在過去十年內器罐,端銑出現(xiàn)了多種進展跟束。這些進展包括新的刀具結構設計、韌性極好且耐磨的硬質合金材質萨咕,以及可減少機床和刀具振動并縮短加工時間50%以上并延長刀具壽命的刀具路徑统抬。
這種金屬去除的新方法甚至可用于輕載機床上加工諸如鈦和因科鎳之類的難加工材料。只要掌握好幾條加工的基本原則并用CAM系統(tǒng)來產(chǎn)生必要的刀具路徑危队,此方法適用于幾乎所有加工場合聪建。
1、直線刀具路徑銑削
在采用高速銑削(maximum-performance milling茫陆,MPM)方法以前槽悼,制造車間采用傳統(tǒng)的銑削方法。這里所說的傳統(tǒng)方法并不是指順銑或逆銑毛围,而是采用中低的進給和切削速度用于重切加工熙同。通常,切削寬度達到刀具直徑的80%以上犯暮,切削深度達到刀具直徑的100%以上锻刹。盡管這種傳統(tǒng)方法的每次走刀可切除大量材料,但經(jīng)常會導致刀具刃口的微崩刃泣储,并產(chǎn)生不可預期的結果和縮短刀具壽命壕矿。此方法會產(chǎn)生大量的切削熱,需要特殊的刀具涂層來應對屋廓。對立銑刀來說李荚,需要合理設計刀具的徑向前角和芯部直徑來實現(xiàn)重切。采用特殊的波紋刃口設計的粗加工立銑刀或玉米銑刀属诀,可用來斷屑并減輕重切時的刀具變形鸥层。在手動設備如手動臥銑床上,通常采用逆銑的加工方法秉扑,即銑刀旋轉方向與工件進給方向相反慧邮。但這種方法會產(chǎn)生磨刀、變形和熱舟陆。隨著數(shù)控加工中心的出現(xiàn)和機床剛性的提升误澳,順銑得以實現(xiàn)。順銑加工可增長刀具壽命和提高表面質量秦躯,但也會產(chǎn)生振動忆谓。振動通常在徑向切深為刀具直徑的60%-90%時發(fā)生。一旦產(chǎn)生振動踱承,前刀面將拍擊工件材料倡缠,而不是卷屑和斷屑。因此順銑對銑刀和機床的要求都很高茎活。
2昙沦、擺線刀具路徑銑削
為了應對以上加工情況铁瞒,機床制造商開發(fā)了足夠功率和扭矩的剛性機床,在連續(xù)重載時可長時間加工桅滋。同時慧耍,對機床主軸也加以改進,可承受持續(xù)載荷推妈。同時了赖,刀柄夾持刀具要可靠,以消除因切削力過高而造成的掉刀現(xiàn)象显哨。由于傳統(tǒng)加工方法不屬于高速加工笆滓,對刀柄的跳動公差不像今天那樣要求很高。
3篙绎、最大性能銑削
航空產(chǎn)品供應商可能是最先認識到高效加工工藝必要性的廠家初肥。通過優(yōu)化加工機翼和其它大型平面的余量去除工藝并降低功率消耗,實現(xiàn)了巨大的能源節(jié)約亿隔。通過優(yōu)化刀具徑向路徑午螺,使每次走刀快速進給并切除少量材料。在切削過程中乃蔬,保持穩(wěn)定的切削載荷以防止刀具振動和損壞跷它。高效加工的方法之一是直線刀具路徑銑削。此方法定義為刁夺,采用小徑向切深和大軸向切深的刀具唾诺,沿工件內部或外部直線運動。順銑時切屑由厚到薄變化且徑向切削輕快途凫,因此可用極大提升進給和切削速度的方法來實現(xiàn)最大性能銑削垢夹。這種加工方法可減少切削熱和降低切削力。另一種高效加工方法是擺線刀具路徑銑削维费,一種包含向前移動和逐步進刀的圓形銑削果元。銑刀沿螺線移動,重復層切被加工材料掩完。擺線噪漾,一種2D刀具軌跡,也可用來銑槽和開腔且蓬,以解決空間狹小處的排屑問題。另外题翰,擺線銑削也可用來清除零件型腔內部粗加工銑刀留下的大圓角恶阴。曲線螺線,也稱為漸變螺線豹障,是另一種通常用于型腔銑削的2D刀具路徑冯事。通過等步距進刀直到加工完成一個零件特征焦匈,可減少不必要的刀具加速和減速。對所有的最大性能銑削方法嘹挨,采用密齒立銑刀可增加進給速度并帶來更高的金屬去除率淳胆。
4、多種方法的混合使用
最大性能銑削的另一種類型用在型腔銑削逮弛。型腔銑削通常需要先加工出一個起始孔螃方。可采用鉆頭鉆削或用底齒過中心的立銑刀進行螺旋坡銑加工出起始孔鞋会。螺旋坡銑時担灭,立銑刀除沿直徑可達自身直徑2倍的圓周旋轉運動外,還同時沿Z軸向下進刀直到軸向深度填杀。刀具沿圓周既可順時針運動寓综,也可逆時針運動,從而可產(chǎn)生順銑或逆銑焦厘。所有的最大性能銑削方法可能會用于同一零件的加工耿堕,這主要取決于零件的幾何特征、排屑绽脏,以及現(xiàn)有的CAM系統(tǒng)確定的最適合的加工方法母债。大芯軸直徑立銑刀適用于最大性能銑削,可提高剛性和保證高速進給尝抖。刀具銑削時的包角和切深需盡可能保持恒定毡们,并嚴格禁止在零件拐角處包角過大導致埋刀加工。
5昧辽、加工的先決條件
最大性能銑削可有效應用于多種材料的加工衙熔。為了正確使用這種加工方法,需要一些先決條件搅荞。如前所說红氯,一個優(yōu)秀的CAM系統(tǒng)就是一個先決條件。生產(chǎn)周期的縮短咕痛,是評價一個CAM系統(tǒng)的主要指標痢甘。另外,系統(tǒng)的易用性和縮短編程時間也是重要的考量指標茉贡。在自有設備上加工出正確的測試件可確保檢查CAM系統(tǒng)的工作效能塞栅。相對于傳統(tǒng)銑削,最大性能銑削的進給速度可提高十倍以上腔丧。這樣自然會產(chǎn)生一個問題:現(xiàn)有設備是否適合放椰。機床的控制或伺服系統(tǒng)必須快速和精確,以避免拐角處的過度加工或因為數(shù)據(jù)不足造成加工減速曹胚,并導致因進給不夠快速引起的刀具磨蝕加工玲禾。最大性能銑削的主軸轉速較傳統(tǒng)加工方法可提高4至5倍忙体,這主要取決于工件材料。當主軸轉速超過10000rpm盏掉,需采用動平衡良好的刀柄怨级。盡管最大性能銑削的切削力很小,刀具掉刀仍是一個要考慮的問題毙向。因為最大性能銑削在更少的時間內切除更多的工件材料钮核,推薦使用熱套、液壓夾頭或帶安全鎖的刀柄俏妆,不推薦使用側固刀柄樱凄。可以發(fā)現(xiàn)失欢,甚至老式的機床設備也可用于最大性能銑削戈弧。一旦滿足最大性能銑削的所有要素,就可以按以下步驟開始工作:測試—文檔編制—加工工藝制定晨另。
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