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铣削技巧在摆线铣和清根铣中的应用

时间:2010年11月05日浏览:793次收藏分享:
摆线铣和清根铣。
首先我们来认识摆线铣。如图一所示,铣刀采用相对较高的线速度和进给,以圆弧切入/切出的
走刀方式加工一个槽或者一个类似的狭窄区域特征,这种加工方法就是摆线铣。摆线铣尤其适用于难加工材料(ISO H&S),除了可以提供高安全性和高金属去除率之外,因为铣刀具有短接
触加工的优势,还可以提供 :
低切削力,允许应用大切深,可利用整个切削刃长度切削

小切屑,允许应用小容屑槽(超密齿)刀具,从而获得高的工作台进给和长寿命

至于清根铣,顾名思义,主要用来清圆角。如图二所示,即采用比工件清角半径更小的铣刀,采用层铣的方式加工内腔圆角。

摆线铣和清根铣的不同之处在于:清根铣属半精加工,无需圆弧切入/切出。相同之处在于都可以实现小切宽短接触,带来低切削力和高进给。二者的应用领域类似,都是利用铣刀的短接触实现安全加工和高速加工(HSM),应用于难加工材料效果明显。

我们先来看摆线铣,按照工件槽宽来分,摆线铣可分为两种:小于2×Dc(图三)和大于2×Dc(图四)

小于 2 x Dc

编程采用径向连续螺旋线进给以完成工件轮廓

切宽不断变化,进给保持不变。可节省一半的切削时间

注意:w值是螺旋线间距(铣刀步距),但并不等于切宽,如图三所示,铣刀进给至槽中心时,切宽远远大于w,此时需要根据真正的ae调整进给(上一期文章已经做过说明)。因为切宽是随时变化的,若保持进给不变,在刀具直径Dc以及铣刀步距w的选上,必须保证:

Dcmax = 0.7 x 槽宽 Dm

apmax = 2 x Dc

aemax= 20% Dc

w ≈ 8% Dc aemax=20%Dc

按照图三公式计算Vf

大于2 x Dc

如图四所示,槽变宽了,在拐角处可以采用圆弧进给,其他区域采用直线进给,编程方式变为:

圆弧切入,编程半径 = 0.5 x Dc

直线切削,ae = 0.1 x Dc

圆弧切出,编程半径 = 0.5 x Dc

快速定位至下一起始位置,重复上面步骤

注:拐角处属内圆弧切削,过渡部分是直线切削,需要根据不同的切宽因子ae/Dc来确定进给Vf。为了防止铣刀包络角太大而引起振动,推荐的切削参数如下:

切宽 (ae)= 15% Dc

最大切深 (ap max) = 2 x Dc

编程半径 (radm)= 0.5 x Dc

圆角进给 (Radvf ) = 0.5 x 直线进给Vf

清根铣,常见于型腔加工,例如飞机机翼结构件及模座和压铸模等。

在可转位刀具去除大部分余量后,通常在型腔圆角处留有部分余量需要去除,图五的加工方式因铣刀包络角太大,通常会引起振动而导致铣刀寿命低。若采用清根铣方式加工(图六),多次走刀去除余量,保证一致的切宽/包络角和低切削力,从而更安全快速的完成加工。

清根铣与摆线铣不同,因为越靠近最终尺寸,铣刀的编程半径越小(图七),相应带来切宽和包络角越大。为保证恒定的hex,清根铣会有两种优化切削参数的方法:保持进给一致,逐步减小编程步距w或者保持编程步距w一致,逐步减小进给Vf
若保持编程步距w一致,随着编程半径的减小,ae会越来越大,相应的必须减小进给来保持hex恒定,如何调整,上一期我们已经做过说明。部分的CAM软件也支持这种调整。

-工件起始半径 29 mm

-工件成品半径 6 mm

-铣刀直径Dc 10mm

-线速度Vc 120m/min

-每齿进给fz 0.05mm

优化后的切削参数如下(aemax=2
我们已经介绍了铣削黄金法则在圆弧插补铣、摆线铣以及清根铣中的应用。下一期中,我们会介绍黄金法则在螺旋插补铣和插铣中的应用,帮助您用好手中的武器,聚焦您的成功。

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