单双中特百分百高手:CNC編程工程師如何煉成?看看這些必備素質

2018-04-27

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刀具的認識與選擇

单双中特规律公式 www.aqlcy.com 1. 刀具的認識

數控加工刀具必須適應數控機床高速、高效和自動化程度高的特點,一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要連接刀具并裝在機床動力頭上,因此已逐漸標準化和系列化。數控刀具的分類有多種方法。

根據刀具結構可分為:

(1)整體式。

(2)鑲嵌式,采用焊接或機夾式連接,機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種。

(3)特殊型式,如復合式刀具、減振式刀具等。

根據制造刀具所用的材料可分為:

(1)高速鋼刀具

(2)硬質合金刀具

(3)金剛石刀具

(4)其他材料刀具,如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。

為了適應數控機床對刀具耐用、穩定、易調、可換等要求,近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用,在數量上達到整個數控刀具的30%~40%,金屬切除量占總數的80%~90%。

數控刀具與普通機床上所用的刀具相比,有許多不同的要求。主要有以下特點:

(1) 剛性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振及熱變形小

(2)互換性好,便于快速換刀            

(3)壽命高,切削性能穩定、可靠

(4) 刀具的尺寸便于調整,以減少換刀調整時間

(5) 刀具應能可靠地斷屑或卷屑,以利于切屑的排除

(6)系列化、標準化,以利于編程和刀具管理

數控銑刀從形狀上主要分為平底刀(端銑刀)、圓鼻刀和球刀,如下圖所示。

數控銑刀

從刀具材料和使用性能上主要分為白鋼刀、飛刀和合金刀。在工廠實際加工中,最常用的刀具有D63R6、D50R5、D35R5、D32R5、D30R5、D25R5、D20R0.8、D17R0.8、D13R0.8、D12、D10、D8、D6、R5、R4、R3、R2.5、R2、R1.5、R1和R0.5等。

(1)平底刀:主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺點是刀尖容易磨損,影響加工精度。

(2)圓鼻刀:主要用于模胚的粗加工、平面精加工和側面精加工,特別適用于材料硬度高的模具加工,開粗時優先選擇圓鼻刀。

(3)球刀:主要用于非平面的半精加工和精加工。

點評:

白鋼刀刀條是銀白色的,主要用于直壁的加工,其加工特點是轉速慢,進給小,但價格便宜;飛刀主要是鑲刀粒的鑲拼式刀具,刀具剛性好,在數控加工中使用非常廣泛,主要用于模胚的開粗、2D輪廓的半精加工和精加工;合金刀價格昂貴,但加工的效果要比白鋼刀和飛刀好,目前其最大的型號是D12。

2. 刀具的選擇

在數控加工中,刀具的選擇直接關系到加工精度的高低、加工表面質量的優劣和加工效率的高低。選擇合適的刀具并設置合理的切削參數,將可以使數控加工以最低的成本和最短的時間達到最佳的加工質量。總之,刀具選擇的總原則是:安裝調整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。

選擇刀具時,要使刀具的尺寸與模胚的加工尺寸相適應。如模胚的尺寸是80×80,則應該選擇D25R5或D16R0.8等刀具進行開粗;如模胚的尺寸大于100×100,則應該選擇D30R5、D32R5或D35R5的飛刀進行開粗;如模胚的尺寸大于300×300,則應該選擇直徑大于D35R5的飛刀進行開粗,如D50R5或D63R6等。另外,刀具的選擇還要考慮機床的功率,如功率小的數控銑床或加工中心,則不能裝大于D50R5的刀具。

在實際加工中,常選擇立銑刀加工平面零件輪廓的周邊,選擇高速鋼立銑刀(白鋼刀)加工如直的凸臺、凹槽,選擇鑲硬質合金刀片的玉米銑刀加工毛坯的表面,選擇球頭銑刀、環形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀加工一些立體型面和變斜角輪廓外形。

除了刀具的選擇外,刀具的參數設置同樣非常重要。

白鋼刀的參數設置

點評:

(1)刀具直徑越大,轉速越慢;同一類型的刀具,刀桿越長,吃刀量就要減小,否則容易彈刀而產生過切。

(2)白鋼刀轉速不可過快,進給速度不可過大,光平面時進給率為700mm/min最適宜。

(3)白鋼刀容易磨損,開粗時少用白鋼刀。

飛刀參數設置

點評:

(1)以上的飛刀參數只能作為參考,因為不同的飛刀材料其參數值也不相同,不同的刀具廠生產的飛刀其長度也略有不同。另外,刀具的參數值也因數控銑床或加工中心的性能和加工材料的不同而不同,所以刀具的參數一定要根據工廠的實際情況而設定。

(2)飛刀的剛性好,吃刀量大,最適合模胚的開粗。另外,飛刀光陡峭面的質量也非常好。

(3)飛刀主要是鑲刀粒的,沒有側刃,如下圖所示。

飛刀

合金刀參數設置

點評:

(1)合金刀剛性好,不易產生彈刀,用于精加工模具的效果最好。

(2)合金刀和白鋼刀一樣有側刃,精銑銅公直壁時往往使用其側刃。

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數據設備的認識與使用

模具加工中,常用的數控設備有數控銑床、加工中心(數控銑床和加工中心統稱為電腦鑼)、火花機和線切割機等。

電腦鑼主要由機身、工作臺、主軸、面板和夾具等組成。加工中心與數控銑床的最大區別就是加工中心具有自動換刀裝置,能極大地提高加工效率。在電腦鑼上裝上刀具,對好刀后就可啟動機床切削工件了。電腦鑼工作時,主軸轉動,工件臺帶動裝夾在工作臺上的工作沿X軸、Y軸、Z軸或非平面運動。

但并非所有的模具都能由電腦鑼直接完全加工出來,有時還需要火花機或線切割機。如下圖所示的模具。由于某些部位用電腦鑼無法加工出來,故需要使用火花機進行加工。

需要電火花的模具

如下圖所示的模具,為了提高生產效率,也需要使用線切割機進行加工。

需要線切割的模具

點評:

很多數控編程初學者認為無須了解火花機或線切割機,這種想法是非常錯誤的。因為只有非常清楚地了解火花機和線切割機的加工工藝知識,才能編寫出合理刀路,提高生產效率和減少錯誤。

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模具結構的認識

編程者必須對模具結構有一定的認識,如模具中的前模(型腔)、后模(型芯)、行位(滑塊)、斜頂、枕位、碰穿面、擦穿面和流道等。一般情況下前模的加工要求比后模的加工要求高,所以前模面必須加工得非常準確和光亮,該清的角一定要清;但后模的加工就有所不同,有時有些角不一定需要清得很干凈,表面也不需要很光亮。另外,模具中一些特殊部位的加工工藝要求不相同,如模具中的角位需要留0.02mm的余量待打磨師傅打磨;前模中的碰穿面、擦穿面需要留0.05mm的余量用于試模。

如下圖所示列出了模具中的一些常見結構。

前模

后模

行位


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