順銑和逆銑的異同分析

摘 要：順銑和逆銑是現(xiàn)代加工技術中經(jīng)常使用到的術語，但關于順銑和逆銑的定義以及異同點各類書籍中也不盡相同，因此目前沒有一個關于順銑和逆銑的標準定義，不同的行業(yè)或者相同行業(yè)不同的公司等，對順銑和逆銑的定義也是各有分歧。該文根據(jù)筆者對順銑逆銑的一些經(jīng)驗，對順銑和逆銑進行簡單闡述分析，希望能給大家?guī)韼椭?/p>

關鍵詞：順銑 逆銑

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0236-02

1 順銑與逆銑的定義

一般機械加工術語的定義都采取力的分析形式，大多數(shù)資料里對于術語的解釋也同樣用到力的分析，可見力在機械加工中是必不可少的。因此，該文對順銑和逆銑的定義也進行了分析解釋。

（1）順銑在工件的切削部位，刀具施加給工件的力F合在機床工作臺運動方向上的分力Fi工與機床工作臺施加給工件的力在機床工作臺運動方向上的分力F臺工方向相同，即為順銑。圖1為順銑示意圖：在已加工表面與過渡加工表面的相交處刀具的切削運動方向和工作臺相對移動方向相同（工件與工作臺之間無位移），切屑由厚變薄。在機床主軸正轉，切削工件內輪廓時，繞工件內輪廓順時針走刀即為順銑：切削工件外輪廓時，繞工件外輪廓順時針走刀即為順銑；切削工件內輪廓時，繞工件內輪廓逆時針走刀即為順銑；在機床主軸反轉，切削工件外輪廓時，繞工件外輪廓逆時針走刀即為順銑。相對工件的運動方向，刀具的切出角等于零，刀具的切人角不等于零。

（2）逆銑在工件的切削部位，刀具施加給工件的力F合在機床工作臺運動方向上的分力Fi工與機床工作臺施加給工件的力在機床工作臺運動方向上的分力方向相反，即為逆銑。其表現(xiàn)形式為（見圖2）：在已加工表面與過渡加工面的相交處刀具的切削運動方向和工作臺的移動方向相反（工件與工作臺之間無位移），切屑由薄變厚（可形象理解為挖）。在機床主軸正轉，切削工件外輪廓時，繞工件外輪廓逆時針走刀即為逆銑；切削工件內輪廓時，繞工件內輪廓順時針走刀即為逆銑；在機床主軸反轉時，切削工件內輪廓時，繞工件內輪廓逆時針走刀即逆順銑；切削工件外輪廓時，繞工件外輪廓順時針走刀即為逆銑。相對工件的運動方向，刀具的切人角等于零，刀具的切出角不等于零。

2 順銑與逆銑對切削的影響

在不考慮機床主軸剛性的情況下，機床間隙與切削加工時刀具所產(chǎn)生的彈性彎曲變形最終都將會反應在工件上。所以必須清楚地了解順銑與逆銑對切削的影響。由于普通機床的各傳動軸之間是采用絲桿螺母進行傳動的，所以間隙較大，在機械加工中必須予以考慮；而數(shù)控機床的各傳動軸之間是采用滾珠絲杠進行傳動的，所以間隙較小，在機械加工中可忽略不計。下面介紹一下順銑與逆銑數(shù)控方面對切削的影響：由力的相互作用原理可知，工件施加給刀具的力F工刀與刀具施加給工件的力大小相等，方向相反。

當采用順銑時：

當采用逆銑時：

式中F工刀—刀具所受的力

F彈一刀具的彈性變形力

F壓—施加給刀具的壓力

切削時會出現(xiàn)“欠切”或“過切”的現(xiàn)象。所謂“欠切”即刀具在切削時發(fā)生讓刀，導致切削不完全所致；而“過切”即在立銑刀逆銑時出現(xiàn)啃刀，導致切削量過大。而以上兩種情況中所產(chǎn)生的“欠切量”和“過切量” f，其大小由刀具伸出量、刀具材料、刀具形變作用力、刀具直徑以及所受壓力共同作用決定。

式中：f一過切量或欠切量

L—刀長

F—刀具的彈性變形力的反作用力

E—刀具材料的彈性模量

α—力到刀具裝夾點的距離

I—刀具的慣性矩

順銑和逆銑過程中，想要減少欠切和過切的發(fā)生，需要仔細考慮刀具的選擇。從上式直徑越大則過切量或者欠切量越小，因此考慮到提高生產(chǎn)效率、減小刀具變形彎曲程度，刀具的直徑在滿足的前提下越大越好；安裝刀具時，刀桿的伸出量越小越好。

粗加工時，切削量較大，為了編程時參數(shù)設置方便，一般采取順銑；精加工或者半精加工時，切削量較小，相應的刀具的彎曲程度也較小，所以在精加工或者半精加工時兩種方式都可以采用。

金屬表面加工時，由于壓力和摩擦，已加工的表面的金屬顆粒會產(chǎn)生擠緊、變形、破碎等情況，經(jīng)過這些變形重塑的金屬便面其硬度會增強，但同時其柔韌性、延展性以及疲勞強度會隨之降低，再次切削此表面難度增加。在刀具狀態(tài)和冷卻條件相同的情況下，順銑產(chǎn)生的熱量要遠遠大于逆銑，刀具和工件的作用力也相對較大，因此順銑加工后工件表面硬化程度高，再加工較難，這也是往往把順銑放在最后精加工的原因。

3 刀具與順銑逆銑的關系

（l）刀具材料對順銑與逆銑的影響， 目前銑削刀具材料有以下4類：陶瓷、硬質合金、超硬刀具材料以及工具鋼（包括高速鋼、合金工具鋼、碳素工具鋼）。通常刀具材料都要具備高強度和高韌性，另外良好的硬度和耐磨性也是刀具材料應該具備的。通常在切削過程中都會產(chǎn)生大量的熱量，如果在這種條件下刀具仍能夠完成切削工作，這就要求材料有較好的耐熱性，耐熱性越好，切削速度也就越快。以上4種材料，硬質合金耐熱性能較好，所以被廣泛應用于高速加工，而工具鋼所制成的刀具一般用于低速加工過程。

（2）切削溫度對刀具壽命的影響 無論是順銑還是逆銑都會產(chǎn)生熱量，這里稱之為切削熱，熱切削熱會導致切削溫度升高，這樣會導致工具發(fā)生形變，從而影響加工的精度和工件的表面質量。同時切削溫度也會降低工具的壽命。

相關實驗表明，刀具和切削屑之間的摩擦力極大，且此處熱量不易傳出，一次產(chǎn)生的熱量也很大，切削刃處的最高溫度可達900℃。因此在高溫下刀具很容易出現(xiàn)各種磨損，例如粘結磨損、相變磨損、氧化磨損和擴散磨損。前面說過順銑所受到的摩擦力要比逆銑大很多，所以順銑產(chǎn)生的熱量也比逆銑要多，在良好的冷卻條件下，熱量可以及時傳出，這樣順銑和逆銑對刀具的磨損相差不多，但是如果冷卻效果不好，順銑產(chǎn)生的熱量大，所以刀具磨損情況要高于逆銑。

另外熱量的傳散與加工時切削速度有關，切削速度越快則熱量產(chǎn)生越多，切屑內存在的熱量也越多，大量的熱被切屑帶走，從而留在工件和刀具中的熱量減小。不同材料的工件切屑所帶走的熱量也不相同。高速切削時切屑能夠帶走大量的熱，此時順銑逆銑對刀具的影響差不多，但是低速切削時，由于順銑時刀屑接觸時間長，產(chǎn)生的熱量也多，多刀具的磨損自然大于逆銑。

綜上可以看出，順銑對于刀具材料的要求更高，特別是較大的工件，刀具材料不宜選擇工具鋼，因為工具鋼類材料無論是耐磨性還是耐熱性都相對較差。而硬質合金類材料這方面的差別較小。

4 結語

（l）有良好的冷卻效果時，在切削過程中如果刀具彈性形變很小，為了延長刀具的使用壽命增強工件表面硬度，則粗加工和半精加工時都采用逆銑，最終的精加工采用順銑。

（2）沒有良好的冷卻效果時，加工較小工件一般采取順銑，首先編程時參數(shù)設置方便，其次可以保證工件便面的硬度，刀具首選硬質合金刀具或者工具鋼類刀具；在加工較大工件時，首選逆銑，這樣可以延長刀具使用壽命，若工件表面硬度要求較高，則才用硬質合金刀具，并且最終精加工采用順銑，之前的加工采用逆銑。