微型刀具為什么會變形和破損與常規(guī)銑削相比伺免,在進行微細銑削加工時盗舰,刀具更容易變形和破損庭瑰。新加坡Suwa精密工程有限公司的主管Ken Yap認為枪狂,微型加工刀具更易破損有三個主要原因危喉。
第一,在加工過程中去除金屬時州疾,隨著切屑厚度降低辜限,所需要的比能大大提高。這一點意味著严蓖,對于微細加工薄嫡,采用小切深、隨著切屑變薄颗胡,微細刀具刀尖受到的阻力要比常規(guī)加工中的大毫深。這就好像在微細加工中工件材料變得越來越硬。這種阻力足夠大缩毯,從而甚至在刀具產(chǎn)生任何明顯磨損前就超出了刀尖的彎曲強度極限径以,并且可能導致刀尖產(chǎn)生破損。防止這種現(xiàn)象的一種方式是確保切屑厚度小于刀尖刃部半徑察遇。
第二夺疹,在微細銑削過程中因切屑堵塞而引起的切削力和應力劇烈上升也可能引起刀尖破損。在大部分采用帶兩個切削刃的微型刀尖的微細銑削操作中遍挚,每個切削刃都是在轉半圈時就從切削區(qū)去除切屑应康。但是,如果發(fā)生切屑堵塞現(xiàn)象齐梆,則在若干次刀具旋轉過程中坝贿,切削力和應力上升到超出刀尖彎曲強度極限,那么刀具就會破損舷咆。為此爬搓,某些用戶更喜歡采用高速鋼刀具啰价,因為與硬質合金刀具相比,它們更軟聂映,可以更好地容忍切屑堵塞的存在起便。
第三個原因是,刀尖因切削刃變厚而損失了自己的刃口窖维,無法高效加工榆综。隨著工件開始沖擊刀尖頂部,刀尖發(fā)生輕微變形铸史。刀具變形的增加以及因每轉銑削而產(chǎn)生的應力最終引起刀尖破損鼻疮。該過程也被稱作徹底破損。
由于這些現(xiàn)象的存在琳轿,大部分用于微細銑削的機床都配備傳感器(用于測量作用在刀尖上力的大小)以及高級CAM軟件(在整個微細加工過程中預測切屑負荷)判沟。
Titex精密刀具推出的Alpha 2 Plus微型鉆,采用外部冷卻崭篡,帶有優(yōu)化的切屑槽及刀尖幾何結構挪哄。新的產(chǎn)品系列直徑有80種規(guī)格,范圍為0.5mm(0.019685英寸)~2.9mm(0.1141732英寸)琉闪。
CAD/CAM要求為了實現(xiàn)微觀尺寸以及微細加工所需要的極端精度迹炼,不能通過簡單地縮小銑床、刀夾及刀具尺寸來達到此目的颠毙。同樣斯入,軟件必須針對微細過程而諧調和優(yōu)化。采用正確的精度芳窟、平整度及連續(xù)性形成并修改幾何形狀僅僅是微型零件CAD解決方案的入門點万僚。CAM系統(tǒng)必須可以處理嚴密的公差及超精加工。由于操作員無法干預而預防刀具破損抬爷,軟件在整個加工過程中必須精確考慮切屑負載或祖。
Cimatron已經(jīng)推出了一款用于微細銑削加工的NC軟件解決方案——隨CimatronE 7.0產(chǎn)品包提供。在該解決方案于2005年發(fā)行時病囱,公司稱贰漱,該軟件是微細銑削的第一款商用解決方案。該軟件是Cimatron參與一個微細銑削研究項目——由歐共體贊助继蚪,德國亞琛的Fraunhofer生產(chǎn)技術研究所(IPT)主持——的產(chǎn)物簸悟。
由于手動拋光不是微細銑削的一個選項,Cimatron軟件支持無拋光加工式高速銑削杨朴。為了避免刀具破損的風險明青,減少空切動作,維持刀具負荷和延長刀具壽命挑乓,該軟件會不斷自動記錄剩余毛坯的詳細情況女责,甚至在微型部件水平上也如此漆枚。該軟件支持5軸傾斜操作,從而可以用錐度刀具加工較深的區(qū)域抵知。借助將刀具從材料上傾斜開去的本領墙基,可以采用較短的刀具進行加工。但是刷喜,由于連續(xù)5軸銑削當前沒有3軸銑削那么精密残制,因此在采用連續(xù)5軸加工進行微細銑削時,必須仔細驗證機床規(guī)格及實際性能掖疮。該軟件的其他特征包括一種經(jīng)過優(yōu)化的銑削策略以及帶有精確(0.001μm)表面生成和修改工具的內(nèi)置式CAD初茶。
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