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数控铣床切削加工工艺及改进

一、铣削工艺


1、粗加工工艺


生产效率的全面提升是选择使用粗加工工艺的重点。所谓的粗加工,具体指的就是单位时间范围内能够实现的最大材料切除率,具体指的就是毛坯面加工余量,尽可能确保毛坯形状以及尺寸和成品相近。一般来讲,材料经过粗加工以后,即可形成半精准度工件的轮廓。在整个过程中,速度占据重要地位,选择使用直径较大的刀具操作,不仅可以实现生产效率的全面提升,还能够规避刀具磨损的几率。对于数控铣床而言,所控制的只是三个坐标当中的任意两坐标,能够达到二维控制的目的。


2、半精加工工艺


与粗加工不同的是,半精加工更加注重效率与质量的有机协调。工件在经过半精加工以后,其表面应较为光滑且余量保持均匀。而且这一过程的目的就是为精加工的开展奠定坚实的基础,以期达到次要表面加工的目标。需要注意的是,在实际的加工过程中,尽可能将零件表面多余的材料予以有效地切除,确保加工零件的表面处于平整的状态,最终满足精准度的标准要求。


3、清角加工工艺


工件清角的加工工艺,要求的并不是加工速度,而是将模具表面统一性以及协调性作为重点。需要注意的是,工件清角加工的目的就是将多余材料予以全面清除,为后期精加工操作的开展做出有效地铺垫,进一步推动精加工工作的全面开展。若将直径较小的刀具应用在此过程中,很难一次完成切削作业,所以要进行不低于两次的切削加工,在满足具体要求的情况下才能够停止。但是,刀具直径不应当超过精加工刀具的直径。


4、精加工工艺


精加工工艺是最后一道加工工艺,要求各零件尺寸精度、表面粗糙度与形状精度等方面要符合图纸要求。通常来讲,在精加工表面会预留特定余量,主要的目的就是确保切削的时候刀刃能够处于平稳状态,尽可能降低工件加工的误差,确保表现效果达标。在精加工的过程中,需选择使用直径较小的加工刀具。最佳的精加工工序如下:加工外部轮廓→加工凸起部位→加工阶梯面与自由型面→加工凹陷→加工其他的低辅助面。


在模具制造过程中,对于曲面类型芯、型腔的高速精加工,需要注意的内容具体表现在:切削的时候,需保证刀具与工件接触点能够跟随加工表面所具备的曲面斜率以及选择刀具半径的转变呈现出相对应的变化。


若所需加工模具的曲面具有较强的复杂性,必须保证能够在一道工序当中一次性完成,有效地减少下刀次数,将模具表面进行有效地保存。除此之外,在切削的过程中,要确保刀具进给的方向以圆弧形呈现出来,使得切削面连续且流畅,具有一定的平稳性特征。最后,在实际加工的过程中,应尽可能规避加工停顿情况的发生,一旦停刀突然很容易导致模具的表面出现微量的形变问题,最终对加工的精准度产生负面影响,甚至还会在停刀的位置出现凹痕,进而影响其表面质量。


二、数控铣床切削加工工艺的有效改进


1、改进粗加工工艺的方式


首先,可以借助加工仿真软件对切削面面积进行准确地计算,同时还要对被切削材料切削率予以相应的计算。只有这样,进行切削的时候,才能够确保刀具载荷以及磨损率始终处于平衡,在进一步强化加工质量的同时尽可能降低刀具磨损几率。


其次,数控铣床在实际切削中,刀具尽可能选择斜向下刀切入或是切出方式进行。同时,对于加工模具型腔同样要有效地规避垂直地切入与切出问题的发生。若条件允许,尽可能选择螺旋切削的方式如图1所示,进而有效地降低刀具载荷量。



数控铣床切削加工工艺及改进_二维

图1 单刃螺纹铣刀杆


再次,若要求对大余量零件进行加工,应借助攀爬式的方式。这种方式最突出的优势就是可以实现切削力的有效降低,确保切削硬化的程度得到适当地改善,实现切削产生热量的减少,确保零件切削的实际质量得以全面增强。


最后,数控铣床切削的时候,不要对刀具进给的方向进行突然地转变,否则会直接影响切削的速度,最终使切削质量明显下降,并引发残留亦或是过切的情况,严重的还会引发不可估量的安全事故。


2、改进半精加工工艺的方式


对半精加工工艺的改进,切削间距与公差值十分重要。为确保切入稳定,必须严格遵循以上顺序,尽可能规避对于刀具产生的损伤。另外,要确保切削的连续性,合理安排好加工工序,以免引发频繁退刀亦或是换刀的情况。

数控铣床切削加工工艺及改进_二维_02

图2 通用型数控铣床切削程序设计


3、改进清角加工工艺的方式


工件表面在半精加工的基础上相对均匀,然而,凹陷型面位置加工余量仍然较大。一旦加工的余量均匀性较差,必然会影响切削的稳定性,甚至会对加工的最后精度带来直接的影响。因此,必须安排合理的清角工序以切除多余材料。


4、改进精加工工艺的方式


精加工工艺对质量与精准度的要求很高,所以必须对切削程序予以优化设计(如图2),以免出现垂直下刀与大量抬刀问题,尽可能规避损伤零件的表面。另外,在精铣的过程中,应采用顺铣的方式,以免出现滑行问题。对走刀路线的选择也应当高度重视加工变形问题,如果有必要,尽量增加走刀的次数。最重要的就是要保证走刀路线的最优化。


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