多軸航空薄壁件高效高速切削技術 端面銑削方法-CAMTASIA

這端面洗靴的基礎知識看着挺基礎,但裏面門道可不少 哈哈,老李,你這話說的,好像誰沒掌握過似的 不過確實,基礎不牢,後面高級玩法就容易翻車 開篇先來個學前冊,這套路熟啊 第一題,對稱洗靴,送分題吧 中心對齊,簡單粗暴 對,這是最直觀的理解 第二題,問哪種方法使中式順洗 這就要想想不對稱順洗了 刀具中心偏左,切削力方向一致 第三題,傾斜洗削 第四題,階梯洗靴 專門對付那些毛坯表面坑坑窪窪的,像鑄件,焊縫啥的 最後一題,刀尖先接觸,S點切入 這種形式適合軟材料,比如鋁合金,塑料這些 不然刀尖容易崩 沒錯,硬碰硬肯定不行 這幾題算是把後面要講的幾種方法都預熱了一遍 目標很明確就是要搞懂這幾種主要的洗靴方法 知道它們各自的特點和適用場景 對,不能光知道名字,還得知道什麼時候該用哪個 怎麼用才高效 特別是後面那個刀齒切入形式聽起來挺玄乎 其實就是刀尖怎麼肯弓箭 這直接關係到刀具壽命和加工質量 是的,選擇合適的進給路徑也很重要 走得好,能減少衝擊,提高效率 最終目標是能根據實際情況,靈活搭配,做出最優解 就是說,不能死記硬背,得學會舉一反三 變成自己的武功祕籍 這一頁簡直是精華濃縮版 對稱洗靴,簡單直接,適合軟材料 不對稱順洗,對付不鏽鋼,耐熱合金這種難纏的主 還能深入冷硬層,刀具壽命加成 不對稱逆洗,反過來,用在高硬度材料上,保護刀具 尤其是陶瓷刀具 精協洗靴,解決掃刀問題,提升點平面度,換壽命和表面光潔度 階梯洗靴,專門處理爛攤子,毛皮表面高低不平 一刀下去,先清理障礙,再精細加工 進給路徑強調連續,避免頻繁啓動停止 最後這個刀齒切入形式,STUV,聽着像密碼 其實是描述刀尖接觸弓箭的不同方式,直接影響刀具受力和排泄 後面會細說 先看對稱洗削,顧名思義,刀具中心和弓箭中心對齊 你看圖1-26A,中間吃刀量最大,兩邊逐漸減小 切出時力道突然消失,容易產生震動,這是它的阿卡留斯之種 對,所以它比較適合那些脾氣好點的材料,比如碳鋼,鑄鐵 強度不高,不容易引起劇烈震動 要是用在高強度材料上,或者切寬槽,那可就麻煩了 衝擊力太大,容易打刀 所以你看,即使是看似簡單的對稱洗削,也有它的侷限性 側齒刀量也要控制好,太寬或太窄都不利於刀具壽命 就是說,得溫柔地對待它,才能讓它發揮最大效能 說到寬槽和全刀寬洗削,對稱洗削就更頭疼了 你看,圖1-26B,剛切入那一下,吃刀量最大 衝擊力爆表,簡直是暴力美學的反面調裁 所以這裏提了兩種對策 一種是編程時降低進擊量,相當於給刀具降速,讓它慢慢適應 另一種是用圓弧切入,如圖1-26C,讓刀具平滑過度,避免瞬間受力過大 這個圓弧切入法挺聰明的,相當於給刀具一個緩衝 讓它切出端永遠保持0吃刀量,這樣就能用更大的進擊量 還能延長刀具壽命,一舉兩得 全刀寬洗削槽的問題在於熱量和排泄 刀具寬度大了,切削麪積也大,發熱量自然就高 而且切削不容易排出,容易堵塞 所以要用勺匙洗刀增加融洩空間,或者用正刃輕巧的刀具 幫助切削順利排出。接下來是不對稱順洗,這個方法有點意思 你看圖1-27A,洗刀中心往左偏移,這樣一來 刀齒從左往右切削時,始終是順洗狀態,而且切入邊比切出邊 吃刀量稍大。對,這個切入邊吃刀量大就有用了 特別是洗不鏽鋼,耐熱合金這些容易冷做硬化的材料 一刀下去表面就變硬,刀具再切下去就費勁了 效果確實不錯,據說刀具壽命能提高50%左右,還能省電 不過這裏有個前提,普通洗牀得把工作臺絲槓間隙 鞋鐵間隙都調到很小,小於0.05毫米,不然順洗時工作臺 竄動厲害,容易震動,甚至打刀。這就是所謂的膠氣包,對 機牀精度要求高。豎控機牀一般沒問題,但在普通機牀上 就得小心伺候了。不對稱順洗裏,這個切入角度 費也很關鍵。你看圖1-27B和D 但如果像圖1-27C那樣全封閉,切入角很小,刀齒前面 幾乎是平行着同時切入的,那衝擊力就非常大了,很容易 引起震動,甚至把刀尖崩掉。所以即使是不對稱順洗 也要注意選擇合適的切入方式和角度。這就好比開車 急剎車肯定比緩踩剎車更容易翻車。洗劇也是一樣 溫柔點切入總是好的。說完順洗,再來看不對稱逆洗 這次是洗刀中心往右偏移如圖1-28A 這樣一來,刀齒從右往左切削時始終處於逆洗狀態 而且切入時的吃刀量比切出時小。這個切入時吃刀量 小的好處就來了。對於高硬度材料,比如脆硬鋼、鑄鐵 或者用陶瓷刀具、CBN刀具這些脆性刀具,切入時 如果衝擊太大,很容易崩刃。逆洗正好相反 它先切削較軟的部分,再逐漸進入硬區,衝擊力就 小多了。對,所以不對稱逆洗特別適合這些高硬度 但是,凡是有利有弊,如果偏移量意義太大,導致 切入時吃刀量太小,那刀具就會在弓箭表面滑移一段 距離,摩擦加劇、磨損反而會增大,刀具壽命反而 下降。所以這個偏移量也要恰到好處。 接下來是傾斜洗削。這個方法主要是爲了解決一個 讓人頭疼的問題,掃刀。就是洗完之後表面看起來 坑坑窪窪,有明顯的刀痕,影響美觀和精度 。掃刀的原因主要有三個,一是弓箭本身彈性變形, 刀具切過去後它又彈回來一點。二是機牀主軸有 軸向間隙,刀具上下竄動。三是夾具剛性不夠,也跟着 變形。這些都會導致刀具在切削區之外的地方再次 刮擦弓箭。傾斜洗削就是通過把洗刀軸線傾斜一個 角度α,如圖1-29,讓刀具在離開切削區時刀尖稍微 抬高一點,這樣就能避免刀具在已加工表面上二次 。你看,圖1-30,由於洗刀是傾斜的,洗出來的表面 不再是完美的平面,而是會形成一個橢圓形的凹心。 這是因爲洗刀兩端的刀尖運動軌跡是圓弧,投影到 平面上就成了橢圓的一部分。這個凹心值Δr就需要 計算一下了,不能太大,否則會影響最終的平面度。 你看,例1-1給出了計算方法,根據洗刀直徑DC,弓箭 寬度B和傾斜角α來算。實踐證明,粗洗時產生的 形面誤差通常很小,可以接受。所以,在使用傾斜 洗銷時,必須在精洗前核算這個凹心值,確保留有足 夠的餘量,否則精洗可能就無法達到要求的平面 度了。就是說,爲了表面光潔,犧牲了一點點平面 度,但只要控制好,影響不大。而且,據說刀具壽命 還能提高30%-40%,這比買賣還是划算的。 最後一種方法,階梯洗銷,這個聽起來就很有層次感。 你看,圖1-32,洗刀的刀齒不是整齊排列的,而是 錯開的,一層一層往下洗,所以加工出來的表面是 階梯狀的。這種方法特別適合處理那些毛皮表面 本身就坑坑窪窪的,比如注線,斷劍,氣焊切割面 等等。用普通洗刀直接上,刀尖每次都可能碰到硬 皮,夾扎,磨損嚴重,還容易崩潤。階梯洗銷就把 第一級或者前兩級的刀齒當成前鋒,專門負責把 這些表面的垃圾清理掉,後面的刀齒就可以在相對 乾淨的表面上工作了。這樣一來,切銷條件就好 刀齒還能體外刃磨,更換方便,適合小批量生產。 在階梯洗銷中,刀具的選擇和用量分配也很講究。 你看,圖1-33,前鋒刀齒,也就是第一級,第二級的 刀齒,它們面對的是最惡劣的工況,表面高低不平 還有各種硬皮,雜質,所以要選的更壯實一點。 比如前腳小一點,任清腳負一點,再加個副刀輪。 增強抗衝擊能力。後面的刀齒就輕鬆多了,面對的是 新加工出來的表面,可以選的鋒利一點,前腳大 一點,提高切削效率。至於用量,一般第一級吃刀量 最大,把主要的餘量去掉,後面幾級就平分剩下的。 爲了平衡負荷,第一級刀齒數可以多一點,但每齒 淨給量小一點。後面刀齒數少一點,但每齒淨給量 相對大一點。因爲階梯洗刀各級刀齒的直徑大小 不一樣,爲了防止大直徑刀齒轉速太高,壽命縮短 切銷速度通常要比普通面洗刀低10-15%。 總之,就是要根據不同的任務給不同的刀齒配備 不同的裝備和任務量,讓它們各司其職,協同作戰。 說完了洗削方法,再來看看淨給路徑。這玩意兒也 很重要,直接影響加工的平穩性和效率。基本原則 就是讓刀具一直在切削狀態,別讓它老是停下來再 啓動。對,所以推薦走圓周路徑,從外往裏洗,這樣 刀具可以連續切削,減少切入切出帶來的衝擊和 震動。你看圖,1-34A就是一個典型的例子。還有, 遇到孔,槽,這些間斷面,儘量繞開,如圖,1-34B,C 別硬闖,容易產生衝擊。拐角的地方也別走直角, 走個圓弧過度,如圖,1-34C,D,E,更柔和。特別是洗 薄壁零件的邊緣,那更是要小心。最好用小直徑的 洗刀,小吃刀量,小淨給量,再配合大偏置的不對稱 順洗,如圖1-34F,讓刀具鋒利一點,這樣能有效減 小震動,防止薄壁變形。最後這部分,刀齒切入形 式,聽起來有點抽象,但其實非常重要。它指的是刀齒 在切入弓箭時,到底是哪個部位先接觸金屬。這個 接觸方式,直接決定了刀齒的受力狀況,切屑是怎麼 形成的,排泄效果怎麼樣,最終影響刀具的壽命。 對,就像打架一樣,是用拳頭正面頂,還是用刀背 側面掃,效果肯定不一樣。刀齒的切入形式,主要 取決於刀具的前角,刃傾角,以及洗刀和弓箭的 相對位置。這裏提到了4種典型的接觸點,S,T,U,V S點是刀尖先接觸,T點是刀尖上邊的切削刃先 接觸,U點和V點都是逆洗時,刀齒後部或中部偏 後先接觸。每種接觸方式都有自己的特點和 適用範圍。這部分內容有點燒腦,咱們慢慢捋。 先看S點和T點。S點是刀尖先接觸,這種情況 通常出現在不對稱順洗,正前角,正刃傾角的 情況下。刀具非常鋒利,切削起來很輕快,排泄 也順暢,但缺點是刀尖受力最差,容易崩刃。 所以它最適合用在那些比較軟的材料上,比如 鋁合金,銅合金,銘合金,玻璃缸,塑料等等, 這些材料對刀具的衝擊小,刀尖不容易崩。T點 是刀尖上邊的切削刃先接觸。這種情況通常也是 不對稱順洗,但刃傾角是負的。相比S點,它稍微 保護了刀尖,受力狀態更好,抗衝擊性也更好,排 泄也不錯。對,所以T點接觸更適合用硬質 所以,U點接觸特別適合用陶瓷刀具,C邊刀具 這些脆性刀具,來洗削高硬度的脆硬鋼。因爲 這些刀具本身比較脆,需要儘量保護刀刃,減少 衝擊。V點呢,是刀齒中部偏後先接觸,這種 情況是不對稱逆洗,但前角和刃傾角都比較小, 是負的。相比U點,它的受力狀態更好一些,排泄 也更好一些。因此,V點接觸更適合用硬質合金 刀具,陶瓷刀具來洗削調製鋼,高強度鋼。比U點 更均衡一些,兼顧了受力和排泄。一口氣講了這麼 多,最後來幾道題鞏固一下。第一題,對稱洗削, 還記得它的特點和適用材料嗎?對,中心對齊,中部 吃刀量最大,適合軟材料,比如碳鋼,鑄鐵。第二題, 不對稱順洗,比對稱洗消好在哪?適合啥材料? 切入邊吃刀量大,能伸入棱硬層,刀具壽命長,適 合不鏽鋼,耐熱合金這些。第三題,洗高硬度材料 爲啥用不對稱逆洗?因爲它切入時吃刀量小,衝擊 力小,適合脆性刀具,比如陶瓷,CBN刀具。第四題, 清潔洗削的目的和影響。消除掃刀,提高刀具壽命, 改善表面質量,但會產生凹心。第五題,階梯洗削的 優勢和前鋒刀齒的特點。分級切削,改善切削條件, 前鋒刀齒要選的更抗衝擊。第六題,三種推薦的 爲了保持連續切削,減少衝擊。最後第七題,STUV四 種切入形式的特點和適用。S點鋒利但易繃韌,適 合軟材。T點較穩健,適合中等鋼材。U點受力好但 排泄差,適合脆性刀具洗硬材。V點較均衡,適合 高強度鋼。好了,今天這端面洗削的基礎知識算是 過了一遍。從對稱到不對稱,從順洗到逆洗,再到 傾斜和階梯,各種方法都有自己的脾氣和擅長的 領域。是的,關鍵是要理解它們各自的原理和適用 條件,不能升班硬討。選擇合適的洗削方法,盡 給路徑和切入形式,才能真正發揮基礎和刀具的 潛力,實現高效高質量的加工。今天的收穫就是, 以後再遇到洗削問題,心裏更有譜了,知道該往 哪個方向去思考和嘗試了。沒錯,基礎打牢了,後 面才能玩出更多花樣。