金屬切削刀具的種類繁多蛮昭,加工方法也多種多樣,本文不可能對每種刀具的CNC加工設備都進行討論,僅從以下三個方面進行論述:1.需要幾個數(shù)控軸疾渴;2.需要幾個數(shù)控軸聯(lián)動;3.需要什么數(shù)控系統(tǒng)屯仗。
1.需要幾個數(shù)控軸
刀具一般可根據(jù)其外形分為回轉刀具(如銑刀程奠,鉆頭)和方形輪廓刀具(如車刀,鏜刀)祭钉,因而一般都需要X瞄沙,Y,Z三個數(shù)控直線軸對其進行加工以保證其外形尺寸危晕,有所區(qū)別的是對數(shù)控回轉軸的要求坟荤。加工復雜的可轉位刀具體現(xiàn)得較為明顯。
絕大多數(shù)可轉位立銑刀都有數(shù)個(條)均布的切削齒饼尾,在每個齒加工完畢后都應對其進行分度旋轉進行下一個(條)齒的加工挽沧。如果CNC銑床沒有數(shù)控分度頭或數(shù)控回轉工作臺,則應在程序中加入無條件停止指令谐昌,機床運動停止后通過人工旋轉精密手動分度頭實現(xiàn)分度旋轉(應注意機床外罩鎖的影響)糙官,然后繼續(xù)執(zhí)行NC程序。精度一般能夠滿足要求筒啄。但這樣會增加工人勞動強度鱼催,同時影響工作效率。如果CNC銑床有數(shù)控分度頭或數(shù)控回轉工作臺贤方,則分度旋轉運動可通過程序中的數(shù)控指令實現(xiàn)见毒,精度和效率都較高,但增加一個CNC回轉軸也會使CNC銑床的結構復雜化献甘,CNC系統(tǒng)功能增加吴攒,大為增加CNC銑床的價格。
需要指出的是砂蔽,精密手動分度頭的分度能力是有限的洼怔,特別是對于非整數(shù)的角度往往無法滿足要求(可轉位成形銑刀此類情況較多)署惯,此時只能用CNC回轉軸實現(xiàn)。此類CNC回轉軸一般用交流伺服電機驅動精密蝸桿副镣隶,液壓或氣動夾緊泽台,高精度編碼器作為角度檢測元件,因而具備在行程范圍內(nèi)任意角度的旋轉功能矾缓。而采用端面齒盤定位的CNC回轉軸卻只能進行等分轉度怀酷,不適用于此類情況。
某些可轉位立銑刀有刃傾角λs嗜闻,在銑削刀片槽或容屑槽時都應將槽底面轉刃傾角λs蜕依,使其與CNC銑刀軸線垂直,此時需要一個回轉軸旋轉刃傾角λs琉雳。
受精密手動分度頭的裝夾結構和剛性的限制样眠,將其作為A軸效果不佳。因此應選擇具有較高剛性的CNC回轉軸作為A軸翠肘。
可見如果某CNC銑床加工的可轉位刀具品種單一且無刃傾角肩蹬,可以選擇3軸CNC(X,Y档广,Z)銑床加精密手動分度頭深酗,可降低加工成本。否則應選擇5軸CNC銑床(X悄针,Y汁恍,Z,A铛邦,B)窃征。
2 .需要幾個數(shù)控軸聯(lián)動
CNC系統(tǒng)的若干軸聯(lián)動插補功能最能體現(xiàn)CNC系統(tǒng)的性能和其檔次高低,也往往決定著CNC系統(tǒng)的價格紫鳄,因此應根據(jù)加工刀具產(chǎn)品的具體情況來仔細選擇芳潦。對于加工一般可轉位刀具的CNC銑床而言,具有2個直線軸的直線和圓弧插補功能就可以加工幾乎所有的ISO標準刀片槽形式灸蛤,其它運動都可單軸插補完成鹃漩。如果也選擇多達5-6軸聯(lián)動的CNC系統(tǒng)則沒有必要。要求比較高的是一些螺旋類精加工刀具苗膝。以下以加工"等螺旋角等前角錐度立銑刀"為例:
若要加工(含銑削及磨削)這種立銑刀殃恒,CNC機床應具備:X軸和A軸聯(lián)動插補切削螺旋槽植旧;Z軸:X-A插補時也參加插補保證每個截面螺旋角相等辱揭;Y軸:由于前角γ0>0且軸向每個截面半徑都不相等從而使偏移量e也處處不相等,為保證每個截面前角都相等病附,X-A-Z聯(lián)動時Y軸也要參加插補運動问窃。因此CNC機床應具備"X-Y-Z-A"4軸聯(lián)動的插補功能亥鬓。
同理可知:"X-Y-Z-A-B" 5軸聯(lián)動插補可完成同上的球頭立銑刀的加工。
3.需要什么數(shù)控系統(tǒng)
加工一般精度的可轉位刀具域庇,選擇具有間隙補償和螺距誤差補償?shù)陌腴]環(huán)CNC系統(tǒng)的 數(shù)控機床就可以滿足要求嵌戈,而對較高精度刀具(如整體材質(zhì)的精加工刀具)的精加工可以選擇閉環(huán)CNC系統(tǒng)。需要注意的是:為編程方便听皿,CNC編程軟件系統(tǒng)都應具有工件坐標系的平移和旋轉功能熟呛,并支持幾何線性的多種表達方式。
現(xiàn)代CNC系統(tǒng)的編程方法較多尉姨,相對而言庵朝,以ISO標準G,M代碼編程的CNC系統(tǒng)具有較大的靈活性卓召,能滿足多品種中小批量的生產(chǎn)要求改阳,但初期編程速度較慢,機床準備工作時間較長伶摄。而具有針對某類刀具產(chǎn)品開發(fā)的專業(yè)化軟件包的CNC系統(tǒng)則可以滿足某些復雜刀具的大批量加工骚目,生產(chǎn)效率高,對人員素質(zhì)要求較低历劣,但價格昂貴且需要不斷升級軟件包以滿足出現(xiàn)的新產(chǎn)品冷沿。
選擇CNC系統(tǒng)時還應注意:現(xiàn)代CNC系統(tǒng)的功能較多,可以根據(jù)實際情況去掉一些基本不用或近期很少用到的功能(例如某些用于FMS的接口和軟件)以降低購買成本根丈。
以上通過幾個例子討論了針對加工刀具產(chǎn)品的CNC機床選擇方法和大概原則舞轧,實際情況遠不止這些∈箍恚總之應根據(jù)產(chǎn)品具體情況靈活地作出選擇羞菊,以滿足市場對精度和成本的雙重要求。
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