高速切削除對機床結(jié)構(gòu)
1 高速數(shù)控加工刀具路徑的特性
1.1 轉(zhuǎn)角處理
由于機床CNC系統(tǒng)的響應(yīng)特性
、機床傳動的間隙和機床的硬件的動態(tài)特性等因素的影響,刀具高速切削到轉(zhuǎn)角處可能越過工件的實際輪廓,使軌跡發(fā)生畸變1.2圓滑連接和移刀方式的控制
在傳統(tǒng)加工中
1.3 避免機床和刀具過載的軌跡優(yōu)化
為避免機床過載
1.4 三軸加工中刀具路徑的優(yōu)化特性
在CAD建模時對圓角特征不應(yīng)省略
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會造成“拉刀”現(xiàn)象
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
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,因為Z向加工層間距很小,可以采用Z向等高分層加工,但當(dāng)工件有平坦區(qū)域時,采用上述方法,有可能因分層不當(dāng)使z向余量在該區(qū)域較大.所以其分層深度應(yīng)根據(jù)工件的形狀進行凋整,因此在高速粗加工時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
2.1.6 回轉(zhuǎn)軌跡加工
工件的輪廓如有內(nèi)角轉(zhuǎn)折、窄槽或島嶼型腔
,如按傳統(tǒng)方式進行加工,將會出現(xiàn)吃刀寬度增加、切削包角增大.使刀具的切削負載急劇變大。因此,可用直徑較小的刀具采用回旋的走刀軌跡進行加工,使刀具切削包角和切削負載減小,保證刀具切削負載穩(wěn)定。2.1.7 判定殘留材料與殘留加工
工件如需多次加工
,每次加工都應(yīng)將前次加工后的模型和理想模型進行比較.以決定后續(xù)加工的區(qū)域。判斷二維加丁殘留區(qū)域時,可以將上次加工防域與本次加工區(qū)域進行比較.并進行集合運算.將2次加工之間的殘留區(qū)域過濾出來,在CAM編程時指定其偏置余量就可以了,判斷三維加工殘留區(qū)域時.要將粗加工后的實體與精加丁余量向外偏置呲后的理想實體進行比較,采用和布爾減運算近似的方法來確定二者的差別,以得到所需要去除的殘留材料殘留加工是指將加工得到的有殘留余量的實體,作為生成下次粗加工刀具路徑的新毛坯,根據(jù)新毛坯,使用各種各樣的走刀方式進行粗加工其切削簧略是在粗加丁中始終讓刀具切到材料,以減少空走刀。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
,由于粗加工采用的刀具直徑較大,在工件凹槽及內(nèi)角處留下的加工余量比其他位置更大,為保持切削載苛恒定,使精加工余肇均勻.在高速精加工之前,應(yīng)將這些部位多余的材料去除,筆式加工用的策略是,首先將先前大直徑刀具加工霸留下的州槽和拐角批到,然后讓刀具自動沿著這些拐角走刀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
,在加工確器判斷工件的殘崩材料。為減少離散的步長,使加工紋理合理及提高加工過程的效率,對被加工區(qū)域與筆式加工方向和連接方工要采取合理的方式。余量加工與筆式加工的不同之處是,余量加工的是大尺寸刀具加工之后的整個區(qū)域.筆式加工只是針對拐角處的加工。2.2.3 精加工
(1)平行軌跡加工(Rasler)
,這種類型的刀具軌跡又被稱為掃描行切或“zigzage”類軌跡、采甩平行軌跡加丁的優(yōu)點是計算基小.切削效率高:不足之處是在平行于二刀具軌跡的陡斜面,得到的刀具軌跡其z向問隔很大,使r件局部的陡斜面比較粗糙,由于精度不高對此可以采用補充垂占路徑或?qū)Φ度哕壽E擺放角度進行調(diào)整的方法來修正。(2)放射軌跡加.放射軌跡加工一般用于對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,同此在刀具軌跡延伸至中心的模型中
,加工效率不高,其總加工時間與采用平行加工策略相比較,要多H{約20%~30%左右,所以放射軌跡加工一般只用于對,刀具加工紋路有特殊要求的加工區(qū)域,如球商及環(huán)形圓弧面區(qū)域等。(3)螺旋軌跡加工(Rpiral)。螺旋軌跡加工的優(yōu)點是避免了刀具的行間移刀與起降.對于一些特定類型的工件
,螺旋軌跡加丁只需要一次切人和切出就可以完成對工件模型表面的包絡(luò)。在工件的中心能夠避免刀具重疊(4)z向等高分層加工
(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
在高速切削中
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