5 使用小刀或调整加工工艺

在加工曲面形状的工件时，一般使用球头刀加工。球头刀往复切削时，在2个刀路之间存在切削余量，假设刀路的步距为E，球头刀的半径为R，2个刀路之间切削余量如图7黑色区域所示，这些切削余量影响工件的粗糙度。

图7   2个刀路之间切削余量

切削余量的最大值为FH，计算公式为：

（2）

在球头刀铣削曲面时，假设使用φ10R5 mm的球头刀进行加工，将刀路的步距设为0.2 mm，代入公式（2）计算残留量的最大值为0.001 mm，可以认为FH→0，即使用球头刀用往复刀路切削曲面时，球头刀直径对粗糙度的影响可以忽略不计。因此，影响工件粗糙度的主要因素不是刀具直径而是步距与切削力，步距越大，粗糙度越高，切削力越大，粗糙度越低。

切削力F的计算公式为：

（3）

式中：F—铣削力；Cp—系数；ap—铣削深度；v—进给速度；ω—转速；z—齿数；D—铣刀直径；B—铣刀宽度；Kp—修正系数。

数控机床功率的计算公式为：

（4）

在数控机床功率恒定的情况下，从公式（3）和公式（4）中可以看出，切削力F与刀具半径R、主轴转速ω成反比。因此，为了提升切削力，可以适当选用直径较小的刀具或者适当降低主轴转速，能够降低工件表面的粗糙度。

6 选用高硬度和高钢性的刀具

材质为高速工具钢的铣刀、合金刀等，其硬度可以达到89~95 HRA，刀具表面还有耐磨层，具有硬度高，耐磨、强度和韧性较好，耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，使用这些刀具加工工件，可以延长刀具的使用寿命，提高工件的精度，降低表面粗糙度。

7 加工实例

以某简单工件为例，如图8所示，其具有垂直面、斜面、曲面，介绍该工件外形轮廓、曲面、斜面的加工工艺，现省略粗加工的编程过程。

图8   简单工件

在加工外形轮廓时，采用顺铣工艺，在同一个高度上分层切削，使工件在精加工前，加工余量较少，如图9所示。

图9   在同一个高度上分层切削

在切削工件斜面时，采用等高切削的方式，切削的起点在下方，从下往上逐层往上切削，如图10所示。

图10   从下往上逐层切削

在切削工件上在曲面时，使用球刀平行（或者环状）切削的方式，适当用较小的刀具进行切削，刀路间距较小，如图11所示。

图11   球刀切削

长期的实践证明，加工中心铣削不同类型工件时，灵活运用上述铣削工艺，能加工符合要求的工件，有效避免垂直面斜度产生，降低斜面和曲面的粗糙度，提高工件合格率。

邹泽昌傅枞春

（福建船政交通职业学院 机械与智能制造学院， 福建 福州 350007）

▍原文作者:王希亮，庄严，刘磊，宁涛，胡晋波，付恒，李建，赵冬

▍作者单位：成都宏明双新科技股份有限公司