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把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-13 16:00:53   浏览次数:15
核心提示:2019年08月13日关于把精加工做到这么快?它叫超弦精加工的最新消息: 在CNC开粗时,我们常常使用动态加工技术来提升加工效率。那么在更为耗时的精加工过程中,有没有办法可以提升加工效率呢?▲精加工走刀程序示意 精加工的目的是保


       在CNC开粗时,我们常常使用动态加工技术来提升加工效率。那么在更为耗时的精加工过程中,有没有办法可以提升加工效率呢?

把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

▲精加工走刀程序示意

       精加工的目的是保证工件的最终尺寸精度和表面质量。要提升精加工的效率,就要这两方面进行深入考虑。

       编程新思路:超弦精加工

       以我们常用的加工编程软件Mastercam为例,超弦精加工技术是一项高效精加工的编程解决方案:。

把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

      工序2中,若使用球刀精加工,时间:60 分钟;而使用圆弧刀具+超弦精加工,时间:4 分钟。

把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

      为什么能取得这样的效果,这就要从我们精加工表面质量的决定因素说起。

      精加工的决定因素:残脊高度

      精加工的表面质量,其很大程度取决于加工后留下的残脊高度。那什么是残脊高度?残脊高度是指加工中刀具通过两条相邻刀具路径之后,残留材料凸起部分的最大高度。

把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

     如何减少残脊高度

      一个可行的方法是减小步距,减小相邻刀路之间的距离。但这意味着增加了单位面积中的刀路数量和密度,增加精加工的时间。所以在 3D 曲面精加工中,大家会感觉“表面质量”与“加工时间”之间似乎是一项两难选择,因为:

      更好的表面质量=更长的加工时间

      另一个可行的方法是使用更大的刀具。因为刀具半径越大,与材料接触时接触点上的弧度越大。在相同刀路密度下,得到的残脊高度约小。

      举个例子:

      使用 10mm 球刀,步距设为 4mm

      产生残脊高度:0.432mm

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      使用 25mm 球刀,步距同样设为 4mm

      产生残脊高度:0.152mm

把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

      两把大小不同的刀具,使用相同的步距,残脊高度对比。

      使用更大弧度的刀具,可以减小残脊高度。

      用大半径还是小半径刀具

      用大半径的刀具可以减小残脊高度,达到更好的表面质量。但新的问题又出现了:很多工件需要精加工的地方间隙狭小,不能用大半径刀具加工。

把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

      大半径刀具精加工:

      优势:

      更小的残脊高度;更短的循环时间。

      劣势:

      加工不到细小间隙区域;容易干涉,编程复杂。

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      小半径刀具精加工:

      优势:

      编程方便;可以加工到细小间隙区域。

      劣势:

      若要达到更好的表面质量,需要减小步距,增加刀路密度;加工时间更长。

      综合比较分析

      有没有办法,整合两者的优势,规避两者的劣势?答案是可以的。仔细分析残脊高度的形成过程可以发现,残脊高度其实与刀具和材料接触点的弧度半径有关,与刀具半径本身关系不大。如果仅仅增加刀具有效加工部分的弧度半径,而保持刀具本体半径的大小不变,或许就可以同时达到提升表面质量和缩短精加工时间这两个目的了。

把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

      以锥度型式(Taper Form)的大半径圆弧铣刀为例,利用刀具有效加工弧度进行精加工,留下的残脊高度,等同于 187 倍直径大小的球刀留下的残脊高度。

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       用一把 16mm 的锥度型式大圆弧铣刀,在相同步距、相同时间中完成的精加工表面质量,相当于使用直径近 3000mm (3米)的球刀,达到的表面质量。

改变刀具的形状,增大加工中刀具与材料接触点的弧度,减小精加工留下残脊的高度,可以大大减少精加工区域中所需刀路的数量和密度,也就大大减少了加工时间,提高了生产效率。

把精加工做到这么快?它叫超弦精加工

      但新的问题又来了:这类大圆弧铣刀上的有效加工弧度的形状复杂,在刀路中要基于刀具的复杂形状进行相应补偿,才可以使刀具的大圆弧精确的贴合加工位置,达到精加工中表面质量的要求。这样的刀路应该怎样编程?

       在CAM 软件Mastercam上利用超弦精加工技术,可以针对各种形状的大圆弧刀具,基于刀具形状,通过特殊刀路算法,对加工过程中的刀具接触点进行动态补偿,可以充分利用圆弧刀具的外形进行高精度高效率的精加工。

       这种超弦精加工技巧在精加工中实实在在提升了效率,但同样也有编程成本稍高的问题,具体还是要根据产品加工状况进行对应分析。你觉得这样的方案如何,你会使用吗?欢迎在下方留言区和大家讨论~

 
关键词: text-align 刀具半径补偿


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