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薄壁结构件圆角高速铣削加工的刀具路径

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-05-10  来源:网络  作者:lansheng  浏览次数:895
核心提示:常规NC加工在制定刀具走刀路径的时候,一般采用等切厚切削,即在一次走刀过程中径向切深为一定值。但是,在圆角过度处,加工问题较大。在高速铣削加工薄壁结构时,问题尤为显著。在圆角高速铣削的实践中,可以发现

 

  常规NC加工在制定刀具走刀路径的时候,一般采用等切厚切削,即在一次走刀过程中径向切深为一定值。但是,在圆角过度处,加工问题较大。在高速铣削加工薄壁结构时,问题尤为显著。在圆角高速铣削的实践中,可以发现刀具在圆角处的切削力有显著的突变(见图1)。

图1切削力变化曲线图          图2直边铣削示意图        图3圆角铣削示意图

  针对圆角加工问题,细化圆角刀具路径的方法。在等切厚铣削时,当刀具由直线走刀过渡到圆弧走刀的时候,切入角Qb会增大(如图2、3)。

  对应于该图有如下公式:

  cos(Qb)=1-Cl/r (1)

  cos(Qb)=1-Cc/r-Cc(r-0.5Cc)/rR (2)

  Qb———切入角;

  Cl———直边铣削时的径向切深;

  Cc———圆角铣削时的径向切深;

  r———铣刀半径;

  R———刀具中心轨迹在圆角处的半径。

  显然,当Cl=Cc时,在刀具由直线走刀过渡到圆弧走刀的时候,由于切入角的增大而使刀具与工件的接触面积增加,从而引起切削力的突然增大并容易产生振动。切削力的突变造成刀具和工件的加工变形增大,零件的尺寸误差加大,而切削振颤则会在圆角处产生振纹,影响零件的加工质量。

  细化圆角刀具路径的方法,其思想就是在走刀过程中,保持刀具切入角恒定,或者附加走刀路径,即减小刀具在圆角处的径向切厚,从而避免切削力的超值突变。具体的细化刀具路径图如图4、5所示。

图4等切入角刀具路径细化示意图

图5附加走刀路径细化示意图

  采用圆角处刀具路径细化方案,可以有效的保持稳定切削,减小因切削力突变而引起的加工变形和可能发生的切削振动,提高了零件的加工质量。

  同时逆铣时切屑厚度是由薄到厚,由于刃口尺寸效应,在刀刃刚接触工件时,后刀面与工件之间的摩擦较大,易于引起振动,拐角处会出现严重的斜向振纹。顺铣则刚好相反,虽然顺铣的切削力稍大于逆铣时的切削力,但是在切削拐角处时,不会产生明显的振纹。不过顺铣时切屑厚度是由厚到薄,对工件和刀具的冲击力较大,在加工时尽可能减少刀具的悬伸长度和增加工件的刚性。

 

 
 
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