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切削的刀具加工路徑和高速切削的應(yīng)用
2014-11-28 15:57:43

為了滿(mǎn)足上述基本要求,設(shè)計(jì)的刀具路徑應(yīng)是:

1、進(jìn)刀時(shí)采用螺旋或弧進(jìn)刀,使刀具逐漸切入零件,以保證切削力不發(fā)生突變,延長(zhǎng)刀具壽命。

2、切削速度的連續(xù)和無(wú)突變,使切削連續(xù)平穩(wěn),否則,將產(chǎn)生沖擊。

3、切削時(shí)使用順銑使切削過(guò)程穩(wěn)定,不易過(guò)切,刀具磨損小,表面質(zhì)量好。

4、采用小的軸向切深以保證小的切削力、少的切削熱和排屑的順暢。

    無(wú)切削方向突變,即刀具軌跡是無(wú)尖角的,普通加工軌跡的尖角處用圓弧或其他曲線(xiàn)來(lái)取代,從而保證切削方向的變化是逐漸的而不是突變的。這樣有兩點(diǎn)好處:一是現(xiàn)代高速機(jī)床的控制系統(tǒng)都有程序段前視和尖角自動(dòng)減速功能,即在到達(dá)尖角前,將自動(dòng)降低進(jìn)給速度,這樣雖然減小了沖擊,且避免了過(guò)切,但卻損失了進(jìn)給速度。軌跡是無(wú)尖角的,自然也就避免了這種情況的發(fā)生;二是在尖角處切削負(fù)荷會(huì)突然加大,引起沖擊。軌跡是無(wú)尖角的時(shí)候這種問(wèn)題同樣不存在

粗加工時(shí)常用的刀具路徑有:

    Z向等高線(xiàn)層切法,即將零件分成若干層,一層一層逐層往下切,在每層中將零件的所有區(qū)域加工完再進(jìn)人下一層,在每一層均采用螺旋或圓弧進(jìn)刀,同時(shí)采用無(wú)尖角刀具軌跡。這樣有利于排屑,也避免了切削力發(fā)生突變。對(duì)薄壁件來(lái)說(shuō),更應(yīng)采用這種刀具軌跡,因?yàn)檫@種刀具軌跡在切削過(guò)程中還能使薄壁保持較好的剛性。

等高線(xiàn)層切法

 

插銑刀具路徑

    對(duì)于深度很深的腔體的粗加工可采用插銑的方法來(lái)進(jìn)行,因?yàn)榍惑w很深時(shí),需要很長(zhǎng)的刀具,這時(shí)刀具的剛性很差,按常規(guī)的切削路線(xiàn)切削刀具易變形,而且也易產(chǎn)生振動(dòng),影響加工質(zhì)量和效率,采用插銑的軌跡正好可解決這一問(wèn)題。

擺線(xiàn)刀具路徑

    另一種更新的粗加工刀具軌跡是擺線(xiàn)刀具軌跡,“擺線(xiàn)”是指當(dāng)一個(gè)圓沿著一條曲線(xiàn)作純滾動(dòng)時(shí),圓上某一固定點(diǎn)的軌跡。采用這種刀具軌跡使刀具在切削時(shí)距某條曲線(xiàn)(一般是零件的輪廓線(xiàn)及其平移線(xiàn))保持一個(gè)恒定的半徑,從而可使進(jìn)給速度在加工過(guò)程中可保持不變,而且這時(shí)的徑向吃刀量一般取刀具直徑的5%左右,因此刀具的冷卻條件良好,刀具的壽命較長(zhǎng)。這對(duì)高速加工是非常有利的。

擺線(xiàn)刀具路徑

精加工時(shí)常用的刀具路徑有:

先在陡峭面用Z向等高線(xiàn)層切法加工,然后在非陡峭面采用表面輪廓軌跡法加工;

精加工方法一


    先用表面輪廓軌跡法加工所有面,再在垂直方向上加工陡峭面。

精加工方法二


    薄壁件的精加工采用Z向等高線(xiàn)層切法。當(dāng)然在加工過(guò)程中同樣每一層都要盡量作到螺旋或園弧進(jìn)刀,采用無(wú)尖角刀具軌跡。

    如加工的是單一型腔的薄壁件,應(yīng)盡量采用走刀路線(xiàn),它比單純的等高線(xiàn)逐層切法對(duì)保持薄壁的剛性更好,從而保證加工余量均勻,零件變形小。對(duì)薄底零件應(yīng)采用的走刀軌跡。即從離支撐最遠(yuǎn)的點(diǎn)開(kāi)始切削,分層切削直到深度到位;每次深度銑到以后再向支撐處移動(dòng)一個(gè)徑向切深,重復(fù)上一步的過(guò)程,直至切削完成。相當(dāng)于將薄壁件的等高線(xiàn)逐層切法轉(zhuǎn)動(dòng)90°。這樣才能在切削時(shí)較好地保持零件剛性,避免振動(dòng)。

薄底件推薦走對(duì)路線(xiàn)

    刀具路徑的優(yōu)化對(duì)高速切削是非常必要的對(duì)不同形狀的零件及不同的加工過(guò)程應(yīng)采用不同的刀具軌跡,但螺旋或圓弧進(jìn)刀、切削速度的連續(xù)和無(wú)突變以及無(wú)尖角刀具軌跡是在各種對(duì)具路線(xiàn)中都應(yīng)盡量采用的,以保證切削過(guò)程的平穩(wěn)、快速。

    以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工精度為主要特征的高速切削技術(shù),最近十幾年發(fā)展迅猛,在航空航天、模具制造及精密微細(xì)加工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此,高速加工技術(shù)的研究已成為國(guó)內(nèi)外制造領(lǐng)域重要的研究項(xiàng)目之一。高速切削不僅提高了對(duì)機(jī)床、夾具、刀具和刀柄的要求,同時(shí)也要求改進(jìn)刀具路徑策略,因?yàn)槿袈窂讲缓侠?,在切削過(guò)程中就會(huì)引起切削負(fù)荷的突變,從而給零件、機(jī)床和刀具帶來(lái)沖擊,破壞加工質(zhì)量,損傷刀具。在高速切削中由于切削速度和進(jìn)給速度都很快,這種損害比在普通切削中要嚴(yán)重的多,因此,必須研究適合高速切削的路徑,將切削過(guò)程中切削負(fù)荷的突變降至最低??梢哉f(shuō),高速切削機(jī)床只有有了合理的高速刀具軌跡才能真正獲得最大效益。為了消除切削過(guò)程中切削負(fù)荷的突變,刀具路徑應(yīng)滿(mǎn)足以下基本要求:

1、切削是等體積切削,即切削過(guò)程中切削力恒定。

2、盡量減少空行程。

3、盡量減少進(jìn)給速度的損失。

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