薄壁結(jié)構(gòu)件圓角高速銑削加工的刀具路徑

　　常規(guī)NC加工在制定刀具走刀路徑的時(shí)候，一般采用等切厚切削，即在一次走刀過程中徑向切深為一定值。但是，在圓角過度處，加工問題較大。在高速銑削加工薄壁結(jié)構(gòu)時(shí),問題尤為顯著。在圓角高速銑削的實(shí)踐中，可以發(fā)現(xiàn)刀具在圓角處的切削力有顯著的突變(見圖1)。

圖1切削力變化曲線圖 　        圖2直邊銑削示意圖       　圖3圓角銑削示意圖

　　針對(duì)圓角加工問題，細(xì)化圓角刀具路徑的方法。在等切厚銑削時(shí)，當(dāng)?shù)毒哂芍本�走刀過渡到圓弧走刀的時(shí)候，切入角Qb會(huì)增大(如圖2、3)。

　　對(duì)應(yīng)于該圖有如下公式：

　　cos(Qb)=1-Cl/r　(1)

　　cos(Qb)=1-Cc/r-Cc(r-0.5Cc)/rR　(2)

　　Qb———切入角;

　　Cl———直邊銑削時(shí)的徑向切深;

　　Cc———圓角銑削時(shí)的徑向切深;

　　r———銑刀半徑;

　　R———刀具中心軌跡在圓角處的半徑。

　　顯然，當(dāng)Cl=Cc時(shí)，在刀具由直線走刀過渡到圓弧走刀的時(shí)候，由于切入角的增大而使刀具與工件的接觸面積增加,從而引起切削力的突然增大并容易產(chǎn)生振動(dòng)。切削力的突變?cè)斐傻毒吆凸ぜ�的加工變形增大，零件的尺寸誤差加大，而切削振顫則會(huì)在圓角處產(chǎn)生振紋，影響零件的加工質(zhì)量。

　　細(xì)化圓角刀具路徑的方法，其思想就是在走刀過程中，保持刀具切入角恒定,或者附加走刀路徑，即減小刀具在圓角處的徑向切厚，從而避免切削力的超值突變。具體的細(xì)化刀具路徑圖如圖4、5所示。

圖4等切入角刀具路徑細(xì)化示意圖

圖5附加走刀路徑細(xì)化示意圖

　　采用圓角處刀具路徑細(xì)化方案，可以有效的保持穩(wěn)定切削，減小因切削力突變而引起的加工變形和可能發(fā)生的切削振動(dòng)，提高了零件的加工質(zhì)量。

　　同時(shí)逆銑時(shí)切屑厚度是由薄到厚，由于刃口尺寸效應(yīng)，在刀刃剛接觸工件時(shí)，后刀面與工件之間的摩擦較大，易于引起振動(dòng)，拐角處會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的斜向振紋。順銑則剛好相反，雖然順銑的切削力稍大于逆銑時(shí)的切削力，但是在切削拐角處時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生明顯的振紋。不過順銑時(shí)切屑厚度是由厚到薄，對(duì)工件和刀具的沖擊力較大，在加工時(shí)盡可能減少刀具的懸伸長(zhǎng)度和增加工件的剛性。