时就可能产生过切另外,在连接部位或铣削中途发生不恰当的铣削停顿,也会产生过切现象可见,铣削方法和铣削方式发生改变,易产生过切五 数控铣削加工中的过切原因及控制方法在机械加工领域数控机床已成为企业生产的关键设备，特别是近年来，数控铣床均具备了刀具半径补偿指令可以直接。