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谈论CNC加工进退刀的办法及运用

2015-07-17 16:43阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/3996543885

摘 　 要:这篇文章联系实例 ,对实体外型生成的曲面 ,在数控加工中进行刀具轨道生成时的进退刀疑问
进行讨论 ,总结了进退刀办法的选用准则 ,以确保加工外表的质量。
关键词:实体外型;数控加工;进刀;退刀
1 .前语
跟着数控加工中心行业的迅速开展 , CAD /CAM软件的开展也越来越快 ,使工件的曲面外型越来越便利 ,工件外型能够进行实体外型。UG、 Pro /E、 MasterCAM、CAXA等软件都具有实体外型功用 ,工件在某一软件中的实体外型 ,还能够在别的 CAD /CAM软件中读取 ,进行数控程序的主动生成 ,并在数控机床上加工出产 ,完结 CAD /CAM一体化。实体外型具有极大的便利性、 灵活性和便利性 ,因而 ,在模具规划和制作中得到了广泛的使用。
工件由实体外型办法生成的曲面 ,是已经修整好了的曲面即“ 裁剪曲面 ” ,没有剩余的掩盖面 (曲面鸿沟外的延伸面 ) ,在数控加工中经常会影响加工时的进退刀 ,然后影响出产 ,研讨曲面实体的数控加工进退刀办法在出产傍边显得很主要。
2 .曲面实体的数控加工进退刀办法的选用准则
在数控铣削加工中 ,铣刀的进退刀办法对接刀部分的外表质量影响很大 ,其选用准则通常为:
① 当被加工曲面的鸿沟翻开 ,没有别的外表或夹具等约束时 ,为安全起见 ,应延伸曲面鸿沟。或许规划一个能掩盖被加工曲面的较大的曲面 ,使刀具从曲面的鸿
沟外加工起。如图 1所示 ,每次沿直线走刀 ,刀位核算简单 ,程序段少 ,加工进程契合直纹面外型规则 ,确保母线的直线度。
② 当零件曲面的外鸿沟有别的外表约束时 ,刀具不能恣意沿外鸿沟进退刀 ,防止干与发生。
③ 二维切削加工时 ,对精度请求较高的工件曲面 ,要防止法向切入工件曲面 ,而应与工件概括曲面的延长线相触摸 ,然后沿该曲线切向切入工件轮
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廓 ,以确保工件质量。退刀时刀具也有必要沿曲线切向退刀 ,然后再回来起点 ,见图 2。假如沿法向切入 ,会留下显着的刀痕。应尽量防止在进给半途中止 ,引起接刀痕 ,见图 3。假如加工时有必要进行笔直切入 /切出引导 ,这时有必要使刀具远离工件进行切入 ,一起 ,树立刀补 ,然后沿请求的轨道进行切削加工 ,当切削完结时 ,沿切出引导线远离已加工工件 ,一起撤离刀补。应特别留意在工件被加工曲面处笔直工件外表的方向下刀或抬刀。
④铣削内槽关闭曲面的切入或切出不允许外延。这儿可沿工件曲面的法线切入或切出 ,可能时 ,其切入和切出点最佳选在工件概括曲面两几许元素的交点处 ,见图 4。
⑤ 三维切削加工时 ,刀具的进刀和退刀 ,能够分为以下几种办法。潜入式进退刀。刀具沿轴线疾速进给到安全部 ,然后直接作业进给到待加工外表 ,加工循环完毕后疾速笔直退到回来点。这种办法合适凸型面。
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水平进退刀。刀具沿轴线疾速运动到安全部 ,以作业进给速度使刀具笔直运动到引导线起点 ,然后沿引导线使刀具逐渐切入工件。加工循环完毕后 ,沿引导线切离工件 ,疾速退回到回来点。留意 ,刀具切入和切出平行于 XOY平面。
法向进退刀。刀具沿轴线疾速运动到安全部 ,以作业进给速度使刀具运动到引导线起点 ,然后沿引导线法向切入工件 ,与水平进退刀不一样的是 ,引导线法向于被加工外表。
切向进退刀。与法向切入工件一样 ,区别在引导线切于被加工外表。
3 .使用实例
下面 ,图 5所示的“ 鞋撑 ” 模型 ,是用实体外型办法制作的工件三维图形,在数控铣床（CNC加工中心）上加工出该工件曲面时加工中刀具轨道生成时的进退刀办法的断定 ,关系到很多主要参数的挑选 ,也关系到铣刀运动轨道的主动生成即数控程序的主动生成
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3 . 1 .进退刀办法的挑选
① 笔直进退刀办法
加工时选用球头铣刀,用“行切法 ” 加工。所谓行切法 ,就是球头铣刀加工零件概括的切点轨道是一行一行的 ,行距是按曲面的加工精度请求断定的。在挑选进刀、 退刀办法时 ,假如进刀点采纳笔直办法切入工件 ,刀具是自上向下钻到工件外表,这么很不安全 ,且加工出来的外表质量差,在加工中是不可取的。除非曲面鸿沟有特别约束 ,通常不选用这种进刀办法。
② 选用近似的办法使每行进退刀从曲面外进行
刀具切削的第一刀从曲面概括外进刀 ,以切入工件 ,刀具切削的最终一刀走到曲面概括外 ,再退出工件。但是 ,这么虽然处理了第一刀进刀和最终一刀退刀的疑问 ,但还远远不够 ,由于刀具每一行的进刀和退刀还是在被加工曲面的鸿沟上 ,被加工曲面的外延鸿沟会有较多的残留余量,影响被加工曲面的外表质量 ,给后继加工带来不便利。关于有的CAD /CAM软件 ,具有刀具轨道操控功用 ,能够用来近似地处理这个疑问。
例如在 MasterCAM软件中,能够采纳近似的办法进行防止。过程为:主菜单中挑选“刀具路径 ”— “ 曲面加工 ” — “精加工 ” — “曲面流线 ” — 保留 NCL文件名 — 拾取曲面 — “履行 ” — 弹出“曲面流线精加工 ” 参数表对话框 — 挑选“曲面流线参数 ” 表 — 单击“空隙设定 ” 按钮 — 弹出“ 空隙设定 ” 对话框 —在“ 鸿沟处路径延伸切弧的半径 ” 中 ,填写有关数据—在“ 鸿沟处路径延伸切弧的视点 ” 中 ,填写有关数据 — 单击“ 断定 ” 按钮 — 选定其它各种需要的参数 — 单击“ 履行 ” 菜单 — 生成刀具轨道[ 3 ]
③ 以比被加工曲面大的曲面生成刀具轨道
在 CAD /CAM软件中 ,较实用的处理办法则是在生成曲面的一起 ,作出一个包括被加工曲面的较大的曲面 ,或许对被加工曲面进行延伸 ,生成比原被加工曲面大的曲面 ,并以这个较大的曲面进行刀具轨道生成 ,这么 ,在实际加工时 ,刀具的每一行就
不会在被加工曲面内进刀和退刀了 ,也为后继的加工带来了便利 ,确保了加工外表的质量。
在 Pr o /E的加工模块中 ,相同有曲面和实体功用 , Pro /E的曲面、 延伸和剪切功用 ,使加工进程中刀具的下刀点简单操控 ,防止直接踩刀 , Pro /E的根据参数特征也使刀路修改非常便利。周鸿沟延伸一段距离 (稍大于刀具半径 ) ,能够使刀具在下刀时会避开铜料 ,确保了刀具尤其是第一刀的安全。做好粗加工后 ,经过后处理构成 NC文件。在精加工时 ,不需从头做一个刀路 ,只需要翻开刚做完的粗加工 ,从头设置 STEP_OVER、 PROF_ST OCK_ALLOW、 T OLERANCE等参数的值 (分别是步距、加工余量、 公役 ) ,点取 PlayPath (演示轨道 )及ScreenPlay(屏幕演示 ) , Pro /E会从头核算出精加工的刀路。精加工时要铣削的量很少 ,加工面不用延伸 ,只需移 (REMOVE)方才所创立的面 ,点取Model后再挑选顶部曲面 ,让 Pr o /E再核算一次就行了 ,不过这儿最佳把参数 OVERTRAVEL _D IS2T ANCE设为 0 . 5mm～1mm,这么 ,在核算刀路时 ,刀具会沿着加工面的切线方向走出 0 . 5mm ～1mm,确保加工面能被彻底铣削[ 4 ]。
3 . 2 .数控程序的主动生成及数控加工
取出加工模型 ,进行机床设置、 刀具设置、 退刀面设置、 加工办法设置及各参数设置 ,最终给出曲面的加工规模,在承受体系缺省的曲面加工前提下 ,创立的刀具路径。“鞋撑 ” 模型经过 Pro /E软件创立的刀具路径轨道如图 6。对 Pr o /E体系的后置处理管理器进行设置 ,最终生成 G代码 (略 )。
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图 7为“ 鞋撑 ” 在“ZJ IK7532A华中数控铣床 ” 上加
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工时 ,刀具在各平面的实在轨道。
3 . 3 .结果剖析
在实验室条件下 ,选用华中 ZJK7532A数控铣床 , R3的球头铣刀及工程塑料进行加工 ,完结了“ 鞋撑 ” 模型加工 ,曲面概括完好 ,说明建模和进、退刀办法是准确的。加工好的零件如图 8所示。
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4 .总结
综上所述 ,在曲面实体的数控加工中 ,应根据被加工曲面和工件装夹的具体情况 ,准确挑选既能防止磕碰又能确保外表质量的进刀、 退刀办法。本事例运用了 Pr o /E体系外型技术和他的 NC模块,成功完结了“鞋撑 ” 概括铣削加工 ,完结了 CAD /CAM出产进程 ,为模具的制作供给了简捷的路径。
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