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[转帖] 刀具是模具精度的精髓

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发表于 2009-1-25 14:02:28 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国甘肃酒泉

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如果说到加工中心的选择,在几年前,若是选择了具有高速ATC(自动刀具交换装置)和高速APC(自动工作台交换装置)功能的设备,是个非常明智的决定,因为当时追求的是无人化、自动化的功能。但是,对於一台机器,如果只需要触动一下操作键就可以工作,那无论是谁都可以操作。归根到底,只是工具的差别而已。 : A3 y3 p& b# e8 Q6 D, o
+ ]* c2 A4 o, X# m& N
高速加工并不一定是主轴转速在几万转以上,而是回转速度可以使刀具刃部负荷降低。根据工件的种类及刀具的选择方法,就算用转速为几千转的加工中心也是完全可以实现的。 ; N% Z% p7 M! d( i, ~
/ d9 x! ~, ]3 e. ]7 S; s
因此,即使使用小直径刀具,也可以进行高效率化的高速加工。一提到小直径刀具,我们的第一印象是慢,可是小直径刀具在必要形状的加工中,比大直径刀具的加工要快得多。而且加工海绵状等软材料时,小直径刀具比大直径刀具更容易实现没有飞边和毛刺加工。 5 R% |" Z& c4 h+ {+ X

. d" i8 R6 z  `5 m6 C3 l对小刀具的误解 ' `( `; O8 Q/ j7 x3 B8 H
: I* Z3 ]0 X8 Y7 F: \
高速加工与刀具的直径没有直接关系,我们有必要澄清普遍存在认为小直径工具难以进行高速加工的误解。
; i9 d! J$ t& A% w( e$ e4 T2 a" n4 v2 T* Q/ ]7 Y
用高速加工可以处理至今为止不能加工的任何材料 5 t* d; V. j7 i& Q4 G+ E

3 {" G( _; s) ?. F因为没有达到适当线速度的高速主轴而不能加工的工件,用高速主轴接近其适当的线速度就能够加工,例如0.05mm至0.2mm微小直径刀具加工就是一个例子。但是,适正线速度降至每分钟几十米的时候就不适合了。 3 {. s. a( x9 ~' s
+ d' p6 B/ w: n$ l( ?- x3 T; H" ~+ f$ Z
不论什麽直径的刀具都可以进行高速加工 4 {' H: E# M1 ]  Z7 q
+ E7 w7 x7 v/ D+ u9 J, P
这个仍然是线速度的问题,适正线速度由工件和刀具决定,如果选择了无视适正线速度的刀具直径和转速,就无法进行实用性加工。 6 M6 B& O& B4 ?, c$ V+ D# E( p# F

9 k1 v' ~5 f- u. G$ M% B用高速回转加工时,加工负荷下降 ' S2 c7 L. b& ~5 K% N+ ]

6 w( f# A4 R2 ?4 O5 s, @2 K研究切削加工的人们说,这种现象是可能发生的。可是,伴随?负荷下降而来的是急剧增加的摩擦力,不能说这是能够进行实用加工的领域。因为没有达到适正的回转速度而使加工负荷增大的情况有很多。选择削切负荷下降的路径,用适正的转速进行加工时,可以提高进给速度,延长刀具寿命。
# N4 h4 e# V8 G9 S7 D% r
! [- B) R7 r8 s$ L. e* q用高速回转加工时,工件和刀具不发热 # g0 R; m+ D# b  b; A- @

, r2 C+ s3 ]- n( F9 S选择削切负荷极小的条件才能达到这个效果。相反,用切削负荷高条件进行重切削加工,工件和刀具依然会发热。
, O& y+ T  I; h* r$ [5 Q  t% v, c; W9 [1 R2 I( F9 ?
用高速回转加工时,加工表面的光洁度提高,不需磨削 # c5 E6 X0 o) `, ^8 l3 o2 Y

+ x2 w6 O5 J  H* @" |* D这要根据刀具的刃部形状、切削深度,以及进给量而定。如果要使磨削的工时降至最少或不需磨削,那麽精加工後的表面必须是均匀的。虽然用球头铣刀磨擦是最好的,但是这不是切削,而是在抛光,这会令刀具的寿命很快丧失。 4 g* X; U0 ~' S5 R4 P+ H" O/ r0 y9 z- V

! S; z! O# @( G, D高速回转加工必须加工低负荷工件,所以最好是进行很薄的加工,可是这时在刀具的中心附近,进行的是线速度非常慢的加工,负荷反而会增加。
" h. }' z$ E; I, K) y0 Q
+ s( O+ N% b+ {- N" @% N  Y: ?等高线加工在程序编制时需要花费时间,在加工效率方面,还是往复式的扫描线加工方法好。
: a' |2 V6 k' h' u3 w2 i0 X! v% `
" Q+ A) t/ t  g2 M; j两者相比,刀具轨迹的生成的确需要时间。但是,对於刀具的负荷是一定的,对刀具寿命、加工面的粗糙等要好很多。 - U9 I$ q: ^. v5 p9 _) G, f  j; ?& ~

: R- S/ p8 \8 ^5 q! L2 q" E- @刀具寿命的缩短和对策 ! N. O8 |- y  @8 a$ t

1 U  B  B3 a0 q8 U, E在使用球头立铣刀加工时,即使选择合适的线速度及切削深度进行加工,但还有很多因素导致刀具寿命下降。 : z2 q& E4 l" c3 s

2 n# y5 t; \" h! ?/ q切削开始时负荷增加 . U: P+ s& A! e2 J% K
7 ]4 f' p- q4 ^! S% J  y
在Z轴方向刀具垂直下降,开始切削时,线速度慢的刀具中心首先开始接触工件,加工开始时,必然成为槽加工。槽加工时进给方向的右侧和左侧都有工件,成为一边是下降加工,一边是上升加工。特别是上升加工,刀具的寿命、加工面的光洁度都会下降。因此和通常的侧面加工相比,必须降低进给速度。
8 t" _/ z  |' I) r' ]3 {' ?/ J& I) ]1 k/ ~& V( L' a+ P0 y+ R) U
使用刀具像画螺旋线那样下降的螺旋加工接触工件的方法,虽然消除了线速度慢、刀具中心首先接触工件的问题,但不能说是最好的方法,也就是说,在螺旋终了後进入直线加工时,还是槽加工。在这里如果进给速度不下降,也是导致刀具寿命缩短的原因。 , i% g% H3 @1 \

: \6 r4 B2 S( M9 W槽加工负荷大及加工面粗糙 ) M- ^; z7 d% \
; T' e& [, i; @( l
在由内侧向外侧进行加工时(设置的加工),在螺旋终了後的(Z轴到达加工位置後)加工,必然变成糟加工。这时如果不降低进给速度,刀具的寿命会缩短。
' t) S3 C/ X/ @7 }5 A  m  E/ |8 H2 F2 J& L
7 k& _6 @% X! F7 f# }2 b$ |" `6 I( ]1 Z角部负荷增加 1 O& d3 h; x. h1 D

( H& H) ^: j" \$ ]  w从内侧向外侧加工时,锐角的角部加工较多。此时与侧面加工相比,每转切削体积会增加。为了使单位时间的切削体积一致,有必要在角部进行自动加速或减速。工件的硬度越高,在角部的加减速幅度应越大。 9 U- e7 e  E% {0 P9 ~, H: C# V

/ i# p! M) z& r. R( S过长的刀具伸出量
" l: m& M9 U& R( i  L% Q. k4 ?1 I, O- [4 [
刀具伸出的长度过长时,刚性会下降,刀具的寿命会缩短。当遇到高硬度材料或难切削材料时,这种现象会更加明显。 / q$ V; U" c& x. k
* W/ {* m/ _8 R" p" P( j9 r- I
刀具 ! n/ s# b+ f6 h  S1 Q. Q0 Q

  B$ ~* |, @; H$ \用立铣刀进行的铣削加工,也就是用复数的切削刃进行断序的切削,有的刃从非切削状态,随着主轴的旋转,接触到工件开始切削。工件的硬度越高,刀尖接触工件的瞬间冲击越大,刀尖损坏的可能性越高。为此使刀尖变厚,刀刃的切削面制成负面,减小槽部使刃的根部变粗,此种刀具称为高硬度用刀具。 & H3 _) j: W7 Q' L* g7 D

2 W0 g& I- r9 N, n$ T- Q不过,非高硬度用铣刀的刀具磨耗,对於在实际加工直径附近表现出的临界摩擦现象,高硬度用铣刀的磨耗,前端的中心部在实际加工直径的大小範围内显得很平,不能加工的时间大幅度缩短。所以,必须将此因素考虑在内。
& t# A; b- ~0 r5 }5 }! P0 U, b: k9 O9 b( S1 {
综合来说,采用适当的线速度,减小切削深度,并用尽可能快的进给速度进行加工的基本原则不仅限於小直径刀具。
发表于 2009-1-29 15:16:51 | 显示全部楼层 来自: 中国广东潮州
一口气读完,感觉文章空洞无味
发表于 2009-1-31 19:31:18 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江宁波
看了有点启发
发表于 2009-2-2 09:34:12 | 显示全部楼层 来自: 美国
理论不等于实践!
发表于 2009-2-9 10:09:58 | 显示全部楼层 来自: 中国吉林长春
发表了篇论文!!!!!!!!!!!!!!
发表于 2009-9-8 16:35:37 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
晕到,又是一个文人
发表于 2009-9-20 20:21:35 | 显示全部楼层 来自: 越南
文章空洞无味
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