模具高速銑削加工技術(shù)與數(shù)控編程實(shí)例(編輯修改稿)
2025-08-10 00:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 削加工的刀具技術(shù)發(fā)展速度很快，應(yīng)用較多的如金剛石（PCD）、立方氮化硼（CBN）、陶瓷刀具、涂層硬質(zhì)合金、（碳）氮化鈦硬質(zhì)合金TIC（N）等。目前由于高速機(jī)床和刀具材料價(jià)格比較昂貴是影響高速加工在國(guó)內(nèi)普及的重要原因之一。其中涂層硬質(zhì)合金在高速加工中應(yīng)用最為廣泛，可用于耐熱合金、鈦合金、高溫合金、鑄鐵、純鋼、鋁合金及復(fù)合材料的高速切削。 表2 常用高速刀具材料切削適應(yīng)性 在加工鑄鐵和合金鋼的切削刀具中，硬質(zhì)合金是最常用的刀具材料。硬質(zhì)合金刀具耐磨性好，但硬度比立方氮化硼和陶瓷低。為提高硬度和表面光潔度，硬質(zhì)合金刀具采用硬的涂層材料進(jìn)行涂層，如氮化鈦、氮化鈦鋁和碳氮化鈦等。直徑在10～40mm范圍內(nèi)，且有碳氮化鈦涂層的硬質(zhì)合金刀片能夠加工洛氏硬度小于42的材料；而氮化鈦鋁涂層的刀具能夠加工洛氏硬度為42甚至更高的材料。可根據(jù)使用要求，選用不同的刀具材料和涂層材料。表3給出了硬質(zhì)合金刀具加工鋁合金材料的切削數(shù)。 應(yīng)用于高速切削的刀具和涂層材料可分為：加工鑄鐵的立方氮化硼和氮化硅刀具，加工洛氏硬度達(dá)42的合金鋼的氮化鈦和碳氮化鈦涂層的合金刀具，加工洛氏硬度為42甚至更高的合金鋼的氮化鈦鋁和鋁氮化鈦涂層合金刀具等。經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，在復(fù)合材料的銑削加工過(guò)程中由于切屑呈現(xiàn)粉末狀，因此要求切削刃比較鋒利耐磨，采用金剛石材料的刀具其效率和精度比普通硬質(zhì)合金要好。鈦合金的切削采用涂層硬質(zhì)合金和YG8的普通硬質(zhì)合金比較理想。 表3 硬質(zhì)合金鋁合金的高速切削參數(shù) 高速銑削加工對(duì)數(shù)控編程系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，價(jià)格昂貴的高速加工設(shè)備對(duì)軟件提出了更高的安全性和有效性要求。高速切削有著比傳統(tǒng)切削特殊的工藝要求，除了要有高速切削機(jī)床和高速切削刀具外，具有合適的CAM編程軟件也是至關(guān)重要的。數(shù)控加工的數(shù)控指令包含了所有的工藝過(guò)程，一個(gè)優(yōu)秀的高速加工CAM編程系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計(jì)算速度、較強(qiáng)的插補(bǔ)功能、全程自動(dòng)過(guò)切檢查及處理能力、自動(dòng)刀柄與夾具干涉檢查、進(jìn)給率優(yōu)化處理功能、待加工軌跡監(jiān)控功能、刀具軌跡編輯優(yōu)化功能和加工殘余分析功能等。高速切削編程首先要注意加工方法的安全性和有效性；其次，要盡一切可能保證刀具軌跡光滑平穩(wěn)，這會(huì)直接影響加工質(zhì)量和機(jī)床主軸等零件的壽命；最后，要盡量使刀具載荷均勻，這會(huì)直接影響刀具的壽命。 (1)CAM系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計(jì)算編程速度 高速加工中采用非常小的切給量與切深，故高速加工的NC程序比對(duì)傳統(tǒng)數(shù)控加工程序要大得多，因而要求計(jì)算速度要快，要方便節(jié)約刀具軌跡編輯，優(yōu)化編程的時(shí)間。 (2)全程自動(dòng)防過(guò)切處理能力及自動(dòng)刀柄干涉檢查能力 高速加工以傳統(tǒng)加工近10倍的切削速度進(jìn)行加工，一旦發(fā)生過(guò)切對(duì)機(jī)床、產(chǎn)品和刀具將產(chǎn)生災(zāi)難性的后果，所以要求其CAM系統(tǒng)必須具有全程自動(dòng)防過(guò)切處理的能力。高速加工的重要特征之一就是能夠使用較小直徑的刀具，加工模具的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)能夠自動(dòng)提示最短夾持刀具長(zhǎng)度，并自動(dòng)進(jìn)行刀具干涉檢查。 (3)豐富的高速切削刀具軌跡策略 高速加工對(duì)加工工藝走刀方式比傳統(tǒng)方式機(jī)能有著特殊要求，因而要求CAM系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足這些特定的工藝要求。為了能夠確保最大的切削效率，又保證在高速切削時(shí)加工的安全性，CAM系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)加工瞬時(shí)余量的大小，自動(dòng)對(duì)進(jìn)給率進(jìn)行優(yōu)化處理，以確保高速加工刀具受力狀態(tài)的平穩(wěn)性，提高刀具的使用壽命。CAM軟件在生成刀具軌跡方面應(yīng)具備以下功能： ☆應(yīng)避免刀具軌跡中走刀方向的突然變化，以免因局部過(guò)切而造成刀具或設(shè)備的損壞； ☆應(yīng)保持刀具軌跡的平穩(wěn)，避免突
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