1 引言
在數(shù)控加工中蚌汁，借助CAD/CAM 系統(tǒng)的強(qiáng)大功能遵盼，編程人員可根據(jù)系統(tǒng)提示很快完成工件的自動(dòng)編程工作。但由于系統(tǒng)一般不具備CAPP 功能鲸嫁，交互輸入的參數(shù)需由編程人員根據(jù)加工工藝和經(jīng)驗(yàn)確定刑映，因此對(duì)編程人員的水平和經(jīng)驗(yàn)要求較高。
立銑刀是在數(shù)控銑床和加工中心上對(duì)工件輪廓進(jìn)行銑削加工的常用刀具兜诞，編程前需對(duì)其直徑翰鬓、刃長(zhǎng)、端刃圓角半徑等幾何參數(shù)進(jìn)行選擇暑尝。如果工件不需進(jìn)行凹輪廓加工现粗，立銑刀參數(shù)很容易確定；但大多數(shù)工件都需進(jìn)行凹輪廓加工襟雷，此時(shí)精加工刀具參數(shù)可根據(jù)輪廓轉(zhuǎn)接半徑R 確定刃滓，而半精加工和粗加工刀具參數(shù)卻不能直接確定，需要編程人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇耸弄，其合理性難以保證咧虎。
本文結(jié)合加工現(xiàn)場(chǎng)情況，根據(jù)凹輪廓轉(zhuǎn)接處粗加工刀具參數(shù)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型计呈，采用C++語(yǔ)言設(shè)計(jì)了可兼顧加工效率和加工精度的凹輪廓最佳銑削刀具的選擇程序砰诵。文中涉及的凹輪廓包括工件外輪廓中的內(nèi)凹輪廓、工件內(nèi)輪廓轉(zhuǎn)接處和工件上的平底凹槽捌显。
D.銑刀直徑 L.銑刀總長(zhǎng) l.銑刀刃長(zhǎng) r.銑刀端刃圓角半徑 H.需銑削的工件側(cè)壁最大高度 R.工件壁板之間的轉(zhuǎn)接半徑
圖1 典型立銑刀簡(jiǎn)圖 |
圖2 粗加工銑刀直徑計(jì)算圖 |
2 銑刀幾何尺寸的選擇
圖1所示為典型立銑刀簡(jiǎn)圖茁彭。由圖可見(jiàn)，精加工銑刀的端刃圓角半徑r 應(yīng)與零件圖一致扶歪；粗加工銑刀在留有加工余量的前提下理肺，可取r=0(因?yàn)閞越大，銑刀端刃銑削平面的能力越差善镰，加工效率也越低)妹萨；同時(shí)，在保證刀具剛性的條件下，銑刀刃長(zhǎng)l不宜太長(zhǎng)剃杯。一般情況下逾丑，為減少走刀次數(shù)、提高生產(chǎn)效率及保證銑刀剛性沽糕，應(yīng)盡量選擇直徑較大的銑刀嘲孙。當(dāng)工件凹輪廓轉(zhuǎn)接處半徑R較小且工件側(cè)壁最大高度H 較大時(shí)，選擇的銑刀一般較細(xì)長(zhǎng)比摆，此時(shí)刀具剛性較差傻牙，加工較困難，因此需采用多把銑刀順序加工休台。
以工件凹輪廓轉(zhuǎn)接處粗加工立銑刀為例阐泻，根據(jù)圖2，銑刀直徑計(jì)算式為
| D粗max=2[D精-r精-d余-( r粗+d搭min)sin(a/2)]/1-sin(a/2) |
(1) |
其中
| d搭min=D精/2+(D精/2-r精)/sin(a/2)-d允 |
(2) |
式中：a 為凹輪廓加工面最小夾角征啦；d余為精加工單邊余量担急，通常取d余=0.5～1mm；d允為工件凹輪廓轉(zhuǎn)接處經(jīng)粗加工后留下的最大余量允許值侠坎，它由精加工銑刀的剛性確定蚁趁，一般情況下取d允=(0.3～0.8)D精；d搭min為工件腹板上粗精加工銑削交界處的最小搭邊量实胸；精加工刀具的半徑r精通常取工件凹輪廓轉(zhuǎn)接半徑R 的0.8～0.9 倍(刀具半徑較小時(shí)可取1倍)他嫡。
3 最佳刀具選擇程序的設(shè)計(jì)
理論上，由式(1)即可方便地計(jì)算出給定條件下的粗加工立銑刀直徑庐完，但在實(shí)際加工中钢属，立銑刀直徑的計(jì)算卻相當(dāng)麻煩。首先门躯，在數(shù)控加工中淆党，粗加工刀具一般是確定的(尤其對(duì)于刀庫(kù)容量有限的立式加工中心或工件尺寸變化不大的加工場(chǎng)合)，此時(shí)需確定在粗加工刀具和精加工刀具之間是否還需選用中間刀具讶凉；其次染乌，輪廓加工銑刀可分為整體式立銑刀和機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位立銑刀兩類，每一類又有不同的型式懂讯、規(guī)格和尺寸荷憋，每改變一個(gè)尺寸就需要重新查表、計(jì)算褐望，十分繁瑣搬雳，因此編程人員編制加工程序時(shí)常憑借經(jīng)驗(yàn)選刀。若按保守值選刀肖升，可能使粗、精刀具之間的中間刀具過(guò)多，搭接量過(guò)大拦袍，既延長(zhǎng)加工時(shí)間衬榕，又會(huì)降低腹板面加工質(zhì)量；若所選中間刀具加工量過(guò)大誓拉，則可能在精加工后留下不能銑去的“死角”杈夜，需重新編程補(bǔ)充走刀；同時(shí)篓羊，留給精加工的余量過(guò)大會(huì)造成加工困難盹组，刀具損耗大，加工尺寸難以保證六赢。因此哄避，確定最佳刀具數(shù)量、合理安排切削深度和加工余量對(duì)于提高加工質(zhì)量和加工效率十分重要劳景。為快速誉简、準(zhǔn)確、方便地選取刀具盟广，我們?cè)O(shè)計(jì)了專用選刀程序闷串。
- 程序設(shè)計(jì)思想
- 首先分別按整體式立銑刀和機(jī)夾可轉(zhuǎn)位式立銑刀兩種刀具類型，按刀具直徑(從小到大)建立包含刀具規(guī)格筋量、尺寸等參數(shù)的刀具資料數(shù)據(jù)庫(kù)烹吵；然后根據(jù)輸入的被加工凹輪廓數(shù)據(jù)和粗加工刀具參數(shù)，按式(1)桨武、(2)及刀具參數(shù)選擇原則計(jì)算中間刀具的尺寸并進(jìn)行圓整處理肋拔；最后從刀具資料數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇合適的刀具。
- 該程序中包括求值子程序和圓整子程序玻募。求值子程序計(jì)算出的中間刀具尺寸不可能與刀具資料數(shù)據(jù)庫(kù)中的參數(shù)恰好完全相等只损，因此需對(duì)尺寸進(jìn)行圓整處理，具體方法是找出刀具資料數(shù)據(jù)庫(kù)中與計(jì)算直徑最為接近的值七咧。如該值小于計(jì)算值跃惫，則該值即為圓整值；如果該值大于計(jì)算值顿储，則取最接近值的前一個(gè)刀具值為圓整值溺联。
- 程序流程
- 最佳刀具選擇主程序流程如圖3 所示。
- 程序運(yùn)行實(shí)例
- 運(yùn)行該刀具選擇程序遮店，計(jì)算加工某一工件凹輪廓轉(zhuǎn)接處的刀具參數(shù)捻境。輸入以下參數(shù)：
- 工件凹輪廓加工最小角度(angle<180)：angle=60
- 精加工所留單邊余量(0.5<=res<=1)：res=0.5
- 精加工刀具半徑系數(shù)(0.8<=t<=1)：t=0.8
- 工件凹輪廓面最小曲率半徑(R<=20)：R=7.5
- 工件輪廓面與腹板面的轉(zhuǎn)接圓弧半徑(r<=R)：r=2
- 工件側(cè)壁最大高度(H<=39)：H=15
- 加工余量系數(shù)(0.3<=k<=0.8)：K=0.5
- 中間刀具端刃圓角半徑(r1)：r1=1.6
- 中間刀具端刃圓角半徑(r2)：r2=1.2
- 粗加工刀具的端刃圓角半徑(Rmax)：Rmax=0.4
- 粗加工刀具直徑：30
- 運(yùn)行程序，得到計(jì)算結(jié)果如下：
| 刀具類型 |
刀具半徑 |
刃長(zhǎng) |
端刃圓角半徑 |
| ART |
12.00 |
26.00 |
1.6 |
| ART |
18.00 |
31.00 |
1.6 |
| ART |
30.00 |
43.00 |
0.4 |
4 結(jié)語(yǔ)
本文采用C++語(yǔ)言設(shè)計(jì)了銑削工件凹輪廓時(shí)最佳刀具選擇程序戳酒。該程序作為CAD/CAM系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)程序炸鹅，嵌入系統(tǒng)后可完善工藝系統(tǒng)功能。應(yīng)用該程序可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加工情況合理選擇刀具，減少編程人員工作量肮渣，顯著提高加工效率與加工質(zhì)量饮噪。聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享距肯，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)膏姨，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布棺衬、編輯整理上傳橙喘，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)胶逢。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻厅瞎、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題宪塔，請(qǐng)第一時(shí)間告知磁奖，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益某筐！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn比搭。
