机加工挖槽和型腔加工的三种进刀方式
(2016-05-31 10:14:59)
标签:
挖槽型腔加工进刀 |
分类: 加工制造 |
垂直下刀
(1)小面积切削和零件表面粗糙度要求不高的情况
使用键槽铣刀直接垂直下刃并进行切削。固然键槽铣刀其端部刀刃通过铣刀中心,有垂直吃刀的能力,但由于键槽铣刀只有两刃切削,加工时的平稳性也就较差,因而表面粗糙度较n;同时在同等切削条件下,键槽铁刀较立铁刀的每刃切削量大,因而刀刃的磨损也就较大,在人面积切削中的效率较低。所以,采用键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削的方式,通常只用于小面积切削或被加工零件表面粗糙度要求不高的情况。
(2)大面积切削和零件表面粗糙度要求较高的情况
大面积的型腔一般采用加工时具有较高的平稳性和较长使用寿命的立铣刀来加工,但由于立铣刀的底切削刃没有到刀具的中心,所以立铣刀在垂直进刀时没有较大切深的能力,因此一般先采用键槽铣刀(或钻头)垂直进刀后,再换多刃立铣刀加工型腔。在利用CAM软件进行编程的时候,一般都会提供指定点下刀的选项。
螺旋下刀
螺旋下刀方式是现代数控加工应用较为广泛的下刀方式,特别是模具制造行业中应用最为常见。刀片式合金模具铣刀可以进行高速切削,但和高速钢多刃立铣刀一样在垂直进刀时没有较大切深的能力。但可以通过螺旋下刃的方式,通过刀片的侧刃和底刃的切削,避开刀具中心无切削刃部分与工件的干涉,使刃具沿螺旋朝深度方向渐进,从而达到进刀的目的。这样,可以在切削的平稳性与切削效率之间取得一个较好的平衡点。
在CAXA中,螺旋下刀方式设置选项主要有4项:半径、螺距、第一及第二层以后螺旋进刀高度。螺旋半径的大小一般情况下应大于刀具直径的50%,但螺旋半径过大,进刀的切削路程就越长,下刀耗费的时间也就越长,一般不超过刀具直径的大小,螺距的数值要根据刀具的吃深能力而定,一般在0.5~1之间:第二层进刀高度一般即是第一层下刀高度减往慢速下刀的间隔即可。
在MasterCAM中,则对螺旋下刀方式作了更人性化和更细致的设定,如给定一个螺旋半径大小的范围,系统可以根据工件的外形自动往判定和选择最为合适的土径往下刀;X,Y方向安全间隔可以更好地避免下刀时造成的干涉现象的发生;还有在螺旋下刀时是采用Z向还是水平方向的进刀速率,以及螺旋下刀失败时是改为垂直进刀还是中断程式等。和CAXA相比,MasterCAM不是用螺距而是用螺旋升角来设置刀具运动一周后沿Z轴切深的间隔的。螺旋升角选取得太小,螺旋圈数增多,切削路程加长;升角太大,又会产生过大的端刃切削,一般取3°~10°之间为宜。
螺旋下刀也有其固有的弱点,比如切削路线较长、在比较狭窄的型腔加工中往往由于切削范围过小无法实现螺旋下刀等,所以有时需采用较大的下刀进给或钻下刀孔等方法来弥补,所以选择螺旋下刀方式时要留意灵活运用。
手工编写螺纹下刀程式比较繁琐,在华中21M或22M系统中可利用G02/G03螺旋进给指令(详见21M世纪星铣削数控装置编程说明书第24页)来实现。但一般在手工编程过程中不常用螺旋下刀。
斜线下刀
斜线下刀时刀具快速下至加工表面上万一个间隔后,改为以一个与工件表面成一角度的方向,以斜线的方式切进工件来达到Z向进刀的目的。斜线下刀万式作为螺旋下刀方式的一种补充,通常用于因范围的限制而无法实现螺旋下刀时的长条形的型腔加工。
斜线下刀主要的参数有:斜线下刀的起始高度切进斜线的长度、切进和反向切进角度。起始高度一般设在加工面上方0.5~1mm之间;切进斜线的长度要视型腔空间大小及铣削深度来确定,一般是斜线愈长,进刀的切削路程就越长;切进角度选取得大小,斜线数增多,切削路程加长;角度太大,又会产生不好的端刃切削的情况,一般选5°~200°之间为宜。通常进刀切进角度和反向进刀切进角度取相同的值。
在CAXA中,将斜线下刀方式分解成两种类型:Z字型和倾斜线。一般一次切深较大的情况下选用Z字型的方式;由于倾斜线下刀方式是通过下刃间隔和角度自动计算出走刀斜线的长度的,所以使用时要特别留意角度值的设置。
与CAXA斜线下刀方式没置的简洁实用相比,MasterCAM对斜线下刀方式设置选项突出了人性化的特点,比如限定斜线的长度范围、设置X、Y方向安全间隔避免与加工轮廓的干涉,还有在斜线下刀时是采用Z向还是水平方向的进刀速率,以及斜线下刀失败时是改为垂直进刀还是中断程式,X、Y向角度可自动计算。
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