高速加工高级应用之编程策略培训纲要

1、高速加工高级应用之编程策略培训纲要高速加工的目标：1、高精度2、高光潔度3、最短短的加工工時間二、影响响高速加加工效果果的因素素： 精確的的刀路編編程堅固耐用用 , 重心低低之机床床結構快速 , 穩定定性高的的控制系系統快速準確確的驅動動系統高速 , 高扭扭力 , 高精精度主軸軸堅固 , 同心心度高的的夾刀頭頭強大的技技術支援援四、高速速加工的的定义：600多年前前，Saalommon提提出高速速加工的的概念，并对高高速加工工进行了了深入的的研究，其研究究成果表表明：随随着切削削线速度度的增加加，温度度及刀具具磨损会会剧烈增增加，当当切削线线速度达达到某临临界值时时，切削削温度及及切削力力会减

2、小小，后又又随着切切削速度度的增加加而急剧剧增加。不同材材料有不不同的加加工临界界值， 有其高高速加工工的特定定范围。刀具材材料与质质量是高高速加工工最主要要的限制制条件之之一，故故高速加加工不仅仅决定于于主轴速速度与刀刀具直径径，还与与所切削削的材料料、刀具具寿命及及加工工工艺等综综合因素素有关。高速速加工是是浅切削削快进给给加工方方式，所所以传统统的大切切深侧刃刃加工不不适合于于高速加加工，通通常粗加加工钢料料时app为刀具具直径的的5%左左右，aae可取取刀具直直径的335%-455%，平平底刀由由于刀尖尖较薄弱弱一般不不适合用用于高速速加工的的粗加工工。五、涂层层可延长长刀具的的使用寿

3、寿命：涂层材料料涂层材料料须具有有硬度高高、耐磨磨性好、化学性性能稳定定、不与与工件材材料发生生化学反反应、耐耐热耐氧氧化、摩摩擦因数数低，以以及与基基体附着着牢固等等要求。显然，单一的的涂层材材料很难难满足上上述各项项要求。所以硬硬质涂层层材料已已由最初初只能涂涂单一的的TiCC、TiiN、AAl2O3，进入入到开发发厚膜、复合和和多元涂涂层的新新阶段。新开发发的TiiCN、TiAAlN、TiAAlCNN多元、超薄、超多层层涂层与与TiCC、TiiN、AAl2O3等涂层层的复合合，加上上新型的的抗塑性性变形基基体，在在改善涂涂层的韧韧性、涂涂层与基基体的结结合强度度、提高高涂层耐耐磨性方方面

4、有了了重大进进展。目目前，又又突破了了在硬质质合金基基体上涂涂覆金刚刚石薄膜膜技术，全面提提高了刀刀具的性性能。工艺最成成熟和应应用最广广泛的硬硬质涂层层材料是是TiNN，但TTiN与与基体结结合强度度不及TTiC涂涂层，涂涂层易剥剥落，且且硬度也也不如TTiC高高，在切切削温度度较高时时膜层易易氧化而而被烧蚀蚀。TiiC涂层层有较高高的硬度度与耐磨磨性，抗抗氧化性性也好，但其性性脆，不不耐冲击击。TiiCN兼兼有TiiC和TTiN两两种材料料的优点点，它在在涂覆过过程中可可通过连连续改变变C、NN的成份份控制TTiCNN性质，并形成成不同成成份的多多层结构构，可降降低涂层层的内应应力，提提高

5、韧性性，增加加涂层的的厚度，阻止裂裂纹的扩扩展，减减少崩刃刃。TiiCN基基涂层适适于加工工普通钢钢、合金金钢、不不锈钢和和耐磨铸铸铁等材材料，用用它加工工工件时时的材料料切除率率可提高高233倍。TiAllN、CCrC、CrNN、TiiAlCCN是近近几年来来开发的的硬质涂涂层新材材料。TTiAllN涂层层刀片已已商品化化。它的的化学稳稳定性和和抗氧化化磨损性性能好，用其加加工高合合金钢、不锈钢钢、钛合合金和镍镍合金时时的刀具具寿命可可比TiiN涂层层高34倍。此外，TiAAlN涂涂层中如如果有合合适的铝铝浓度，切削时时在刀具具前刀面面和切屑屑的界面面上还会会产生一一层硬质质的惰性性保护膜膜

6、，该膜膜有较好好的隔热热性，可可更有效效地用于于高速切切削。TTiAllN涂层层，是专专为高速速铣削合合金钢、高合金金钢和不不锈钢等等高性能能材料而而设计的的。CrrC和CCrN是是一种无无钛涂层层，适于于切削钛钛和钛合合金、铜铜、铝以以及其它它软材料料，化学学稳定性性好，不不产生粘粘屑。TTiAllCN是是一种梯梯度结构构涂层，不仅具具有高的的韧性和和硬度，而且摩摩擦因数数也较小小，适用用于铣刀刀、滚刀刀、丝锥锥等多种种刀具，切削性性能明显显优于TTiN。六、从切切屑颜色色一判别别切削区区域温度度的高低低：切屑温温度由到到高的颜颜色是：白色、金黄色色、紫色色、蓝色色、黑色色，紫色色是较合合适

7、的温温度。七、模型型精度不不足是产产生刀痕痕的主要要原因：CAD模模型的精精度必须须高于CCAM系系统的精精度，尤尤其是在在高速铣铣时更应应提高CCAD模模型的精精度。高高速铣的的优势之之一就是是表面精精度高，但其前前提条件件是有一一个高精精度的模模型。精度的的影响加工工精度高高、热分分布小和和加工表表面质量量高，均均是高速速加工的的优势；却看到到一个奇奇怪的现现象用用於建立立零件模模型的公公差，比比最终的的加工公公差为大大。数据据交换是是影响精精度问题题的根本本原因。零件通通常由一一个CAAD系统统设计，然后转转换至另另一个CCAD系系统进行行补充设设计和加加工准备备。每次次进行数数据传输输

8、时，都都需要将将几何形形体由一一种格式式转换至至另一种种格式，有些转转换涉及及按极限限公差近近似。由由於这些些公差属属於累积积，设计计零件模模型时必必须将零零件模型型的公差差，设定定为最少少比精加加工公差差小十倍倍。八、加工工策略的的基本点点是：尽尽可能地地保持刀刀具负荷荷的稳定定，从而而最大限限度地延延长刀具具的使用用寿命；尽可能能地减少少任何切切削方向向的突然然变化，从而尽尽量减少少切削速速度的降降低。要要满足上上述的这这些条件件，则在在粗加工工中，必必须使用用环绕加工工策略，而不是是使用传传统的平平行加工工策略。粗加工工中最好好使用顺顺铣，因因为使用用顺序可可减少刀刀具磨损损。高速铣削削

9、编程时时需要注注意的几几个原则则：高进给，高转速速，低切切削量是是基本原原则开粗时使使用螺旋旋进刀，螺旋角角度3-5 ,螺旋旋半径大大于刀具具半径,螺旋高高度大于于每层切切深0.5-11mm应尽量沿沿工件较较长的方方向走刀刀，减少少换向次次数和空空刀应保持刀刀具轨迹迹的平滑滑与平稳稳过渡，切削方方向（顺顺铣/逆逆铣）应应保持恒恒定，应避免免切削方方向突然然变化，避免突突然加速速或减速速，从而尽尽量减少少切削速速度的降降低尽量采用用两轴联联动，以以减小程程序量，提高数数控系统统的处理理速度，加快加加工速度度除非情况况必须如如此，否否则仍应应避免全全力宽切切削。 残余量加加工或清清根加工工是提高高

10、加工效效率的重重要手段段，一般般应采用用多次加加工或采采用系列列刀具从从大到小小分次加加工，直直至达到到所需尺尺寸，避避免用小小刀一次次加工完完成。 切削角落落时，刀刀具半径径应相对对小于角角落半径径，以保保持最大大接触距距离小于于切削刀刀具周长长的300%以下下。这样样可使刀刀具得到到足够的的冷却，同时避避免刀具具进入角角落时刀刀具负荷荷的突然然增加及及摩擦增增加，引引起弹刀刀等不利利现象。九、高速速加工中中碰到的的一些问问题：什么是高高速切削削?高速切削削的要求求?什么是重重切削及及轻切削削和有效效切削?高速加工工的最终终目的.1.什么么是高速速切削? 高速切削削是一种种把CNNC(加加工

11、中心心)生产产能力提提至另一一层次的的一种新新的加工工方式.如精确确度,加加工时间间,表面面度及加加工工件件硬度等等都大大大提高了了其生产产效率,减少了了很多不不必要工工序,如如EDMM(火花花机),磨床.等等等及工件件亦能够够在经过过热处理理(Hrrc688以下)后再次次加工.所以HHighh-Sppeedd CNNC是CCNC加加工的新新方向!刀具适合任何的加工金属.刀具是否有涂层.刃口的多与少.刀具的价格.刀具的材料.机床效能高速行走时的稳定性/冷却系统(如:Oil,Coolant,Gas或Oil-Mist等)处理程序数据速度主轴转速.自动直角在减速.简易的操作系统,2.高速速切削的的要

12、求 CAD/CAMM程式在CADD/CAAM的技技巧不断断提升时时,我们们亦要求求了很多多不同绘绘图技术术及加工工技术,绘图技技术一般般都是软软件提供供,然后后经过人人员的熟熟练度发发挥出来来的,只只要对图图形图纸纸了解就就可以了了,而加加工技术术不但需需要人员员对图形形的了解解,而且且要求了了解刀具具,工件件,机床床等等的的一些问问题,所所以在普普通CNNC加工工时遇不不到的问问题会在在高速CCNC加加工时遇遇到,而而且会有有很严重重的后果果!另外大家家都会发发现程式式容量越越来越大大,因为为程式的的加工方方式,精精度要求求和加工工零件的的复杂度度亦提高高了很多多,自然然程式容容量也提提高了

13、,所以现现代机床床必须要要有大容容量的硬硬盘才能能解决程程式容量量的问题题.在减减少程式式容量,还有NNurbbs,它它能把程程式容量量减少880%以以上,但但它只对对Spllinee的零件件才有效效,直线线和圆是是没有太太大的效效果.3.什么么是重切切削及轻轻切削和和有效切切削? 重切削 是一一种高切切削量,低切削削转速及及切削速速度的一一种加工工方式.一般都都应用于于旧式加加工中心心及粗加加工中.好处: 11.一般般程式上上没有限限制. 2.大的切切削量. 33.刀具具没有限限制. 4.不需需要理会会程式(加工方方式)坏处: 11.低精精确度. 22.加工工时间长长. 3.表表面度差差.

14、4.不不能加工工高硬度度工件.5.对机机床伤害害度高. 66.需要要承受较较大的压压力.轻切削 是一一种低切切削量,高切削削转速及及切削速速度的一一种加工工方式.一般都都应用于于新式加加工中心心及精加加工.好处: 11.高精精确度. 22.加工工时间短短. 3.表表面度好好. 4.能能加工高高硬度工工件.5.对机机床伤害害度低.坏处: 11.程式式很多的的限制. 22.不能能大量切切削. 3.刀具上上有限制制.有效切削削 是是重切削削和轻切切削的混混合体,是一种种高切削削量和切切削速度度的加工工方式.一般使使用于粗粗加工上上,但要要使用有有效切削削必须要要注意刀刀具和程程式的配配合,还还有机床

15、床的稳定定和主轴轴的转速速.好处: 1.加工时时间短. 22.能加加工高硬硬度工件件.坏处: 1.程式很很多的限限制. 2.刀具上上有限制制. 3.要要求机床床的稳定定性较高高.4.高速速加工的的最终目目的. 高速加工工的最终终目的 是提高高生产效效率,减减少不必必要的工工序,降低成本本.等等等的加加工方式式.精密切削削注意事事项 1在一一般的精精密加工工过程中中,我们们需要注注意加工工时的刀刀具、工工件和程程式，这这些可以以改变精精度的参参数。2刀具具-刀补是是调动精精度的好好帮手。3工件件-它的摆摆动会把把精度带带走。4程式式-它是灵灵魂，可可以改变变工件的的精度、表面粗粗糙度、垂直度度等

16、，一一些重要要的参数数。5铁屑屑-它是是伤害刀刀具的主主要原因因。夹具（FFixtturee） 1 夹夹具的设设定亦是是非常重重要的，它是控控制加工工时工件件的稳定定性。因因为没有有一个夹夹具是可可以夹住住任何的的工件，所以一一般我们们都需要要做一些些专用夹夹具。2 夹夹具的设设定必须须配合加加工的刀刀路。3 设设定夹具具时必须须注意会会否导致致工件变变形。4 注注意定位位位置。5 注注意是否否每个切切削面都都是平均均受力。切削金属属 Alumminuums（铝）：是一种种容易切切削的材材料但亦亦比较软软。Coppper & BBrasss（铜铜）：是是一种容容易切削削的材料料，本身身亦比较较

17、脆。Steeel（钢钢）：耐耐磨性比比较高，亦需要要注意不不同的材材料成份份。Harddeneed SSteeel（超超硬钢）：硬度度高、较较脆，660668Hrrc时是是一种比比较难加加工的材材料。良好的刀刀具使用用方法 直角刀-尽尽量使用用在垂直直面切削削。球头刀-一一般使用用在粗糙糙平面、精准斜斜面及曲曲面等加加工面。平低弧角角刀-一般般使用在在粗削与与精削中中的平面面、斜面面及曲面面等加工工面。刃数越多多表面度度越好，但转数数需要减减少。软的金属属使用刃刃数较少少的刀具具，硬的的金属使使用刃数数较多的的刀具。切削一些些较硬的的钢材，使用有有涂层的的刀具。使用一些些少于内内弧位的的刀具（

18、r=0.77R）。良好的切切削条件件 使用顺铣铣（Doown cutt）。使用比较较短的刀刀具。减少切削削量。使用一些些少于内内弧位的的刀具。切削高硬硬度工件件时，使使用多刃刃数的刀刀具。切削低硬硬度工件件时，使使用少刃刃数的刀刀具。需要有一一个平均均的切削削量。小心全直直径（FFulll-Diiameeterr）切削削。如有有把Feeedrratee调低。机床和程程式 一般编程程人员认认为在程程式上把把精度（tolleraancee）改小小，就能能提高加加工零件件的精度度，或光光洁度。但这只只能提高高程式上上的精度度，而没没有提高高加工零零件的精精度或光光洁度，因为在在机床上上亦提供供了增加

19、加其精度度（toolerrancce）的的功能，我们亦亦需要相相对的把把机床的的精度改改小，才才能加工工出高精精度，高高光洁度度的零件件。机床应用用一般应该该具备的的功能 巧玲珑轴轴（Sppinddle）：主轴轴转数的的高低直直接影响响加工材材料的光光洁度及及使用的的刀具大大小。光栅尺（Glaass Scaale）：动态态加工时时的进刀刀、出刀刀及其精精度的控控制。机床结构构：加工工时机床床是否有有摆动。处理系统统：处理理数据的的速度、刀具数数字库和和模拟预预试。辅助工能能：Nuurbss，中心心运水/气，测测量系统统。主轴（SSpinndlee） 一般主轴轴都分为为合金珠珠主轴，陶瓷主主轴及

20、气气动主轴轴。合金珠主主轴陶瓷主轴轴气动主轴轴转速比 低速转动动高速转动动极速转动动主轴扭力力大小极小切削方式式大量切削削有效切削削近乎磨加工方式式粗、精加加工粗、精加加工精加工合适刀具具1mmm以上0006mmm16mmm033mm8mmm处理系统统 每一种机机床都有有自己不不同的操操作系统统，但是是最基本本的要求求是系统统处理数数据后和和传输到到加工接接收的数数据速度度配合，因为现现时有很很多机床床都有传传输速度度太慢，导致切切削刀路路有间歇歇跳动，加工后后的零件件有振纹纹，亦会会对刀具具和主轴轴做成损损伤，所所以一个个完善的的系统是是很重要要的。机床的要要求 以下是旧旧式机床床和现代代机

21、床的的比较：旧式机床床新式机床床传输方式式DNC，磁碟，手动DNC，磁碟，手动，NETTWORRK处理数据据DNC，磁碟硬盘，DDNC座标储存存6个255个个磁碟容量量516KK（小容容量）2GMBB（大容容量）模拟器附加基本对刀器/仓库附加基本要求精度度0001mmm00005mmm程序容量量100kk（小容容量）1MB（大容量量）Nurbbs附加基本冷却液（水/油油） 坏处：1 种类多，效果不一至。2 会把涂层刀具使用寿命缩短。3 主轴转速高，易起雾。4 使用油性冷却液时，小心切削过热导致燃烧。好处：1 效果佳。2 深孔加工，效果好。3 油性冷却液使用寿命 长及臭味低。油雾 坏处：1 价格

22、比价高。2 深孔加工，效果差。3 有臭味。4 加工完成后，需要等雾气散。好处：1 涂层刀具使用寿命延长。2 可以提高高速加工的效果。主轴运水水 主轴运水水是一种种比较合合适于深深孔加工工，而且且是冷却却液不能能渗透的的位置。主轴运运水的过过程一般般都是冷冷却液经经过主轴轴中心 刀夹中中心 刀具中中心，然然后到达达削割口口发挥冷冷却和排排削的能能力。一一般主轴轴运水是是在加工工深孔，如果在在加工普普通的加加工上，主轴运运水是发发挥不到到应有的的冷却功功效。在在立式CCNC，因受到到地心吸吸力的影影响，在在加工太太深的孔孔时，冷冷却的能能力及排排削都发发挥不了了应有的的功能。但在卧卧式CNNC，亦

23、亦同样受受到地心心吸力的的影响，但其功功能没有有减少，而冷却却及排削削效果都都能发挥挥到应有有的水准准。在主主轴运水水中，刀刀具需要要特别加加工多几几个孔，所以成成本成了了它的绊绊脚石。冷却方式式 冷却方式式一般问题题冷却液（水）冷却液（油）气冷油雾主轴运水水平面加工工（平）最好最好最好较好一般侧面加工工（平）最好最好最好较好一般凹位加工工（平）最好最好最好较好一般平面加工工（高）较差较差较差最好较差侧面加工工（高）较差较差较差最好较差凹位加工工（高）较差较差一般最好较差孔穴加工工较差较差最差最差最好温度的影影响 一般来说说温度是是分为室室温和机机械温度度，室温温一是机机床所在在的空间间，而机机械温度度一是机机床加工工时产生生的温度度，很多多机床的的致命点点（如CCNC，W/CC，磨床床，CMMM等等的的高精密密机床,因为热热力会使使物件燃燃烧外,还会影影响物件件膨胀幅幅度,因因此在高高精密加加工中,我们要要求平均均的温度度(CNNC和磨磨床约是是205,W/C和CCMM等等高精密密机器约约是2002).结论 主轴是高高速加工工中心