薄壁结构件圆角高速铣削加工的刀具路径

　　常规NC加工在制定刀具走刀路径的时候，一般采用等切厚切削，即在一次走刀过程中径向切深为一定值。但是，在圆角过度处，加工问题较大。在高速铣削加工薄壁结构时,问题尤为显著。在圆角高速铣削的实践中，可以发现刀具在圆角处的切削力有显著的突变(见图1)。

图1切削力变化曲线图 　        图2直边铣削示意图       　图3圆角铣削示意图

　　针对圆角加工问题，细化圆角刀具路径的方法。在等切厚铣削时，当刀具由直线走刀过渡到圆弧走刀的时候，切入角Qb会增大(如图2、3)。

　　对应于该图有如下公式：

　　cos(Qb)=1-Cl/r　(1)

　　cos(Qb)=1-Cc/r-Cc(r-0.5Cc)/rR　(2)

　　Qb———切入角;

　　Cl———直边铣削时的径向切深;

　　Cc———圆角铣削时的径向切深;

　　r———铣刀半径;

　　R———刀具中心轨迹在圆角处的半径。

　　显然，当Cl=Cc时，在刀具由直线走刀过渡到圆弧走刀的时候，由于切入角的增大而使刀具与工件的接触面积增加,从而引起切削力的突然增大并容易产生振动。切削力的突变造成刀具和工件的加工变形增大，零件的尺寸误差加大，而切削振颤则会在圆角处产生振纹，影响零件的加工质量。

　　细化圆角刀具路径的方法，其思想就是在走刀过程中，保持刀具切入角恒定,或者附加走刀路径，即减小刀具在圆角处的径向切厚，从而避免切削力的超值突变。具体的细化刀具路径图如图4、5所示。

图4等切入角刀具路径细化示意图

图5附加走刀路径细化示意图

　　采用圆角处刀具路径细化方案，可以有效的保持稳定切削，减小因切削力突变而引起的加工变形和可能发生的切削振动，提高了零件的加工质量。

　　同时逆铣时切屑厚度是由薄到厚，由于刃口尺寸效应，在刀刃刚接触工件时，后刀面与工件之间的摩擦较大，易于引起振动，拐角处会出现严重的斜向振纹。顺铣则刚好相反，虽然顺铣的切削力稍大于逆铣时的切削力，但是在切削拐角处时，不会产生明显的振纹。不过顺铣时切屑厚度是由厚到薄，对工件和刀具的冲击力较大，在加工时尽可能减少刀具的悬伸长度和增加工件的刚性。