刀具的挑选是数控加工工艺中的重要内容之一,不只影响机床的加工功率,并且直接影响零件的加工质量。因为数控机床的主轴转速及规模远远高于一般机床,并且主轴输出功率较大,因而与传统加工办法相比,对数控加工刀具的提出了更高的要求,包含精度高、强度大、刚性好、度高,并且要求尺度安稳,装置调整便利。这就要求刀具的结构合理、几许参数规范化、系列化。
1 数控刀具是进步加工
硬质合金刀具制造
刀具的挑选是数控加工工艺中的重要内容之一,不只影响机床的加工功率,并且直接影响零件的加工质量。因为数控机床的主轴转速及规模远远高于一般机床,并且主轴输出功率较大,因而与传统加工办法相比,对数控加工刀具的提出了更高的要求,包含精度高、强度大、刚性好、度高,并且要求尺度安稳,装置调整便利。这就要求刀具的结构合理、几许参数规范化、系列化。
1 数控刀具是进步加工功率的先决条件之一,它的选用取决于被加工零件的几许形状、资料状况、夹具和机床选用刀具的刚性。应考虑以下方面:
(1)依据零件资料的切削功能挑选刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件,建议挑选性较好的可转位硬质合金刀具。
(2)依据零件的加工阶段挑选刀具。即粗加工阶段以去除余量为主,应挑选刚性较好、精度较低的刀具,半精加工、精加工阶段以确保零件的加工精度和产量为主,应挑选度高、精度较高的刀具,粗加工阶段所用刀具的精度蕞低、而精加工阶段所用刀具的精度蕞高。如果粗、精加工挑选相同的刀具,建议粗加工时选用精加工筛选下来的刀具,因为精加工筛选的刀具磨损状况大多为刃部细微磨损,涂层磨损修光,持续运用会影响精加工的加工质量,但对粗加工的影响较小。
(3)依据加工区域的特色挑选刀具和几许参数。在零件结构允许的状况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有满意的向心角,以削减刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软资料零件时应挑选前角稍大一些的立铣刀,齿数也不要超越4齿。
选取刀具时,要使刀具的尺度与被加工工件的外表尺度相适应。出产中,平面零件周边概括的加工,常选用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯外表或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角概括外形的加工,常选用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在进行自在曲面加工时,因为球头刀具的端部切削速度为零,因而,为确保加工精度,切削行距一般很小,故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在外表加工质量上还是在加工功率上都远远优于球头铣刀,因而,在确保零件加工不过切的前提下,粗加工和半精加工曲面时,尽量挑选端铣刀。别的,刀具的度和精度与刀具价格联系极大,有必要引起注意的是,在大多数状况下,挑选好的刀具尽管增加了刀具本钱,但由此带来的加工质量和加工功率的进步,则能够使整个加工本钱大大下降。
在加工中心上,一切刀具全都预先装在刀库里,经过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。有必要选用适合机床刀详细系标准的相应规范刀柄,以便数控加工用刀具能够敏捷、准确地装置到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺度、调整办法以及调整规模等方面的内容,以确保在编程时断定刀具的径向和轴向尺度,合理安排刀具的摆放次序。
特征造型不只能表达机械零件的底层几许信息,并且可从具有工程意义的较高层次上对产品进行表达和建模,有用支持产品整个生命周期内的各个环节。因而,特征造型是将规划与质量计算、工程分析、数控加工编程等环节联结起来的枢纽。
大多数特征造型体系均选用鸿沟表明法(B-rep)和结构几许法(CSG)相结合的办法来描绘零件的形状特征。鸿沟表明法首要用于描绘构成几许体的几许元素(顶点、线、面等)之间的拓扑联系,并可辅佐用户选取特定的几许元素;结构几许规律经过树形操作完结实体体素的拼合,构成终究规划特征。本文首要讨论结构几许法的扩展及其在数控镗刀特征造型体系中的使用。该办法对于其它数控刀具相同适用。
2 辅佐面切开法的引进
因为数控刀具的形体为不规矩的棱柱体,而结构几许法选用的拼合体素为规矩形体,因而,单纯选用结构几许法对数控刀具进行造型,既不灵敏功率又低。如引进辅佐面切开法,则可简化造型进程,进步造型功率,在某些状况下还可下降造型难度。
若选用辅佐面切开法解决上述问题,则只需结构原始长方体和辅佐面P,然后用
P面切开原始长方体,即可达到目的。
为取得形体Ⅰ,选用结构几许法需结构三个别素,即原始长方体、直棱柱Ⅱ和Ⅲ,且直棱柱Ⅱ和Ⅲ中总有一个直棱柱需被结构为比实践需要的体素大,这也增加了不必要的存储空间。并且,如要确保图2中Pt点的空间方位,则需进步原始长方体和直棱柱Ⅲ的造型要求,经确规划原始体素的尺度,才能得到符合要求的Pt点。
若选用辅佐面切开法,为取得形体Ⅰ,则只须结构一个基本体素——原始长方体,然后结构切开辅佐面P1和P2,如需确保Pt点的方位,只要确保P1和P2平面均过Pt点即可,而这一点不难做到。
为叙说便利和清楚,以上所举二例都是经化简的模型,实践造型中所遇到的问题要杂乱得多,并且用结构几许法结构一个空间形体能够经由不同的拼合路径。与一切拼合办法相比,选用辅佐面切开法都具有明显的优越性。
3 辅佐面切开法的完结
尽管选用辅佐面切开法可大大简化结构几许法,但并非在一切状况下都能完结。如图3所示状况,为取得形体Ⅰ,有必要在原始长方体上减掉长方体Ⅱ,在此状况下辅佐面切开法就无法运用。因而,辅佐面切开法只能作为结构几许法的弥补和扩展,而无法取代结构几许法。
辅佐面切开法的使用条件为:
1) 结构几许法中两体素有必要作差拼合运算;
2) 拼合构成的终究形体有必要坐落辅佐面一侧。
因而,为了蕞大限度地使用辅佐面切开法,在构成终究形体时,应尽量选用差拼合办法。但凡能经机械加工得到的零件,均可经过精心规划基本体素而以差拼合办法完结其特征造型。
完结辅佐面切开法的关键是辅佐面的结构及体素被切开后两部分的取舍。
平面的几许界说为:经过空间一固且垂直于一空间向量的曲面。即由一空间固和一空间向量可仅有地断定一个平面,其中固坐落平面上,空间向量为平面的法向量。因而,平面可由其点法度方程断定,即
A(X-X0)+B(Y-Y0)+C( Z-Z0)=0 (1)
其中 P0(X0,Y0,Z0)为一固,而V={A,B,C}为平面的法向量。
依据界说,可用平面上一点和平面的法向量来结构平面。在某些状况下,如平面的法向量不易断定,但能较容易地找到平面上的三个点P0、P1、P2,则可经过结构向量V1=P0P1和V2=P0P2,然后求V1和V2的叉积而得到平面的法向量V0=V1×V2。
辅佐面结构完结后,切开后的形体如何取舍?在