1.4 數控加工中常遇到的問題及解決方法

在數控編程中，常遇到的問題有撞刀、彈刀、過切、漏加工、多余的加工、空刀過多、提刀過多和刀路凌亂等問題，這也是編程初學者急需解決的重要問題。

1.4.1 撞刀

撞刀是指刀具的切削量過大，除了切削刃外刀桿也撞到了工件。造成撞刀的原因主要是安全高度設置不合理或根本沒設置安全高度、選擇的加工方式不當、刀具使用不當和二次開粗時余量的設置比第一次開粗設置的余量小等。

下面以圖表的方式講述撞刀的原因及其解決的方法，見表1-4。

除了上述原因會產生撞刀外，修剪刀路有時也會產生撞刀，故盡量不要修剪刀路。撞刀產生最直接的后果就是損壞刀具和工件，更嚴重的可能會損害機床主軸。

1.4.2 彈刀

彈刀是指刀具因受力過大而產生幅度相對較大的振動。彈刀造成的危害就是造成工件過切和損壞刀具，當刀徑小且刀桿過長或受力過大都會產生彈刀的現象。

下面以圖表的方式講述彈刀的原因及其解決的方法，見表1-5。

1.4.3 過切

過切是指刀具把不能切削的部位也切削了，使工件受到了損壞。造成工件過切的原因有多種，主要有機床精度不高、撞刀、彈刀、編程時選擇小的刀具但實際加工時誤用大的刀具等。另外，如果操機師傅對刀不準確，也可能會造成過切。

如圖1-7所示是由于安全高度設置不當而造成的過切。

1.4.4 欠加工

欠加工是指模具中存在一些刀具能加工到的地方卻沒有加工，其中平面中的轉角處是最容易漏加工的，如圖1-8所示。

類似于圖1-9所示的模型，為了提高加工效率，一般會使用較大的平底刀或圓鼻刀進行光平面，當轉角半徑小于刀具半徑時，則轉角處就會留下余量，如圖1-9所示。為了清除轉角處的余量，應使用球刀在轉角處補加刀路，如圖1-10所示。

1.4.5 多余的加工

多余的加工是指對于刀具加工不到的地方或電火花加工的部位進行加工，多余的加工多發生在精加工或半精加工。

有些模具的重要部位或者普通數控加工不能加工的部位則需要進行電火花加工，所以在開粗或半精加工完成后，這些部位就無須再使用刀具進行精加工了，否則就是浪費時間。如圖1-11和圖1-11所示的模具部位就無須進行精加工了。

另外，模具中一些非重要部位在不影響裝配的情況下，也可以不進行精加工。

1.4.6 空刀過多

空刀是指刀具在加工時沒有切削到工件，當空刀過多時則浪費時間。產生空刀的原因多是加工方式選擇不當、加工參數設置不當、已加工的部位所剩的余量不明確和大面積進行加工，其中選擇大面積的范圍進行半精加工或精加工最容易產生空刀。

為避免產生過多的空刀，在編程前應詳細分析加工模型，確定多個加工區域。編程總脈絡是開粗用偏置區域清除模型的策略，精加工平面用偏置平坦面精加工的策略，陡峭的區域用等高精加工策略，平緩區域用平行精加工策略。

如圖1-12（a）所示的加工，在加工頂平面時在孔中間產生大量的空刀；如圖1-12（b）所示的刀路，在精加工兩邊側面時，中間的平緩面也產生了大量的刀軌，而這些刀軌加工平緩面的效果并不好，需要增加專門的刀路來加工，所以也被視為無用的空刀，浪費加工時間。

1.4.7 殘料（加工余量）的計算和測量

殘料的計算對于編程非常重要，因為只有清楚地知道工件上任何部位剩余的殘料，才能確定下一工序使用的刀具及何種加工方式。

把刀具看做是圓柱體，則刀具在直角上留下的余量可以根據勾股定理進行計算，如圖1-13所示。

如果并非直角，而是有圓弧過渡的內轉角時，其余量同樣需要使用勾股定理進行計算，如圖1-14所示。

如圖1-15所示的模型，其轉角半徑為5mm，如果使用d30r5的飛刀進行開粗，則轉角處的殘余量約為4mm；當使用d12r0.4的飛刀進行等高清角時，則轉角處的余量約為0.4mm；當使用 d10 或比 d10小的刀具進行加工時，則轉角處的余量為設置的余量，當設置的余量為“0”時，則可以完全清除轉角上的余量。

另外，初學者或編程經驗不足的人應特別注意模具或工件中溝狀和管狀特征的加工，如果殘余量估算不準確，極容易使精加工吃大量過大，輕則加工效果不理想，重則損壞刀具或造成過切。

如圖1-17所示的一個溝狀加工，其底部圓弧半徑為15，如使用D8的平底刀進行二次粗加工，其底部殘留的最大余量是多少呢？下面簡單介紹兩種常用的方法。

1.畫圖法

在CAD軟件中繪制如圖1-18（a）所示的草圖，然后標注如圖1-18（b）所示的尺寸，即可得出使用D8平底刀加工R15的圓弧溝狀時，其底部殘留的最大余量約0.66mm，所以，此時還不能直接進行底部區域的精加工。

2.刀路測量法

當使用D8的刀具編程并生成刀路后，可直接在Power MILL 10.0軟件中使用〖測量器〗命令測量余量高度，如圖1-19所示。