数控铣床切削加工工艺的4个技巧

数控铣床切削加工工艺的4个技巧

4 刃平头铣刀

对于数控铣削零件来说,成品工件的质量至关重要。对于 数控铣床切割加工过程中,刀具的选择和切削参数的有效确定都是至关重要的。为确保加工符合标准,编程人员必须准确掌握刀具选择和切削参数的基本原则。同时,每个零件加工过程的特点也受到高度重视。

如何选择 CNC 铣削刀具

数控铣床对配套刀具的要求较高,刀具必须具备高精度、高强度、高刚性、安装调整方便等特点。不同的刀具,其刀柄长度和刀头形状也不同,选择时要考虑铣床的安装夹持能力、工件的材料特性、加工方法等诸多因素。在充分满足其他条件的前提下,尽量选择刀柄较短的刀具,以最大限度提高刀具的刚性,满足加工精度的要求,延长刀具的使用寿命。

铣刀的常见类型

由于加工工件的材料和形式多种多样,铣刀的种类和形式也各有不同。目前,各种类型的铣刀通常按材料、结构或刀头形状进行分类。根据材料不同,铣刀可分为高速钢铣刀、合金钢铣刀、金刚石铣刀、陶瓷铣刀、立方氮化硼铣刀等。不同材料的铣刀硬度和刚度不同,适用于加工不同材料的工件。根据刀具的结构,铣刀还可以分为整体铣刀和镶嵌铣刀,其中镶嵌铣刀又可分为焊接式和机夹式。根据刀头的形状,铣刀可分为球头铣刀、平底铣刀、锥度铣刀、T形铣刀等。

2 刃长颈平头铣刀

影响铣刀选择的因素

CNC铣削是一项相当复杂的操作。选择铣刀时应考虑加工材料的性能和特性。例如,有色金属、黑色金属、复合材料和聚合物材料对刀具的选择都不同。此外,还应考虑材料的硬度、韧性、刚度、耐磨性等性能。另外,CNC铣削的主要加工能力取决于数控机床。因此,在选择刀具的过程中,还应考虑数控机床的特性,并尽量减少刀具的数量,以实现一次装夹完成多个工序。

数控铣床常用刀具的用途

  • 立铣刀:该类刀具适用于加工工件表面的凸台或凹槽等形状,也可用于粗加工、精加工和清根加工。
  • 键槽铣刀:顾名思义,该类铣刀比较适合加工工件上各种型腔凹槽、键槽形状。
  • 球刀:该类刀具较适合于小切削量的表面精加工,由于切削量小,效率低,一般不用于加工大形状。
  • 面铣刀:主要用于加工大面积平面工件。

实践中的工具选择原则

一般来说,铣刀的选择应以安装调整方便、保证工件加工精度、延长刀具使用寿命为基本原则。在保证加工质量和效率的前提下,尽量选择刀柄较短的刀具,以提高刀具的工作刚性,延长刀具的使用寿命。工件的几何形状是选择铣刀时需要考虑的问题。加工不同形状的工件,对铣刀类型和刀头形状的要求也不同。如果选择不合适,会严重影响工件的加工质量,甚至会出现大量的不良品,造成损失。

2 刃平头铣刀

数控铣削中切削量的确定

数控铣削加工中工件的加工是通过不同方向的切削来实现的。不同的切削用量对工件加工的速度、质量和使用寿命有着重大的影响。切削用量主要包括切削速度、背切削量、侧切削量等指标。应针对不同情况选择不同的切削用量,以工件的加工精度和表面光洁度为主要判断标准。切削用量的设定要经过科学计算,以达到加工质量、效率和减少刀具磨损之间的平衡。

确定切割速度

切削速度的选择需要考虑工件硬度、刀具材料、刀具寿命等诸多因素。粗加工时应适当降低切削速度,因为此时切削深度通常较大。一旦选择较高的切削速度,就会产生较高的工作温度,降低刀具的使用寿命。相反,精加工时可适当提高切削速度,以保证工件的表面精度和工作效率。

确定进给速率

进给速度是关系到加工效率的重要指标,是指每分钟的切削深度,一般在100~200mm之间。使用高速钢刀具或进行深孔加工作业时,进给速度应根据实际情况适当降低,一般保持在每分钟20mm~50mm左右。

切割深度的确定

背切深度(侧切深度)的确定关系到加工的操作安全性和刀具、机床的使用寿命。如果切深过大,可能造成碰撞事故,损坏刀具或机床。但在一定范围内选择可以容忍的最大切深,可以减少走刀次数,提高生产效率。

切削刀具

数控铣床切削过程解构

粗加工工序

生产效率的全面提高是选择粗加工工艺的关键。所谓粗加工具体是指在单位时间范围内所能达到的最大材料去除率。具体是指毛坯表面的加工余量,保证毛坯的形状和尺寸尽可能接近成品。一般来说,经过粗加工后,材料就能形成半精密工件的轮廓。在整个加工过程中,速度起着重要作用,选择直径较大的刀具进行操作。不仅可以实现生产效率的全面提高,还可以避免刀具磨损的概率。对于数控铣床来说,只需控制三个坐标中的任意两个,就可以达到二维控制的目的。

半精加工工序

与粗加工不同,半精加工更注重效率与质量的有机配合。半精加工后工件表面应相对光洁,加工余量应均匀一致。而这一工序的目的是为精加工的开展打下坚实的基础,以达到二次表面加工的目的。需要注意的是,在实际加工过程中,应尽可能有效地去除零件表面的多余材料。确保加工后的零件表面处于平整状态,最终达到标准的精度要求。

角度清洁工艺

工件清角加工工艺对加工速度的要求不高,而注重模具表面的均匀性和协调性。需要注意的是,工件清角的目的是为了彻底清除多余的材料。它有效地为后续的精加工操作铺平了道路,进一步促进了精加工工作的全面发展。如果在此过程中使用直径较小的刀具,很难一次性完成切削操作,因此至少需要进行两次切削操作,只有在满足特定要求时才停止。但刀具直径不应超过精加工刀具的直径。

立铣刀

精加工工艺

精加工工序是最后一道加工工序,要求加工各零件的尺寸精度、表面粗糙度、形状精度必须符合图纸要求。一般来说,在精加工表面都会预留一定的加工余量,主要目的是保证刀片在切削时能处于稳定状态,尽量减少工件加工的误差,保证使用效果符合标准。在精加工过程中,必须选择使用直径较小的加工刀具。最佳的精加工工艺顺序为:加工外轮廓→加工凸起部分→加工台阶面和自由曲面→加工凹槽→加工其他低辅助面。

在模具制造过程中,对于曲面型芯、型腔的高速精加工,应注意以下几点:切削时,必须保证刀具与工件的接触点能随着曲面的斜率和所选刀具半径的变化而出现相应的变化。

如果要加工的模具曲面具有很强的复杂性,则必须保证一次加工完成,有效减少切削次数,有效保存模具曲面。另外,在切削过程中,必须保证刀具进给的方向呈圆弧状呈现,使切削面连续光滑,具有一定的稳定性特性。最后,在实际加工过程中,应尽可能避免加工停顿的发生。

一旦刀具突然停止,很容易引起模具表面出现轻微的变形问题,最终会对加工的精度造成不良影响,甚至在刀具停止的位置出现凹痕,从而影响其表面质量。

 CNC 立铣刀

数控铣床切削工艺的有效改进

改善粗加工工艺的方法

首先,可以借助加工仿真软件精确计算出切削面面积,并据此计算出被切削材料的切削率,这样才能保证切削过程中刀具负荷与磨损率始终保持平衡,在进一步提升加工质量的同时,尽可能降低刀具磨损概率。

其次,在实际切削中,数控铣床应尽可能选择斜向切入或切出,同时加工模具型腔时还应有效避免垂直切削和切入问题,如果条件允许,应尽可能如图1所示选择螺旋切削,以有效减少刀具负荷。

第三,如果需要加工较大的余量零件,则应采用爬坡方法。这种方法最突出的优点是可以有效减少切削力,确保切削硬化程度得到适当提高,减少切削产生的热量,确保零件切削的实际质量得到全面提升。

最后,在使用数控铣床切削时,不要突然改变刀具进给的方向,否则将直接影响切削速度,最终明显降低切削质量并造成残渣或过切,严重时会造成难以估量的安全事故。

立铣刀

方法 改善 年代半精加工 流程

对于半精加工工艺的改进,切削间距和公差值非常重要。为保证切削稳定,必须严格按照上述顺序进行,尽量避免刀具损坏。另外,为保证切削的连续性,应合理安排加工工序,避免频繁退刀或换刀。

方法 改善 C奥尔纳 C倾斜 流程

工件在半精加工的基础上表面已经比较均匀,但凹轮廓位置的加工余量仍然较大,一旦加工余量均匀性差,必然影响切削的稳定性,甚至直接影响加工的最终精度,因此必须安排合理的清角工序,去除多余的材料。

方法 改善 F完成 流程

精加工对质量和精度的要求很高,因此必须优化切削程序。为避免垂直切削和大量抬刀问题,应尽可能多地损坏零件表面。另外,在精铣过程中,应采用顺铣方式,避免滑动问题。刀具路径的选择也应高度重视加工变形问题。必要时,尽量增加走刀次数。最重要的是保证刀具路径的最优化。

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