利用CAM编程技术延长刀具寿命
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新的编程技术采用动态铣削运动方式,可以不断调整刀具路径,确保以效率最高的方式快速切除大量工件材料。它可以充分利用铣刀的整个刃槽长度进行加工,通常还能消除各处切深不一致的弊端。
为了获得更长的刀具寿命,需要满足三个条件:①刀具的使用方式符合其设计用途;②刀具夹头具有尽可能高的刚性;③ 合理应用CAM编程软件。
CAM编程软件有两项功能与刀具寿命密切相关:①控制刀具的移动路径(刀轨);②确定刀具切入/切出工件材料的方式。如今,采用老式算法驱动机床的传统刀轨已被采用先进算法的新型刀轨所取代。新的编程技术采用动态铣削运动方式,可以不断调整刀具路径,确保以效率最高的方式快速切除大量工件材料。它可以充分利用铣刀的整个刃槽长度进行加工,通常还能消除各处切深不一致的弊端。这种刀轨首先进行大走刀铣削,然后以较小走刀量进行快速仰铣。同一种刀轨可在向下(-Z)和向上(+Z)两个方向走刀切削,以最小的向下走刀量切除最多的工件材料,从而大大缩短加工时间,并使加工后的工件外形最接近于后续精加工所要求的近净形状(见图1)。

图1 采用OptiRough刀轨的高效铣削策略。(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
同样,一些新的精铣技术可将两种有效的切削技术融合于一种刀轨之中。这种刀轨能对工件模型进行计算,并在固定Z 值切削与固定弧长切削之间平稳转换,从而能提高加工表面光洁度,减小工作量和刀具磨损。其他一些新的动态铣削技术也有助于在清根加工时提高刀具加工效率。另一种刀轨采用高速仿形铣沿侧壁切除工件材料。它支持多次走刀,其中还可以包括精铣走刀。精铣走刀时,它能确定还有多少余量需要切除。新型的CAM软件似乎真的“知晓”加工余量的位置,以及如何以最佳方式予以切除,从而避免不恰当地使用刀具。
切入和切出工件材料的方式对刀具寿命具有重要影响。老式刀轨往往采用直接切入工件的进刀方式。这种切入方式会对刀具造成巨大冲击,容易使刀具产生微裂纹,从而缩短刀具寿命。目前的最佳做法是以圆弧运动方式切入工件,这是一种更为平顺缓和的进刀和切削方式。
车削加工也可以采用能帮助用户发挥其车削/切槽刀具最大功效的新型刀轨。这些刀轨可以提高加工效率和改善表面光洁度。此外,用户还能得益于仅用一种刀具就可以完成过去要用两种或三种刀具才能完成的加工。
对于精车加工,一些刀具/刀片组合采用了柔性设计,使刀片能以比刀尖圆弧半径略大一点的吃刀量进行单点切削。这种切削方式能产生与使用带刮削刃的刀片类似的刮削效应,从而获得更好的表面光洁度。
本文作者:张宪(编辑)
原载:《工具展望》2013年第2期
上载于:2014-9-16 9:48:11

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