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加工刀具設計對CNC機床選擇方法及其原則

 

 

 

台中CNC加工  1需要幾個數控軸

 

  刀具一般可根據其外形分為回轉刀具(如銑刀,鑽頭)和方形輪廓刀具(如車刀,鏜刀),因而一般都需要X,Y,Z三個數控直線軸對其進行加工以保證其外形尺寸,有所區別的是對數控回轉軸的要求。加工復雜的可轉位刀具體現得較為明顯。

 

   絕大多數可轉位立銑刀都有數個(條)均布的切削齒,在每個齒加工完畢後都應對其進行分度旋轉(如圖1所示B軸)進行下一個(條)齒的加工。如果CNC銑 床沒有數控分度頭或數控回轉工作台,則應在程序中加入無條件停止指令,機床運動停止後通過人工旋轉精密手動分度頭實現分度旋轉(應注意機床外罩鎖的影 響),然後繼續執行NC程序。精度一般能夠滿足要求。但這樣會增加工人勞動強度,同時影響工作效率。

 

  如果CNC銑床有數控分度頭或數控回轉工作台,則分度旋轉運動可通過程序中的數控指令實現,精度和效率都較高,但增加一個CNC回轉軸也會使CNC銑床的結構復雜化,CNC系統功能增加,大為增加CNC銑床的價格。

 

   需要指出的是,精密手動分度頭的分度能力是有限的,特別是對於非整數的角度往往無法滿足要求(可轉位成形銑刀此類情況較多),此時只能用CNC回轉軸實 現。此類CNC回轉軸一般用交流伺服電機驅動精密蝸杆副,液壓或氣動夾緊,高精度編碼器作為角度檢測元件,因而具備在行程範圍內任意角度的旋轉功能CNC搪床加工。而采用端面齒盤定位的CNC回轉軸卻只能進行等分轉度,不適用於此類情況。

 

  某些可轉位立銑刀有刃傾角λs,在銑削刀片槽或容屑槽時都應將槽底面轉刃傾角λs,使其與CNC銑刀軸線垂直,此時需要一個回轉軸(如圖1所示A軸)旋轉刃傾角λs。

 

  受精密手動分度頭的裝夾結構和剛性的限制,將其作為A軸效果不佳。因此應選擇具有較高剛性的CNC回轉軸作為A軸。

 

  可見如果某CNC銑床加工的可轉位刀具品種單一且無刃傾角,可以選擇3軸CNC(X,Y,Z)銑床加精密手CNC銑床加工動分度頭,可降低加工成本。否則應選擇5軸CNC銑床(X,Y,Z,A,B)。

 

  2需要幾個數控軸聯動

 

   CNC系統的若干軸聯動插補功能最能體現CNC系統的性能和其檔次高低,也往往決定著CNC系統的價格,因此應根據加工刀具產品的具體情況來仔細選擇。 對於加工一般可轉位刀具的CNC銑床而言,具有2個直線軸的直線和圓弧插補功能就可以加工幾乎所有的ISO標准刀片槽形式,其它運動都可單軸插補完成。如 果也選擇多達5-6軸聯動的CNC系統則沒有必要。要求比較高的是一些螺旋類精加工刀具。

 

  要加工(含銑削及磨 削)這種立銑刀,CNC機床應具備:X軸和A軸聯動插補切削螺旋槽;Z軸:X-A插補時也參加插補保證每個截面螺旋角相等;Y軸:由於前角γ0>0 且軸向每個截面半徑都不相等從而使偏移量e也處處不相等,為保證每個截面前角都相等,X-A-Z聯動時Y軸也要參加插補運動。因此CNC機床應具備"X- Y-Z-A"4軸聯動的插補功能。

 

  同理可知:"X-Y-Z-A-B"5軸聯動插補可完成同上的球頭立銑刀的加工。

 

  3需要什麼數控系統

 

  加工一般精度的可轉位刀具,選擇具有間隙補償和螺距誤差補償的半閉環C台中機械加工NC系統的數控機床就可以滿足要求,而對較高精度刀具(如整體材質的精加工刀具)的精加工可以選擇閉環CNC系統。需要注意的是:為編程方便,CNC編程軟件系統都應具有工件坐標系的平移和旋轉功能,並支持幾何線性的多龍門加工種表達方式。

 

   現代CNC系統的編程方法較多,相對而言,以ISO標准G,M代碼編程的CNC系統具有較大的靈活性,能滿足多品種中小批量的生產要求,但初期編程速度 較慢,機床准備工作時間較長。而具有針對某類刀具產品開發的專業化軟件包的CNC系統則可以滿足某些復雜刀具的大批量加工,生產效率高,對人員素質要求較 低,但價格昂貴且需要不斷升級軟件包以滿足出現的新產品。

 

  選擇CNC系統時還應注意:現代CNC系統的功能較多,可以根據實際情況去掉一些基本不用或近期很少用到的功能(例如某些用於FMS的接口和軟件)以降低購買成本。

 

 

 

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