近年来，随着数控机床的普及，数控加工在现代制造业中有着越来越重要的地位。大多数中小企业都购买了数控铣床等数控设备，但其投入与产出比却是不尽人意。虽然拥有现代化的机床，但是加工出来的工件经常是表面质量差或是精度不够，造成工件返工甚至是报废重新加工。究其原因，除了机床选型不合理、工作环境差、操作水平和管理水平低等诸多因素外，主要还与切削工艺方法有关。本文针对数控铣削过程中常见的工件缺陷，提出相应的对策，为提高加工表面质量和精度在切削工艺及其参数的设置作一浅显的探讨。

      1. 问题分析及措施

                                                            图1 改善前的表面
 
 
      造成这种不良加工效果通常是在精加工时的进给速度过快，刀具快速移动时的振动给加工面留下凹凸不平的路径。面铣的精加工f 值建议在1 000mm/min以下，主轴转速S=4 000mm/min，45钢加工效果如图2所示。此外，还有一种精面加工会出现的缺陷就是相邻的两个刀路之间的刀痕不一致，一明一暗，出现这种情况是由于刀具切削时的铣削方向不同，受力大小不同而形成的，对于这类表面要求高的工件，要采用全顺铣方式，如图3所示。

      图2 改善后的表面

     （2）精铣侧面时的接刀痕明显。基本上每一个工件都会要求精铣侧面，在很多的时候我们会看到如图4所示的侧面加工结果。这在精加工中是不允许出现的，因为这个接刀痕不仅是在X、Y坐标方向上有，而且在Z方向也存在分级的刀痕，这是一个严重影响工件尺寸和外观的瑕疵。

   
 
     图4 改善前X、Y、Z三个方向的刀痕

    这种缺陷一般是由进、退刀的位置和参数选取不当以及在深度Z分层下刀造成的。在各种不同的加工软件中对侧面加工提供的铣削方式会有不同，但是都有出入刀参数和下刀深度控制的选择。要改善上述缺陷可以从三个方面作调整。一是选取正确的进刀点，除非特殊情况，不要从侧面中部进刀而应该选在最边的拐角处，且进退刀也不要在同一侧边；二是如果不得不在侧边中间下刀（如全圆加工），要在进退刀时增加一个3～5mm的重叠量，如图5所示；三是侧面精加工采用全切深加工也就是俗称的“一刀过”，若是锥度侧边建议使用锥度刀，作出以上改善后的工件如图6所示。

     图5 增加进退刀的重叠量

      图6 改善后的侧面无接刀痕迹
 

    （3）精铣时换刀后产生的接刀痕 迹。不管是在普通数控加工还是在高速加工中，精铣时更换刀具是不可避免出现的情形，如果在换刀工序不注意对加工参数进行调整，就经常会出现如图7所示的情形。

     图 7  换刀后和上一刀具之间的接刀痕迹

    在底面或是侧面精铣，因为换刀出现接刀痕也是很常见的，很多编程人员在分析这种现象时大多会归结为操机人员在对刀时不够认真或是不能避免的刀具误差。其实不然，因为上一刀具加工这个高度会有误差，换刀后的对刀基准面又和上一刀具相同，这样的话不管换刀后的对刀有没有误差，都会增加一个误差，这时，应该在加工工艺卡中注明换刀后的对刀基准是上一刀具的精加工底面。同时，在程序中对深度Z正留量0.005～0.015mm，就会很轻松解决这个问题。在一些内凹的拐角处需要换小刀具精加工，由于刀具在加工中的受力摆动（相同条件下刀具越小摆动会越大），换小刀具后很容易在拐角处产生接刀痕迹，在加工留量里应该对X、Y留0.01～0.02mm，可以有效减轻“症状”，如图8所示。

     
  
     图8 改善后的大小刀具接刀处平整光亮

     （4）精加工后在侧边或是表面留下批锋或毛刺。现代精益加工对加工零件的表面质量要求越来越高，有批锋或毛刺都是不能接受的，采用挫刀修整会影响外观甚至尺寸精度，在精密车间数控加工的要求是零件CNC铣削后直接使用，不再需要挫刀修整或是砂纸打磨。而在实际的加工中，由于加工工艺或参数不合理经常会出现大量的毛刺和批锋，如图9所示。

        
  
       图9 工艺不合理工件毛刺多

      俗话说“磨刀不误砍柴功” ，精加工的刀具选择不能“省”，一般需要准备专用光面或侧边的新刀具，保证切削锋利。此外，在刀路规划方面，还要增加二次精光刀路，即先光表（侧）面后再精加工侧（表）面，然后再一次精加工表（侧）面，可以确保无毛刺、批锋。对一些细小零件或根本无法进行抛光的零件特别有效。

      （5）特殊形状工件的精加工。由于一般的数控系统只能对直线或圆弧插补，对一些特殊曲线比如椭圆、抛物线、渐开线等则是采用小段的直线插补实现曲线拟合。这个过程是软件根据拟合误差去计算每段直线的长短，如果不注意这个拟合误差则会出现如图10所示的“格仔”形状，那是不能用手工的方法去修复的误差。

 
      这种由于计算误差过大造成的变形还是很容易改善的，很多的编程软件都有单独的控制误差选项，一般将它设为0.001mm，这个数值的大小对计算的速度基本是没有影响的，而且加工效果也不错，如图11所示。

      2. 结语

     总的来讲，要在数控加工中得到一个精度和表面粗糙度都达到要求“完美”的工件是需要非常细心的，高效、高精需要丰富的加工经验作支撑。不断总结经验，写出多、快、好、省的加工程序是无止境的目标。