為了滿足上述基本要求,設(shè)計的刀具路徑應(yīng)是:
1、進(jìn)刀時采用螺旋或弧進(jìn)刀,使刀具逐漸切入零件,以保證切削力不發(fā)生突變,延長刀具壽命。
2、切削速度的連續(xù)和無突變,使切削連續(xù)平穩(wěn),否則,將產(chǎn)生沖擊。
3、切削時使用順銑使切削過程穩(wěn)定,不易過切,刀具磨損小,表面質(zhì)量好。
4、采用小的軸向切深以保證小的切削力、少的切削熱和排屑的順暢。
無切削方向突變,即刀具軌跡是無尖角的,普通加工軌跡的尖角處用圓弧或其他曲線來取代,從而保證切削方向的變化是逐漸的而不是突變的。這樣有兩點好處:一是現(xiàn)代高速機床的控制系統(tǒng)都有程序段前視和尖角自動減速功能,即在到達(dá)尖角前,將自動降低進(jìn)給速度,這樣雖然減小了沖擊,且避免了過切,但卻損失了進(jìn)給速度。軌跡是無尖角的,自然也就避免了這種情況的發(fā)生;二是在尖角處切削負(fù)荷會突然加大,引起沖擊。軌跡是無尖角的時候這種問題同樣不存在
粗加工時常用的刀具路徑有:
Z向等高線層切法,即將零件分成若干層,一層一層逐層往下切,在每層中將零件的所有區(qū)域加工完再進(jìn)人下一層,在每一層均采用螺旋或圓弧進(jìn)刀,同時采用無尖角刀具軌跡。這樣有利于排屑,也避免了切削力發(fā)生突變。對薄壁件來說,更應(yīng)采用這種刀具軌跡,因為這種刀具軌跡在切削過程中還能使薄壁保持較好的剛性。
等高線層切法
插銑刀具路徑
對于深度很深的腔體的粗加工可采用插銑的方法來進(jìn)行,因為腔體很深時,需要很長的刀具,這時刀具的剛性很差,按常規(guī)的切削路線切削刀具易變形,而且也易產(chǎn)生振動,影響加工質(zhì)量和效率,采用插銑的軌跡正好可解決這一問題。
擺線刀具路徑
另一種更新的粗加工刀具軌跡是擺線刀具軌跡,“擺線”是指當(dāng)一個圓沿著一條曲線作純滾動時,圓上某一固定點的軌跡。采用這種刀具軌跡使刀具在切削時距某條曲線(一般是零件的輪廓線及其平移線)保持一個恒定的半徑,從而可使進(jìn)給速度在加工過程中可保持不變,而且這時的徑向吃刀量一般取刀具直徑的5%左右,因此刀具的冷卻條件良好,刀具的壽命較長。這對高速加工是非常有利的。
擺線刀具路徑
精加工時常用的刀具路徑有:
先在陡峭面用Z向等高線層切法加工,然后在非陡峭面采用表面輪廓軌跡法加工;
精加工方法一
先用表面輪廓軌跡法加工所有面,再在垂直方向上加工陡峭面。
精加工方法二
薄壁件的精加工采用Z向等高線層切法。當(dāng)然在加工過程中同樣每一層都要盡量作到螺旋或園弧進(jìn)刀,采用無尖角刀具軌跡。
如加工的是單一型腔的薄壁件,應(yīng)盡量采用走刀路線,它比單純的等高線逐層切法對保持薄壁的剛性更好,從而保證加工余量均勻,零件變形小。對薄底零件應(yīng)采用的走刀軌跡。即從離支撐最遠(yuǎn)的點開始切削,分層切削直到深度到位;每次深度銑到以后再向支撐處移動一個徑向切深,重復(fù)上一步的過程,直至切削完成。相當(dāng)于將薄壁件的等高線逐層切法轉(zhuǎn)動90°。這樣才能在切削時較好地保持零件剛性,避免振動。
薄底件推薦走對路線
刀具路徑的優(yōu)化對高速切削是非常必要的對不同形狀的零件及不同的加工過程應(yīng)采用不同的刀具軌跡,但螺旋或圓弧進(jìn)刀、切削速度的連續(xù)和無突變以及無尖角刀具軌跡是在各種對具路線中都應(yīng)盡量采用的,以保證切削過程的平穩(wěn)、快速。
以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工精度為主要特征的高速切削技術(shù),最近十幾年發(fā)展迅猛,在航空航天、模具制造及精密微細(xì)加工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此,高速加工技術(shù)的研究已成為國內(nèi)外制造領(lǐng)域重要的研究項目之一。高速切削不僅提高了對機床、夾具、刀具和刀柄的要求,同時也要求改進(jìn)刀具路徑策略,因為若路徑不合理,在切削過程中就會引起切削負(fù)荷的突變,從而給零件、機床和刀具帶來沖擊,破壞加工質(zhì)量,損傷刀具。在高速切削中由于切削速度和進(jìn)給速度都很快,這種損害比在普通切削中要嚴(yán)重的多,因此,必須研究適合高速切削的路徑,將切削過程中切削負(fù)荷的突變降至最低??梢哉f,高速切削機床只有有了合理的高速刀具軌跡才能真正獲得最大效益。為了消除切削過程中切削負(fù)荷的突變,刀具路徑應(yīng)滿足以下基本要求:
1、切削是等體積切削,即切削過程中切削力恒定。
2、盡量減少空行程。
3、盡量減少進(jìn)給速度的損失。