高速加工优选走刀方式

2013-03-29 11:41 发布者：admin 评论：0 浏览：292

摘要：高速加工优选走刀方式

1) 进、退刀高速加工时，刀具切入工件的方式，不仅影响加工质量，同时也直接关系到加工的安全。刀具高速切削工件时，工件将对刀具产生一定的作用力。此外，刀具以全切深和满进给速度切入工件将会缩短刀具寿命。通过较平缓地增加切削载荷，并保持连续的切削载荷，可以达到保护刀具的目的。确定刀具、进退刀方式时，应注意在切入工件时尽量采用沿轮廓的切向或斜向切入的方式缓慢切入工件(比如：直线式切入和螺旋式切入)，以保持刀具轨迹光顺平滑。
    斜线和螺旋式切入方式适用于简单型腔的粗加工。加工表面质量和精度要求高的复杂型面时，采用沿曲面的切矢量方向或螺旋式进、退刀，这样刀具将不会在工件表面的进退刀处留下驻刀痕迹，从而获得高的表面加工质量。对于深腔件的加工，螺旋式切入是一种比较理想的进刀方式，采用相同或不同半径的螺旋路径，自内向外地逐步切除型腔材料，非常适合深腔件的高速加工。
    2) 移刀高速加工中的移刀是指在高进给速度时相邻刀具路径间有效过渡的连接方式。平行线扫描表面加工是精加工复杂型面的一种手段。但是这种方法容易在每条刀具路径的末端造成进给量的突然变化。进给速度适中时，在扫描路径之间采用简单的环型刀具路径可以适当缓解拐角处进给量的突然变化。但是，进给速度较高时，这种简单的环型运动仍然太突然。这种情况下，在扫描路径间采用“高尔夫球棒”式移刀则更为有效。
3) 拐角加工如何实现高效率的拐角加工，也是优化刀具路径的一个重要方面。加工工件的内锐角时，刀具路径可采用圆角或圆弧走刀，并相应地减小进给速度，这样在加工拐角时可以得到光滑的刀具轨迹，并可保持连续的高进给速度及加工过程的平稳性。然后拐角的残留余量可通过再加工工序去除。
    4) 重复加工重复加工是对零件的残留余量进行针对性加工的加工方法。在高速加工中，重复加工主要应用于二次粗加工以及笔式铣削和残余铣削。
    采用二次粗加工时，先进行初始粗加工，然后根据加工后的形状计算二次粗加工的加工余量。在等高线粗加工中，由于零件上存在斜面，加工后会在斜面上留下台阶，从而导致残留余量不均匀，并引起刀具载荷不均匀。采用二次粗加工，可使用不同于初始粗加工的方法——平行线法、螺旋线法等，来获得均匀余量。这样可以更有效地保持刀具进行连续切削，减少空走刀，并提高精加工的加工效率。
    笔式铣削主要运用于半精加工的清根操作，它通过找到前道工序大尺寸刀具加工后残留部分的所有拐角和凹槽，自动驱动刀具与两被加工曲面双切，并沿其交线方向运动来加工这些拐角。笔式铣削允许使用半径与3D拐角或凹槽相匹配的小尺寸刀具一次性完成所有的清根操作，可极大地减少退刀次数。此外，笔式铣削可以保持相对恒定的切屑去除率，这对于高速加工特别重要。精加工带有壁面和底面的零件时，如果没有笔式铣削，刀具到达拐角时，将要去除相当多的材料。采用笔式铣削时，拐角已被预先进行清根处理，因此可减少精加工拐角时的刀具偏斜和噪声。
    残余铣削与笔式铣削极为相似。残余铣削可以找到前道工序使用各种不同尺寸刀具所形成的3D型面，且只用一把尺寸较小刀具来加工这些表面。它与笔式铣削的不同之处在于它是对前道工序采用较大尺寸刀具加工后所残留的整个表面进行加工，而笔式铣削只对拐角进行清根处理。
    5) 高效率切削法(HEM) 高效率切削法(HEM) 又称“Fukui Climbing”切削法，是实现高材料去除率的一种新的高效率粗加工方法。HEM是通过“Fukui method cutting”(福井高侧刃切削法)和“Climb up cutting”上爬式切削法)得以实现的。福井切削法是日本福井雅彦教授提出的高轴向深度铣削法，通过将Z向切削深度调整为刀具直径的1～2倍，可高效率地切削出垂直梯级式粗略工件外形。采用福井法加工后，再采用上爬式切削法，可以使加工表面的形状和精度更加接近零件的最终加工要求。上爬式切削时，采用较细的梯级节距来去除剩余梯级面，刀具从底部开始，一层一层地向上切削，梯级节距调整范围为0.5～3mm，加工表面较陡时，可采用较宽的梯级节距，加工表面较平时，可采用较细密的梯级节距。
    6) 余摆线式加工余摆线加工是利用高速加工刀具侧刃去除材料来提高粗加工速度的新技术。采用余摆线加工时，刀具始终沿着具有连续半径的曲线运动，采用圆弧运动方式逐次去除材料，对零件表面进行高速小切深加工，有效地避免了刀具以全宽度切入工件生成刀具路径。每环圆弧运动中，向前运动时刀具切削工件，向后运动时进行刀具冷却，并允许自由去除材料。当加工高硬度材料或采用较大切削用量时，刀具路径中刀具向后运动的冷却或自由去除材料圆弧段与向前运动的加工圆弧段相平衡，实现了刀具切削条件的优化。此外，余摆线加工的刀具路径全部由圆弧运动组成，走刀方向上没有突然的变化，是有利于实现高速加工的粗、精加工的一种理想加工状况。所以，摆线式加工特别适用于加工高硬度材料和高速加工的各种粗加工工序(比如腔体加工)，不仅能够使机床在整个加工过程中保持连续的进给速度，获得高的材料去除率，并且可延长刀具寿命。
    7) 插入式加工插入式加工是使用特制插入式加工刀具进行深型腔件加工的一种方法。它采用钻削式刀具路径沿加工中心的Z轴方向从深腔去除材料。该方法是粗加工深型腔件和用大直径刀具加工相对较浅腔体的一种有效方法。

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