薄壁結構件圓角高速銑削加工的刀具路徑

　　常規NC加工在制定刀具走刀路徑的時候，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構時,問題尤為顯著。在圓角高速銑削的實踐中，可以發現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

　　針對圓角加工問題，細化圓角刀具路徑的方法。在等切厚銑削時，當刀具由直線走刀過渡到圓弧走刀的時候，切入角Qb會增大(如圖2、3)。

　　對應于該圖有如下公式：

　　cos(Qb)=1-Cl/r　(1)

　　cos(Qb)=1-Cc/r-Cc(r-0.5Cc)/rR　(2)

　　Qb———切入角;

　　Cl———直邊銑削時的徑向切深;

　　Cc———圓角銑削時的徑向切深;

　　r———銑刀半徑;

　　R———刀具中心軌跡在圓角處的半徑。

　　顯然，當Cl=Cc時，在刀具由直線走刀過渡到圓弧走刀的時候，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生振動。切削力的突變造成刀具和工件的加工變形增大，零件的尺寸誤差加大，而切削振顫則會在圓角處產生振紋，影響零件的加工質量。

　　細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。具體的細化刀具路徑圖如圖4、5所示。

圖4等切入角刀具路徑細化示意圖

圖5附加走刀路徑細化示意圖

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

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