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数控铣削曲面加工走刀路线应该如何选择

发布时间: 2017-07-10 09:52 浏览次数: 37

数控铣削曲面加工

不同类型的曲面时,根据曲面特点和加工特点,选择合适的进给路线不但有利于提高切削效率,而且对零件的表面精度也是有好处的。进给路线的确定,一方面要遵循数控工艺所要求的原则,另一方面,还应重点考虑以下这几个问题。

铣削曲面应该注意的问题

在数控铣床加工过程中,会遇到各种类型的曲面零件,比如模具、叶片螺旋桨等。由于这类零件具有复杂的型面特征,需要使用多坐标联动加工,因此多采用数控铣床、数控加工中心来进行加工。

加工时需要注意必须保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求;走刀路线要尽可能短,这样既可以简化程序段,又能够减少刀具的空行程时间,提高加工效率;数值计算应尽量简单,程序段数量少,这样有利于减少编程工作量。

下面,我们以直纹面和曲面轮廓两种曲面零件为例,看看数控铣床铣削曲面类零件加工路线的选择。

直纹曲面加工

直纹曲面边界是敞开的,数控机床常采用球头刀行切法进行加工。行切法就是指,刀具在零件轮廓上的切点轨迹是一行一行的,行间距按零件加工精度要求而确定,一般常采用两种加工路线。一种加工方案是,走刀路线垂直于曲面弯曲方向,每次都沿直线加工。这种方案优点是刀位点计算简单,程序少,加工过程更符合直纹面的形成,可以准确保证母线的直线度。

另一种加工方案是,走到路线平行于曲面弯曲方向。这种方案更符合曲面零件的数据给出情况,便于加工后检验,加工准确度高,但程序较多。由于曲面零件的边界是敞开的,没有其它表面限制,所以曲面边界可以延伸,球头刀应由边界外开始加工。

曲面轮廓加工

曲面轮廓加工应根据曲面形状、刀具形状以及精度要求选择铣削方法。最常使用的是两坐标联动的三坐标行切法,将X、Y、Z三轴中任意两轴作为联动插补,第三轴则单独做周期进刀。这种方法又称为二轴半坐标联动。加工中,将X向分成若干段,使圆头铣刀沿YZ面所截的曲线进行铣削,每—段加工完成进给ΔX,再加工另一相邻曲线,如此依次切削即可加工整个曲面。

在行切法中,选取ΔX的原则是符合轮廓表面粗糙度的要求以及刀头不与相邻表面发生干涉。使用的球头铣刀刀头半径应该选得大一些,这样有利于刀具切削热的散发。但是,刀头半径不应大于曲面的最小曲率半径。

数控铣床用球头铣刀加工曲面时,通常都是用刀心轨迹的数据进行编程。因此,球头刀与曲面切削点的位置会因为曲面曲率变化而改变,故而切削点的连线是一条空间曲线,从而在曲面上形成扭曲的残留沟纹。

这种路径的好处是编程计算比较简单,数控逻辑装置也不复杂,常在曲率变化不大及精度要求不高的粗加工中使用。

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