薄壁結構件圓角高速銑削加工的刀具路徑
發布日期:2013-09-06 蘭生客服中心 瀏覽:4604
常規NC加工在制定刀具走刀路徑的時候,一般采用等切厚切削,即在一次走刀過程中徑向切深為一定值。但是,在圓角過度處,加工問題較大。在高速銑削加工薄壁結構時,問題尤為顯著。在圓角高速銑削的實踐中,可以發現刀具在圓角處的切削力有顯著的突變(見圖1)。
圖1切削力變化曲線圖 圖2直邊銑削示意圖 圖3圓角銑削示意圖
針對圓角加工問題,細化圓角刀具路徑的方法。在等切厚銑削時,當刀具由直線走刀過渡到圓弧走刀的時候,切入角Qb會增大(如圖2、3)。
對應于該圖有如下公式:
cos(Qb)=1-Cl/r (1)
cos(Qb)=1-Cc/r-Cc(r-0.5Cc)/rR (2)
Qb———切入角;
Cl———直邊銑削時的徑向切深;
Cc———圓角銑削時的徑向切深;
r———銑刀半徑;
R———刀具中心軌跡在圓角處的半徑。
顯然,當Cl=Cc時,在刀具由直線走刀過渡到圓弧走刀的時候,由于切入角的增大而使刀具與工件的接觸面積增加,從而引起切削力的突然增大并容易產生振動。切削力的突變造成刀具和工件的加工變形增大,零件的尺寸誤差加大,而切削振顫則會在圓角處產生振紋,影響零件的加工質量。
細化圓角刀具路徑的方法,其思想就是在走刀過程中,保持刀具切入角恒定,或者附加走刀路徑,即減小刀具在圓角處的徑向切厚,從而避免切削力的超值突變。具體的細化刀具路徑圖如圖4、5所示。
圖4等切入角刀具路徑細化示意圖
圖5附加走刀路徑細化示意圖
采用圓角處刀具路徑細化方案,可以有效的保持穩定切削,減小因切削力突變而引起的加工變形和可能發生的切削振動,提高了零件的加工質量。
同時逆銑時切屑厚度是由薄到厚,由于刃口尺寸效應,在刀刃剛接觸工件時,后刀面與工件之間的摩擦較大,易于引起振動,拐角處會出現嚴重的斜向振紋。順銑則剛好相反,雖然順銑的切削力稍大于逆銑時的切削力,但是在切削拐角處時,不會產生明顯的振紋。不過順銑時切屑厚度是由厚到薄,對工件和刀具的沖擊力較大,在加工時盡可能減少刀具的懸伸長度和增加工件的剛性。
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