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二 一九年十二月二十日 模仁加工策略 編輯整理 趙樹國2008 12 二 一九年十二月二十日 二 一九年十二月二十日 二 一九年十二月二十日 加工策略應用 特點 加工詳解 注意事項 二 一九年十二月二十日 加工策略應用 特點 加工詳解 注意事項 加工步驟 二 一九年十二月二十日 加工步驟定義 一 整體粗銑 整體粗逃料 最大限度去除材料二 粗銑平面 粗逃料后以粗逃料刀具整體粗銑一次平面以保証后續加工的順暢三 二次粗銑 使粗銑后的余量相對均勻 可以是等高線加工或余料粗加工四 等高粗銑 使粗銑后的余量相對均勻 可以是等高線加工或余料粗加工五 中銑平面 將大平面余量加工至精銑平面前的余量六 局部粗銑 局部 狹小區域粗逃料七 整體中銑 去除大側壁 曲面多余留料 為精銑准備八 中銑清角 整體中銑后所有角落處的清角九 局部中銑 局部 狹小區域中加工 為精加工准備十 局部中清角 局部中銑后清角及剩余狹小區域加工十一 精銑平面 所有平面的精加工十二 整體精銑 靠破面 插破面 成型面實行分區域分段切割精加工OK十三 精銑清角 整體精銑后分區域分段精清角十四 局部精銑 分別精加工局部狹小區域十五 局部精清角 局部區域精銑清角十六 流道加工 所有流道分大小分別加工十七 澆口加工 澆口粗 精銑分別加工十八 排氣加工 排氣按0 2mm到0 02mm分別加工 二 一九年十二月二十日 3 1 整體粗銑 3 1 1 整體粗銑的特點 粗加工是加工中的一個難點 決定后續加工順暢與否 高效 最短的刀路在最短的時間里去除最多的材料減少主軸空中動作行程 空切削及重復切削刀路避免刀路太多拐角 機床處于不斷減速過程中合理選用刀具 既保証效率還要考慮后續加工刀具使用安全 機床穩定切削 所留殘料分布均勻 無漏粗逃之位置對狹小轉角圖檔的處理 防止排屑不良使刀片崩裂無漏加工之位置 以防撞刀深工位分層加工 保証效率 刀具安全 二 一九年十二月二十日 3 1 2 整體粗銑的刀具選用的因素 粗加工刀具一般應具備取料量大 切削速度高 切削量大 高進給 散熱快等特點 一般情況下 均采用舍棄式圓鼻刀具粗逃 可換刀片 成本相對較低 對于較小的模仁或大型模仁的局部逃料 有時也采用整體式圓鼻刀 或R角較小的舍棄式圓鼻刀進行粗逃 在逃料多時盡量避免使用端刀 1 工件材質決定了使用的刀具材質 吃刀量及切削參數2 刀具直徑直接影響到加工效率 去除材料的能力 3 刀具伸出長會直接影響到吃刀量及切削參數 并對工件品質會有一定影響 它決定于工件本身 當伸出太長時考慮分段加工4 刀具的加工時間 二 一九年十二月二十日 3 1 3 刀徑大小的選用 粗加工以工件長邊約1 10數值作為刀具直徑 綜合考慮槽位 轉角 島嶼間距離 島嶼與工件邊緣距離和切削效率選用刀具 同時結合圖檔的處理 考慮局部粗銑與分層粗銑 如圖零件 槽部位進行封填 島與工件邊緣距離為30 40 用25R5切削比用35R5刀多一倍的刀路 且槽要另選用較小刀具加工 故選用刀具要綜合考慮工件大小與形狀特點 D25R5 D35R5 二 一九年十二月二十日 3 1 2 整體粗銑的加工方法 加工路徑 公模仁母模仁較深工位分層轉角處理狹窄工位處理 二 一九年十二月二十日 3 1 3 整體粗銑的注意事項 二 一九年十二月二十日 1 各加工段之加工範圍及特性2 制程排配3 裝夾難易度及合理性 治具的靈活設計與運用4 刀具規格 特點及適用範圍5 機器條件 轉數 負載 速率 行程等 6 材質特點7 模具相關加工方面知識8 現場使用治具的種類及使用特點9 客戶加工及交期要求 程式設計須掌握的內容 二 一九年十二月二十日 一 審圖與裝夾 1 1 審圖內容1 確認模件號及版次 2 確認材質 便于合理選擇加工刀具及切削參數 3 看清制程與相關指示 選擇合理的加工方法 4 考慮工件的裝夾 以安全 穩固 方便為原則 5 考慮要加工哪些部位 背部靠肩是否需NC加工 6 考慮是否要留站角 為后續的加工做准備 二 一九年十二月二十日 1 2 裝夾的考量1 根據工件形狀確定多次裝夾加工及裝夾次數2 確定各裝夾的順序及其考慮的因素3 裝夾的注意事項4 加工圖層的指定 裝夾要安全 穩固 還要方便現場 二 一九年十二月二十日 1 2 1 確定翻面加工及翻面次數 基本原則為 大型模仁零件須翻面加工時 首先是以正面加工不能到位 或刀具伸出長限制不得已則以最少的裝夾次數翻面加工 其次注意各裝夾時安全可靠性 刀具 工件 機台的安全 我們所最常見的為背部靠肩與正面成型部位的加工 但對于大型復雜模仁則須考慮多次裝夾 如下圖 背部靠肩的加工 正面成型加工 但是正面加工時刀具伸出過長時則考慮側面翻面加工 翻面加工 工件較大時注意夾持力度必須使用鎖螺絲裝夾 二 一九年十二月二十日 因刀具伸出過長而將側面翻面加工 將工件側面翻面加工 將工件側面翻面加工 紅色箭頭所指兩側面又可在本次裝夾時Z向各加工一半而完成 二 一九年十二月二十日 確定加工翻面的次數 若我們如按最少的裝夾次數加工 那背部與正面各裝夾一次就可完成工件的加工 但是在正面加工時 不含頂出塊槽 加工深度就126 7mm 盡管刀具能加工到此深度 但刀具過長 側壁加工時會產生振刀或加工不到位的情況 我們就需要考慮另外裝夾 如左圖 當我們確定126 7mm需放倒加工時 可能會考慮到四個面分四次裝夾 加上正反面則需6次裝夾完成 此時我們可考慮放倒后兩側可從正反面加工時完成 即可少兩次裝夾 綜上所述 此工件我們用四次裝夾即可完成整個工件的加工 如右圖 二 一九年十二月二十日 1 2 2 確定各裝夾的順序及其考慮的因素 當還是一塊毛坯料時 裝夾非常容易 但我們必須考慮到部分工件材料被去除后 后續如何裝夾及所能夾持的力度 被削材料的大小 可能的變形等 Work 1加工后仍是方料 考慮先做哪面較妥當呢 A面去除材料較多 如先做B面 后做A面 裝夾方式及力度會因B面已被加工而影響 不安全 而B面去除材料相對較少 夾持力度相對要求較小 不會因A面加工后有太大影響 確定work 2裝夾方式 先做A面 Work 2 二 一九年十二月二十日 確定各裝夾的順序及其考慮的因素 當work 2加工后 如下圖A面則已懸空 則必須事先考到加工B面 work 3 的裝夾 故須在加工A面時預留站腳 并事先在站腳處設計鎖模螺絲孔 Work 4加工時先須將站腳去除 Work 4 Work 3 二 一九年十二月二十日 1 2 3 裝夾的注意事項 1 裝夾以安全 穩固 方便為原則 同時考慮后續加工的可行性2 在方便現場裝夾尋邊的前提下 裝夾圖中的原點 模仁 基准角與圖面一致 3 工件長邊為X軸 短邊為Y軸 4 將工件的主要加工區域面向加工者 方便現場加工者觀察加工中的狀況5 將工件的基准角朝向加工者 以利于尋邊時觀看尋邊器的運動狀況 此處面向加工者 裝夾時一般以長軸為X軸 基准角與零點保持與圖面一致 二 一九年十二月二十日 1 2 4 加工圖層的指定 1 工件原始圖檔按裝夾WORK 1 2 3 4 5 6分別放入第1 6層 第7層為Drafting裝夾圖框層 第8 9層作為設變圖檔對照層2 WORK 1將要使用的補面圖檔 修改后的實體 線等將放入第10 19層 3 WORK 2將要使用的補面圖檔 修改后的實體 線等將放入第20 29層 依此類推到WORK 6 若X0 X9共十層不夠放修改后的圖檔時 按以上圖層加上100 原始檔圖層 修改后的圖檔所在層 WORK 1 WORK 2 WORK 3 二 一九年十二月二十日 二 圖檔的處理 目的 使路徑順暢 避免倒角 提高加工效率 保証工件品質 1 不需NC加工部位的圖檔處理2 狹小封閉區域 預作局部加工圖檔處理3 工件轉角處圓角處理4 成型面與靠破面棱線的保護處理 二 一九年十二月二十日 2 1 不需NC加工部位的圖檔處理 補面前 補面后 通常對于不需NC加工的孔槽肋等工位 經過簡化 替代 拉伸等工具進行處理 使其便于編程時的圖檔觀察 使面平順而產生出順暢的加工路徑 待別是對于形成狹小封閉區域不作處理將會產生額外路徑使加工不暢 并產生振刀及斷刀 簡單的圖檔也利于快速計算 如下圖 補面前后的對照 將不需NC加工的部分處理后 圖檔加工部位非常直觀的顯現 且加工路徑將很順暢 注意 補面后需將與原始圖檔核對 避免過切或留料 二 一九年十二月二十日 補面前產生的路徑 此路徑加工出的面將會產生凌亂的刀紋 如下圖 補面后產生的路徑 路徑順暢 刀紋平直 加工面極其美觀 如下圖 二 一九年十二月二十日 2 2 狹小封閉區域 預作局部加工的圖檔處理 對狹小區域及轉角處圖檔封填處理 大刀加工后再用較小刀具單獨清理 否則在狹小工位刀具會發出刺耳聲音 特別對于中心無切削能力的舍棄式刀具易造成刀片崩裂 損壞刀頭 此處小槽應作封填處理 以其它刀具作局部粗加工 如下圖 狹小區域所產生的路徑 對于中間無切削能力的舍棄式刀具 將會損壞刀頭 如下圖 二 一九年十二月二十日 2 3 工件轉角處圓角處理 刀路太多拐角 在轉角處切削負荷增大 刀具在轉角處會產生振刀 發出刺耳的響聲 此時刀片崩角 工件也容易因振刀而過切 猶其是刀具伸出較長時 最后是加工效率低 工件品質得不到保障 故在轉角處做圓弧過渡處理 避免振刀 如下圖 未處理時的刀具路徑 圓弧過渡刀具路徑 二 一九年十二月二十日 2 3 成型面與靠破面棱線保護處理 在程式設計時 我們都會將成型面與靠破面分開加工 此時為避免倒角 必須將所加工面做延伸 主要是靠破面與成品面相交處的棱線 在加工成品面時 將靠破面直接作Offset 如下圖 在加工成品面時 成品面作延伸處理 如下圖 對于轉角處避免倒角振刀 而此處最終需ES到位 則在此處中銑后 以拉伸或偏移等方式將其全部封填 如右圖 二 一九年十二月二十日 三 加工策略應用 1 粗加工策略2 中加工策略3 精加工策略4 清角加工5 其它加工 二 一九年十二月二十日 1 粗加工策略 1 粗加工的特點2 加工整體思路3 粗加工中使用的刀具4 粗加工的几種走刀方式5 深工位分層加工6 分區域粗加工7 局部粗加工8 粗加工的問題及注意事項 二 一九年十二月二十日 1 1 粗加工的特點 粗加工是加工中的一個難點 決定后續加工順暢與否 高效 最短的刀路在最短的時間里去除最多的材料減少主軸空中動作行程 空切削及重復切削刀路避免刀路太多拐角 機床處于不斷減速過程中合理選用刀具 既保証效率還要考慮后續加工刀具使用安全 機床穩定切削 所留殘料分布均勻 無漏粗逃之位置對狹小轉角圖檔的處理 防止排屑不良使刀片崩裂無漏加工之位置 以防撞刀深工位分層加工 保証效率 刀具安全 二 一九年十二月二十日 1 2 加工的整體思路 1 2 1 以圖形區域為軸線 當我們拿到圖檔后 經過對圖檔的審視后 對加工步驟應有一個整體的認識 在此我們對兩種加工思路作一討論 按每個區域特點來考慮對應的加工模式及粗銑 中銑 精銑刀具 然后再將各個區域結合起來 整合加工步驟 這樣有利于快速確定整個加工過程中使用的刀具 在整合中要求程式人有全局把握能力 對各區域的刀具能合理的按排與利用 如右圖 將以圖形區域為軸線考慮加工1 大逃料及大曲面為一區域2 下面小槽為一區域3 成型面及澆口為一區域 二 一九年十二月二十日 1 大逃料及大曲面為一區域 通過分區域我們可以輕松的將原工件Part想象簡化成如下圖 在此區域 我們很容易確定粗中精加工刀具 粗逃 D35R1 7中銑 D10R1中清角 D10精銑 D10R3清角 D10 二 一九年十二月二十日 2 下面小槽為一區域 通過分區域我們可以輕松的將原工件Part想象簡化成如下圖 在此區域 我們很容易確定粗中精加工刀具 側壁精銑 D6R1清角 D6 小槽D3中精銑 最小R角D2清角 二 一九年十二月二十日 3 成型面及澆口為一區域 最后通過區域的細分到慢慢還原成我們所需要的工件 澆口粗銑 D3精銑 D2 小槽D3 D3R1 5粗中銑D3R1 5精銑 二 一九年十二月二十日 以上我們以分區域為軸線確定刀具后再將各刀具以整合按排利用 雖然以上分步驟討論其加工思路較為繁瑣 但對于程式人的全局把握應該是在審視圖檔后短時間的思考所得的結論 而對于較復雜模仁可能更適合于下一思路 將各區域刀具整合如下 1 在第一區域粗逃時D35R1 7可同時將第二區域作逃料2 D10R1可并列整體中銑3 D3刀具在第二區域中小槽時可對澆口及小凹槽中銑 即將各區域刀具作配合利用 二 一九年十二月二十日 通常采用兩種策略1 粗逃 整體中銑 小刀具清殘料 斜壁曲面分區分段中銑 中清角 2 粗逃 較小刀二次粗銑去轉角殘料 斜壁曲面分區分段中銑 中清角 首先確定最大的粗銑刀具和最小的精銑及清角刀具 然后根據前后刀具的大小來確定中間所使用到的刀具 此時可在程式設計過程中根據實際情況 并結合分區域加工特點選擇加工方式及刀具 而更具靈活性 1 2 2 以刀具為軸線 下面將分別討論 二 一九年十二月二十日 1 粗逃 整體中銑 小刀具清殘料 斜壁曲面分區分段中銑 中清角 以上加工思路適合于形狀一般復雜模仁 其特點為 模仁較大 形狀較單一 沒有太多的狹小槽或轉角 大部分母模仁就屬于這種情形 如下圖兩塊母模 PC6535 F01 PC6535 F01 二 一九年十二月二十日 現以PC6535 F01為例介紹 粗逃 整體中銑 此時選用刀具安全直徑為大于粗加工刀具直徑的一半 但可根據工件轉角的實際輪廓選擇相對較小的刀具整體中銑 且有利于下面的選刀 此時我們須考慮轉角的殘料 計算方式為系數0 21乘以粗加工刀具直徑 二 一九年十二月二十日 當完成粗銑到整體中銑過渡后 以下的刀具則以各不同區域經清除死角殘料后 逐一中 精加工 最后完成精清角 小刀具清殘料 斜壁曲面分區分段中銑 中清角 二 一九年十二月二十日 2 粗逃 較小刀二次粗銑去轉角殘料 斜壁曲面分區分段中銑 中清角 以上加工思路適用于形狀復雜模仁 其特點為 模仁較大 形狀特征復雜 有較多狹小槽或轉角 大部分公模仁就屬于這種情形 如下圖公模 此時粗銑完后可先以較小刀具二次粗銑去除殘料后 再分區分段中銑 二 一九年十二月二十日 粗逃 較小刀二次粗銑去轉角殘料 因模仁結構特征復雜 粗逃后采用較小一點刀具二次粗銑 將使余量相對均勻 方便后續的各區域中加工 二 一九年十二月二十日 以上所述的加工整體思路 只是舉例來說明對于一般大型模仁加工時的一種方向 但在實際加工中 主要還是針對工件的特征作靈活應變 在選刀時考慮加工效率 粗逃時并不一定刀具越大就越有效率 應考慮粗加工完成后是否利于后續的加工 還需注意刀具的伸出長度 吃刀量及加工時間 以下將逐一對粗 中 精銑作說明 二 一九年十二月二十日 1 3 粗加工使用的刀具 粗加工刀具一般應具備取料量大 切削速度高 切削量大 高進給 散熱快等特點 一般情況下 均采用舍棄式圓鼻刀具粗逃 可換刀片 成本相對較低 對于較小的模仁或大型模仁的局部逃料 有時也采用整體式圓鼻刀 或R角較小的舍棄式圓鼻刀進行粗逃 在逃料多時盡量避免使用端刀 二 一九年十二月二十日 1 3 1 刀具選用的因素 1 工件材質決定了使用的刀具材質 吃刀量及切削參數2 刀具直徑直接影響到加工效率 去除材料的能力 3 刀具伸出長會直接影響到吃刀量及切削參數 并對工件品質會有一定影響 它決定于工件本身 當伸出太長時考慮分段加工4 刀具的加工時間 粗銑刀具特點 a 不能太鈍b 依據殘料區域的範圍選擇 不能太大或太小c 不能伸出太長 分段加工 d 盡量避免使用端刀 二 一九年十二月二十日 1 3 2 刀徑大小的選用 粗加工以工件長邊約1 10數值作為刀具直徑 綜合考慮槽位 轉角 島嶼間距離 島嶼與工件邊緣距離和切削效率選用刀具 同時結合圖檔的處理 考慮局部粗銑與分層粗銑 如圖零件 槽部位進行封填 島與工件邊緣距離為30 40 用25R5切削比用35R5刀多一倍的刀路 且槽要另選用較小刀具加工 故選用刀具要綜合考慮工件大小與形狀特點 D25R5 D35R5 二 一九年十二月二十日 1 4 粗加工的几種走刀方式 其特點適用于大部分形狀工件 抬刀少路徑連貫 Z向斷面不規則 從高到低變化較大 故路徑轉角多 可設定從外部下刀向內切削 或者從內部下刀向外切削 其選用一般按封閉形槽內逃料采用由內向外切削 若中間為島嶼四周開向形較適用于由外向內切削 且外部下刀比內部下刀的加工時間短 對刀具有一定的保護作用 但有時會在島嶼邊形成逆銑 而從內部下刀時切削負荷相對較大 工件更易發熱等特點 由內部下刀向外切削 如左圖 由外部下刀向內切削 如右圖 1 4 1 沿輪廓走刀FollowPeriphery 二 一九年十二月二十日 當逃料島嶼離工件邊緣小于刀具直徑過多時 仍以此方式走刀則在外圍產生多余路徑 產生了多余路徑 見下面 二 一九年十二月二十日 此時我們將采用分區域粗加工 而避免產生過多刀具路徑 頂部大面積逃料 離工件邊緣較近區域采用開向式走刀減少刀具路徑 二 一九年十二月二十日 適于工件凸起部分離工件邊緣距離小于刀具直徑時 后者適于凸起部分離工件邊緣距離小于刀具半徑時 由外向內加工 順銑狀態 可降低刀具負荷 減少刀路 二 一九年十二月二十日 對于部分島嶼工件 島嶼離工件邊緣較近時可采用此種走刀方式 其優點為進退刀安全 可彌補沿輪廓走刀的不足 但其缺點是開向式走刀其抬刀過多 只是在粗加工較特別的地方使用 如右圖 二 一九年十二月二十日 適用于形狀較平坦的大面積逃料 路徑設定時須將側壁清除打開 其特點為切削路徑基本為直線 進退刀及轉角處負荷小 切削效率高 此處設定 開始時繞側壁清除 1 4 3 往復式走刀Zigzag 二 一九年十二月二十日 刀路太多拐角 機床處于不斷減速過程中 對圖檔彎折處適當處理 選用往復式走刀方式使刀具路徑拉直順暢 縮短加工時間 往復式走刀路徑的應用 二 一九年十二月二十日 1 5 深工位分層加工 保証切削效率與加工穩定 分段多條程式加工 直徑小于25的刀具分段加工時第一段深度為50 60mm 直徑大于等于25的刀具分段加工時第一段深度為60 75mm 根據實際情況適當調整 深度過深時要考慮分3段進行加工 切削方法據特點綜合考慮 分層加工結合走刀方式 使之路徑優化 二 一九年十二月二十日 1 6 分區域粗加工 局部分區域粗加工其主要特點 為提升加工效率 在粗加工時采用分區域逃料的一種策略 對于部分工件 在粗加工時為提升效率 選用較大的舍棄式圓鼻刀加工 此時工件狹小區域被補面遮擋 故分局部加工 如左圖 寬33 15mm的槽小于所用刀具直徑的2倍時 我們就應考慮到是否有足夠的下刀輪廓 以避免扎刀至使刀具撞壞 否則 就作局部粗銑 除非槽的長度有足夠的下刀空間 在槽長方向各完成進刀動作 二 一九年十二月二十日 為避免島嶼抬刀 島嶼離工件邊緣較近時 因產生多余路徑也采用局部分區域粗加工 分區域粗加工應用 二 一九年十二月二十日 1 7 局部粗加工 粗加工完成后 留下大量殘料 但對于復雜模仁工件 其局部殘料的判斷猶為重要 此時我們需要合理的局部加工 局部加工的特點 側重殘料的判斷 既不能過多的殘料判斷而浪費加工時間 也不能因過少的判斷而產生撞刀 1 7 1 局部粗加工 人為判斷 對于較簡單的工件 粗加工后 可根據經驗及前一粗加工路徑自行判斷殘料 優點為能快速計算 且刀具路徑較順暢 進退刀便于識別控制 缺點是較復雜工件殘料判斷不准確 人為判斷未加工區域 二 一九年十二月二十日 為了減少空中動作行程 空切削及重復切削刀路二次粗銑特點 操作簡單 不需太多殘料判斷經驗 刀路抬刀較多 適于不規則 形狀較復雜的工件 1 7 2 局部粗加工 參考上一刀具二次粗銑 在參考前一支刀具進行二次粗銑時 為使殘料更加合理 可以采用假刀方式 以避免前一支刀具磨損 讓刀等現產生過多殘料 如下圖 前一支刀具為D25R6 而使用參考刀具時 適當將刀徑及圓鼻半徑加工 二 一九年十二月二十日 1 7 2 局部粗加工 參考上一刀具二次粗銑 比粗加工余量大0 05mm 由于參考上一刀具作二次粗銑時 通常使用的刀具直徑小于前一刀具半徑 為更安全切削 我們設定二次粗加工余量大于粗加工時的余量約0 05mm 同時可配合BlankStock余量使用 但當其值大于工件預留量時 會產生過多的加工路徑 二 一九年十二月二十日 1 7 3 局部粗加工 以IPW修剪 方法為 以粗加工路徑模擬生成一Face IPW 曲面 然后以此生成的Face曲面做為Blank 素材 計算路徑 特點 殘料計算准確 對于復雜工件 分多次裝夾時 可通過前面的裝夾加工生成Face曲面 并在下一裝夾加工時利用此Face曲面做Blank 但是產生Face曲面計算時間較長 較繁瑣 如左圖 此處素材為使用了前一WORK加工程式產生的Face 二 一九年十二月二十日 1 7 3 局部粗加工 以IPW修剪 產生的Face曲面應用于Blank 二 一九年十二月二十日 1 8 粗加工中的問題及注意事項 在粗加工中我們以高效安全為基本原則 高效的基本方向為合理選擇刀具 切削方式 包括選用最優化的走刀方式 進退刀方式及下刀點 通過圖檔的處理以盡量減少拐角 以避免機台因素產生的加減速而使效率低下 安全的基本考量為刀具的切削能力 根據銑削輪廓的大小選擇更好的刀具 以避免產生扎刀 刀具的伸出長與吃刀量相對應 結合工件的材質選擇刀具與切削量及速率 常見的問題 1 中心無切削能力刀具使用2 轉角處粗銑振刀3 下刀點的控制 二 一九年十二月二十日 1 8 1 中心無切削能力刀具使用 當以D25R4刀粗逃料時 此處寬為24 2mm 刀具進不去 但在3個以上島嶼間的輪廓會出現大于25的情況 并在此產生路徑 在粗逃中此路徑不注意則難以發現 加工中將出現撞刀造成異常 此三角區域路徑作動范圍小 使中心無切削能力的刀具損壞 非安全路徑 二 一九年十二月二十日 類似的問題還有出現在封閉槽粗加工時所選用的刀具不當而引起的扎刀 對于解決此類問題在于程式設計者的細心與檢查 如左圖 切削最大輪廓小于刀具直徑 D25R5 的兩倍 將產生扎刀 二 一九年十二月二十日 1 8 2 轉角處粗銑振刀 我們可能會有一種潛意思的觀念 認為在粗加工時余量較多 振刀了在中精加工時也會銑掉 而事實并非如此 特別是刀具伸出較長時的振刀往往是 致命 的 所以對于此類工件的轉角處理現得猶為重要 且轉角作圓弧過渡后 對刀具也有保護 同時將影響到加工品質與效率 二 一九年十二月二十日 1 8 3 下刀點的控制 在粗加工中 因刀具路徑繁雜 對其下刀點往往不注意或只看到部分的下刀點 而恰好下刀點對于刀具的保護及工件品質都具一定影響 所以我們粗加工中對于特別部分工件猶其要注意下刀點的控制 如左圖 下刀范圍過小 D25R5刀具中心不能切削將產生扎刀 如右圖 改變下刀點 使下刀路徑沿長方向斜向下刀 此時刀具下刀切削接觸點使終存在切削能力則不會出現中心無切削能力而使刀具損壞 二 一九年十二月二十日 有時候 程式計算的下刀點在工件轉角處 且分多處下刀 這樣不僅對刀具工件產生影響 在不同地方下刀也增加了抬刀時間 如左下圖 而給定恰當的下刀點則路徑順暢 如右下圖 二 一九年十二月二十日 狹小范圍內粗銑時 未設定下刀點路徑顯得紊亂 如圖一經過給定恰當的下刀點則路徑漂亮 走刀順暢 也便于程式編輯時的觀察 如圖二 圖一 圖二 二 一九年十二月二十日 2 中加工策略 1 中加工的特點2 中加工中使用的刀具3 中加工刀具路徑4 中加工的問題及注意事項 二 一九年十二月二十日 2 1 中加工的特點 中加工特點 大部分采用等高及平行投影加工方式 此時被加工余量相對較少 但不同部位余量極不均勻 特別是轉角及狹小縫隙處還存在很大的殘料 故中加工作用為減少余量清除死角殘料 使精加工時被加工余量相對均勻 對此殘料不多而還有預留精加工余量 所以中加工時三軸間距較大 進給速率相對較快 二 一九年十二月二十日 2 2 中加工使用的刀具 其實中銑刀具并沒有很明確的規范 根據工件形狀特點 我們所有的刀具都可能用于中銑工件的某個部位 我們只能規范工件的形狀及粗加工所使用的刀具來分析思考 選擇合適的中銑刀具 二 一九年十二月二十日 2 2 1 中加工刀具選用 粗加工后直接以刀具整體中銑 此時選用刀具安全直徑為大于粗加工刀具直徑的一半 但是我們可根據工件轉角的實際輪廓選擇相對較小的刀具整體中銑 此時我們須考慮轉角的殘料 計算方式為系數0 21乘以粗加工刀具直徑 并加上粗銑刀具前端R角的殘料 而整體中銑刀具前端R角一般選擇較小R角 如R0 8 R1 R2 R3等 底面將留較小殘料 且此類刀具有效切削直徑較大 D42R5粗逃后 以D20R0 8刀等高中銑 整體等高中銑 二 一九年十二月二十日 2 2 2 中加工刀具選用因素 1 工件材質及刀具伸出長的考慮與粗加工時所述原理一致 2 刀具類型選擇 1 前端較小R角的圓鼻刀適用于整體等高中銑 此時刀具有一定的有效切削直徑 去除材料能力強 底部所留R角小 如D25R0 8 D20R0 8 D16R0 8 D12R0 4 D10R3 D8R2 D6R1等 且整體式圓鼻刀 D10R3 D8R2 D6R1 也可直接應用于斜壁 外凸曲面或較平緩內凹曲面的中 精加工 并有較明顯的優勢 2 球刀主要應用于斜壁曲面的中 精加工 3 端刀較適用于清角及直壁中 精加工 二 一九年十二月二十日 2 3 中加工路徑 2 3 1 常用加工路徑 等高中銑 配合沿輪廓走刀方式 適用于所有工件的等高中銑 在有效邊界控制范圍內沿輪廓產生所有路徑 常用于整體等高中銑 以邊界及Part產生路徑 能方便快捷的產生較安全中銑路徑 二 一九年十二月二十日 而在台階頂面棱線處產生多余路徑 一般整體中銑時對效率及品質不會產生太大影響 但值得注意的是多余路徑會繞棱線往下 余量較少時須防倒角 并且隨前端R角越大 多余路徑也會越多 而端刀以此方式加工時則不會產生如此情況 從此可看出球刀加工時頂部有約前端R角大小高度的路徑全作用于棱線處 等高中銑 二 一九年十二月二十日 Zlevel PROFILE路徑為沿輪廓等高加工 其特點為只能繞所選定面等高銑 特別適合加工較陡峭斜面或曲面 進退刀方式及路徑范圍能靈活控制 通過選定的面以邊界 接觸角度等配合產生非常漂亮的加工路徑 2 3 2 常用加工路徑 等高中銑 加工范圍及進退刀靈活控制 二 一九年十二月二十日 輪廓等高路徑在側壁頂部加工時 刀具會直接作用于工件側壁 而根據側壁傾斜度自動偵測前端R角 減少無效刀具路徑 須注意的是這種優式僅僅適合于中 精加工路徑 而在頂部還有過多余量時則要小心 致使第一刀吃刀量太大而造成刀具或工件的異常 直接作用于工件 二 一九年十二月二十日 當中加工時 側壁殘料較多 粗加工部分殘料不均 若不注意此時第一刀吃刀量過大 會造成刀具或工件異常 二 一九年十二月二十日 2 3 2 常用加工路徑 固定軸平行投影加工 FIXED CONTOUR路徑為平行投影加工 其特點為在所選定的面或邊界范圍內沿Z軸方向以等寬的平行線投影到工件表面 特別適合加工較平緩的斜面或曲面 進退刀方式及路徑范圍能靈活控制 通過選定的面以邊界 接觸角度等配合產生非常漂亮的加工路徑 以邊界及接觸角度控制加工區域 二 一九年十二月二十日 平行投影加工的几種方式 區域驅動 區域驅動只需選擇Part與CutArea即可產生出合適的加工路徑 其特點為選擇方便快速 加工目的性強 只對所選區域產生路徑 能通過邊界及接觸角度來控制加工范圍 并能對所選區域作延伸而避免倒角 缺點 因Part有破面有時不能產生路徑 或對加工區域延伸后 也會產生路徑殘缺變形等現象 此處路徑斷開 且會因延伸大小而變化 二 一九年十二月二十日 平行投影加工的几種方式 邊界驅動 邊界驅動只需選擇Part與控制邊界即可產生出合適的加工路徑 其特點為加工路徑順暢 漂亮 在所選邊界范圍內能完全平行投影至Part 適合各類曲面加工 也可以開向邊界用于插銑 缺點 邊界選擇較繁瑣 邊界外圍不易控制 易造成留料或路徑投影到側壁 二 一九年十二月二十日 邊界驅動控制的誤差 如左圖 以邊界驅動時 所選邊界為面的最大外形 邊界有向外延伸刀具半徑 0 5 但加工并未達到理想范圍 二 一九年十二月二十日 平行投影加工的几種方式 曲線驅動 曲線驅動一般以曲線或面做Part 路徑沿所選驅動線投影至Part 一般作曲面上流道加工 有時也作公模仁曲面上字符加工 字符為線條 缺點 應用范圍較小 路徑單一 二 一九年十二月二十日 面加工特點 能快速選面產生路徑 特別適用于平面的中 精加工 且對于單一的斜壁也可快速選擇底平面而產生路徑 但有時加工斜側壁時計算較慢 也會因為Part破面而產生過切路徑或不能產生路徑 須小心檢查 面加工平面時應選擇合適的走刀方式 在精加工時盡量采用單向直線走刀 避免刀痕影響面粗度 顯然加工時間也會稍長 注意 圓鼻刀采用面加工方式加工側壁斜面時會產生很大留料 加工不到位 2 3 3 常用加工路徑 面加工Face mill 單向走刀加工出極漂亮的平面 常用 相對加工時間短 但效果不如前一走刀 二 一九年十二月二十日 2 3 4 常用加工路徑 平面加工Planar mill 平面加工特點 主要以線或面產生邊界作為Part 只能作2D加工 可應用于平面 直壁加工 平面上的流道加工 以及模仁上刻字符 字符以線條組成 Planaer mill是非常有效率加工直壁的一種加工方法 并且X Y軸可設定變量步距 使刀具磨耗小而得到極好的面粗度 并對直側壁及底面可直接過切加工 必須注意的是此路徑Part為線 故對進退刀及過切檢查特別小心 可配合Geometry選用WORKPIECE定義3D圖檔作過切檢查 二 一九年十二月二十日 2 4 中加工問題及注意事項 2 4 1 余量不均勻 中加工完成后 最忌轉角處R角殘料大于所選精加工刀具半徑 給精加工時的刀具及工件品質造成很大影響 一般中加工完成后的中清角動作應將轉角R逃料至小于精銑刀具半徑 至少殘料不得大于刀半徑 底部或轉角未清角 而在精加工中局部小刀直接先精底平面再精側壁 致使斷刀或刀尖崩裂 二 一九年十二月二十日 2 4 2 下刀點控制 在狹小區域下刀對工件易產生過切 刀痕等不良現象 對于細枝末節尤其應注意 二 一九年十二月二十日 3 精加工策略 1 精加工的特點2 精加工中使用的刀具3 精加工刀具路徑4 精加工的問題及注意事項 二 一九年十二月二十日 3 1 精加工的特點 精加工是為達到工件最后要求的的形位公差與形狀公差 包括了滿足工件的尺寸精度與面粗糙度的要求 即准確與漂亮 在加工時則要求從刀具的使用 刀具的伸出長 吃刀量 切削參數及外部條件 冷卻方式 工件材料切削性能 機台性能等 作充分考量 最終完成切削任務 二 一九年十二月二十日 3 2 精加工的刀具 1 工件材質及刀具伸出長的考慮與粗 中加工時所述原理一致 2 刀具類型選擇 1 大曲面斜壁宜選用球刀及整體式圓鼻刀精加工 側壁與外凸曲面或極平緩的內凹曲面 以面作斜率分析上下峰值在1 2度以內 可優先選用整體式圓鼻刀加工 大斜壁及內凹曲面可優先選用大徑球刀 2 對于直壁的精加工一定只能選用端刀 除非小直面正刀與斜面相鄰或受刀具加工范圍等其它因素影響 精加工刀具選用因素 二 一九年十二月二十日 精加工使用刀具表 二 一九年十二月二十日 3 3 精加工刀具路徑在我們了解到精加工的特點及要求后 其加工路徑只是粗中加工路徑的Copy 而在精加工時 我們常常會出現一些細節性的小問題 所以我們對精加工的問題點須特別注意 以下將逐一舉例說明 二 一九年十二月二十日 3 4 精加工注意事項 3 4 1 棱邊產生倒角 工件棱邊產生倒角并不是一定的 也不是絕對會發生 所以我們要特別加以注意 解決辦法 對凡是有可能產生倒角的地方做補面保護 利用加工路徑原有特點將加工面做延伸 此處顯示切削路徑被延伸出來 避免倒角 二 一九年十二月二十日 3 4 2 進退刀的几種問題 側壁等高精銑時路徑銑到底部弧面 二 一九年十二月二十日 3 4 2 進退刀的几種問題 3 4 3 補面后加工留料 3 4 4 不易發現的問題路徑 二 一九年十二月二十日 清角加工主要為小轉角及精加工時底部所留R角 特別是底部R角的清角精銑 大多使用端銑刀加工 則因接刀經常會產生斷差接痕 不到位或者過切 3 5 精清角加工及注意事項 二 一九年十二月二十日 4 其它加工 1 背部靠肩的加工2 背部灌嘴的加工3 膠口的加工4 字符加工5 大型模仁零件對刀面加工 二 一九年十二月二十日 4 1 背部靠肩的加工 通過對靠肩的作用分析 我們了解到除防轉型靠肩有一直壁為裝配時定位外 其余側壁不作定位 只有靠肩底部為作用面 為快速加工 我們加工鍵槽型及圓型靠肩時 粗加工就將側壁余量過切0 15 0 2mm 底部預留0 08mm 精加工時只須作底面精銑 而對于有防轉作用的靠肩 側壁與底面必須分粗 精加工完成 靠肩裝配后的情形 二 一九年十二月二十日 4 1 1 靠肩加工方法 鍵槽型靠肩轉角一般為R2 5 有效寬度一般不大于3mm 長度不計 根據以上特點 路徑只須沿輪廓走刀就可完成加工 加工路徑 采用平面加工 Planar mill 二 一九年十二月二十日 4 1 2 注意事項 4 加工輪廓必須能被所選刀具沿邊界一刀加工完成 當中間有可能出現殘料時應以稍大刀具加工 或者采用相應的粗加工走刀方式 二 一九年十二月二十日 4 1 3 防轉型靠肩加工 加工方法同前面介紹一致 只是側壁必須分粗 精加工完成 才能保証其定位面精度 同理在加工日期章等類似工位時 均可優先選擇此種加工方法以利提高加工效率 二 一九年十二月二十日 4 2 背部灌嘴的加工 在加工熱流道模仁時 模仁背部灌嘴加工深度較深 且底部有一配合工位 給加工帶來一定的難度 一般我們都采用NC加工完上部分后 底部配合工位由放電完成 這樣極大浪費加工成本 經分析發現我們應盡可能的全部由NC加工 充分利用現場加工工具 燒結刀把 如下圖 二 一九年十二月二十日 1 首先以大刀具分粗 中 精加工將上部分加工完成 注意由于加工深度較深 我們應采取補正或負余量方式將側壁過切約0 015mm 并以變量方式分多次靠銑 以防加工不到位 2 通過對現場燒結刀把的長度及單邊角度分析 在燒結刀把加工范圍內 定出L W范圍 在范圍內的都使用CNC直接加工到位 刀把加刀具總伸出長直接由工位深度決定 為L值 避讓寬度即W依公式計算 W tg L D 2 1此為安全值 加工時應根據工件實際特征時行計算 雙擊查看 二 一九年十二月二十日 4 3 膠口的加工 對于模仁橫流道上的進