高速切削除對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)、進(jìn)給系統(tǒng)
、刀具及功能部件有很高的要求以外,對(duì)刀具的加工路徑進(jìn)行很好的規(guī)劃是非常重要的。如果路徑不合理,在加工過(guò)程中會(huì)引起切削負(fù)荷的突然改變,從而給機(jī)床、刀具和工件帶來(lái)沖擊,破壞加工質(zhì)量,損傷刀具。因此1 高速數(shù)控加工刀具路徑的特性
1.1 轉(zhuǎn)角處理
由于機(jī)床CNC系統(tǒng)的響應(yīng)特性
1.2圓滑連接和移刀方式的控制
在傳統(tǒng)加工中
,由于刀具軌跡之間的連接一般是直接沿工件原進(jìn)給軌跡的法向移動(dòng),有軌跡尖角,對(duì)高速進(jìn)給速度和加工效率有很大影響,難以適合高速加-丁的要求。由于高速加工采用的切削用量很小,刀具的移刀運(yùn)動(dòng)量會(huì)急劇增加,為使刀具軌跡之間的連接盡量圓滑,可以采取如下措施:一是將移刀動(dòng)作的連接由直線改為圓弧,對(duì)刀具的連接軌跡進(jìn)行修改;二是減少或避免刀具軌跡的連接,把多段(環(huán))的刀具路徑改為光滑連續(xù)切削的回轉(zhuǎn)環(huán)切;三是在不同的Z向高度上進(jìn)行連接移刀。1.3 避免機(jī)床和刀具過(guò)載的軌跡優(yōu)化
為避免機(jī)床過(guò)載,需要對(duì)加工軌跡拐角處的加
、減速動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行控制。即在加工拐角時(shí)提前減速,待拐角加工完成后再進(jìn)行加速,這項(xiàng)功能可以由CNC控制系統(tǒng)的前瞻控制功能或CAM軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)1.4 三軸加工中刀具路徑的優(yōu)化特性
在CAD建模時(shí)對(duì)圓角特征不應(yīng)省略,以免因?yàn)檩喞饨鞘沟毒咔邢髫?fù)載急劇變化
。在CAM加工時(shí),可選用較小半徑的刀具(刀具半徑最好小于圓倒角幾何尺寸的0.7),使拐角處的刀具路徑變?yōu)楣饣?div id="d48novz" class="flower left">2 高速數(shù)控加工刀具路徑的優(yōu)化
2.1 高速數(shù)控粗加工刀具路徑的優(yōu)化
2.1.1 加工方式
在普通銑床上采用順銑時(shí)會(huì)造成“拉刀”現(xiàn)象
,統(tǒng)的反向間隙進(jìn)行了消除,傳動(dòng)系統(tǒng)的精度高.剛性好,能夠很好的避免“拉刀”現(xiàn)象的發(fā)生,使得順銑加工方式的優(yōu)點(diǎn)得到充分體現(xiàn)2.1.2 刀具的切入
高速數(shù)控粗加工刀具的切入、切出方式主要采用水平圓弧
2.1.3 刀具換向
在高速加工中
,因切削速度很高.突然減速急停工突然加速會(huì)破壞獲表面加工紋理的一致性,不僅影響加工零件的質(zhì)量,還會(huì)對(duì)機(jī)床壽命產(chǎn)生影響。特別是在二維型面的加工中,采用常規(guī)急劇轉(zhuǎn)折的切削或單向切削會(huì)使邊角變得不光滑,所以在高速CAM編程巾.應(yīng)采用圓滑的刀具路徑以減少加工中刀具的突然換向2.1.4 Z向分層切削
加工的切削深度由Z向加工層間距決定。在高速切削中
2.1.5 順直的刀具軌跡
刀具路徑的生成是沿被加工工件的輪廓偏置而得到的,如果丁件輪廓的尖銳拐角較多.則使生成的刀具路徑的尖銳拐角從里到外也同樣的多(見圖1)
2.1.6 回轉(zhuǎn)軌跡加工
工件的輪廓如有內(nèi)角轉(zhuǎn)折
2.1.7 判定殘留材料與殘留加工
工件如需多次加工
2.2 高速數(shù)控精加工刀具路徑的優(yōu)化
2.2.1 筆式加工
筆式加工屬于粗加工以后的半精加工
2.2.2 余量加工
余量加工主要是在精加工前.將所有加工表面的多余余量切除,為界定余量加工范圍
2.2.3 精加工
(1)平行軌跡加工(Rasler)
(2)放射軌跡加.放射軌跡加工一般用于對(duì)稱且加丁紋理有特殊要求的情況,放射狀加工在靠近中心的位置處.其刀具軌跡密集重疊
在刀具軌跡延伸至中心的模型中
(3)螺旋軌跡加工(Rpiral)
(4)z向等高分層加工。用z向等高分層加工時(shí).因?yàn)榈毒哕壽E在z向進(jìn)行定距下降
,在對(duì)水平或接近水平的平坦區(qū)域加工時(shí),容易存在行距過(guò)大的問(wèn)題,使殘留高度較大,而對(duì)于陡斜面的加工,其刀具路徑有可能過(guò)于密集(見圖3)。(5)螺旋與z向等高分層組合優(yōu)化。由于螺旋軌跡加工和Z向等高分層加工只能加工斜度特定的斜面
,但丁件表面的斜率是不一樣的,為了簡(jiǎn)化數(shù)控編程?div id="4qifd00" class="flower right">在高速切削中,刀具路徑?jīng)Q定刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)
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