加工中心刀具选用.doc

加工中顺铣和逆铣的特点及选用原则
2010-05-1213:24星期三
一．顺铣和逆铣的特点
（1）逆铣时，每个刀的切削厚度都是由小到大逐渐变化的。当刀齿刚与工件接触时，切削厚度为零，只有当刀齿在前一刀齿留下的切削表面上滑过一段距离，切削厚度达到一定数值后，刀齿才真正开始切削。顺铣使得切削厚度是由大到小逐渐变化的，刀齿在切削表面上的滑动距离也很小。而且顺铣时，刀齿在工件上走过的路程也比逆铣短。因此，在相同的切削条件下，采用逆铣时，刀具易磨损。
（2）逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密结合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。
（3）逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。
（4）顺铣时，刀齿每次都是由工件表面开始切削，所以不宜用来加工有硬皮的工件。
（5）顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些（铣削碳钢时，功率消耗可可减少5%，铣削难加工材料时可减少14%）。
二．在什么情况下选用顺铣或逆铣
采用顺铣时，首先要求机床具有间隙消除机构，能可靠地消除工作台进给丝杆与螺母间的间隙，以防止铣削过程中产生的振动。如果工作台是由液压驱动则最为理想。其次，要求工件毛坯表面没有硬皮，工艺系统要有足够的刚性。如果以上条件能够满足时，应尽量采用顺铣，特别是对难加工材料的铣削，采用顺铣不仅可以减少切削变形，降低切削力和功率的消耗。

模具高速加工的CNC编程策略
2010-05-2113:05星期五
1引言
高速加工技术是采用高转速、快进给、小切深和小步距来提高切削加工效率的一种加工方式。它已在航空航天制造、汽车工业和模具制造、轻工产品制造等重要工业领域创造出了惊人的效益。高速加工的成功实现取决于许多因素，包括高速主轴、CNC系统、专用刀具，以及特殊的加工工艺和加工控制方法等。
在高速加工过程中，刀具的非正常破损是当前高速加工所面临的重要难题。加工余量不均匀极易引起刀具破损和过切，因此保持恒定的材料去除率很重要。然而，对于带有底面、壁面、凹槽和斜面的复杂3D型面加工中，很难满足这一要求。因为尖锐的转角或刀具方向的突然变化等很容易导致刀具过切、破损甚至损坏主轴。此外，在高转速和高进给速度的加工条件下，刀具极易损坏；同时高速加工机床所使用的许多刀具，在周边或中心处都进行了处理，以便高压冷却液或压缩气体将切屑从工件上吹走。这些处理在某种程度上削弱了刀具的强度，应当尽可能避免。
为保证高速加工顺利进行，提高零件的加工质量，延长刀具寿命，缩短加工时间，高速加工具有不同于普通数控加工的特殊工艺要求，如保持恒定的切削载荷、每齿进给量应尽可能保持恒定，并保持稳定的进给运动，使进给速度损失降低到最小、避免走刀方向和加速度的突然变化、程序处理速度最佳化。这些要求在制定高速NC编程策略时应得到充分注意。
国内外一直注重对高速加工的研究，在高速加工条件下的切削刀具、高速加工仿真、加工过程的精度保障、刀具监控、自适应控制等方面已经进行了大量的研究工作。许多应用软件已经不同程度提供了高速加工专用模块。但对于如何优化高速加工的Nc编程策略，以消除加工过程中的刀具崩刃等刀具非正常破损，充分发挥高速加工机床的高效高精度性能等问题，尚需进行深入的研究和探讨。
本文主要从优化工艺过程，消除刀具非正常破损的角度出发，详细阐述了金属模具高速加工NC编程的优化策略：(1)走刀路径的选择与优化；(2)合理选择切削用量；(3)采用高速高精度的关键控制技术；(4)典型型面与难加工型面的加工策略。
2高速加工走刀路径的选择与优化
一条有效的刀具路径可以通过保持稳定的切削载荷来保护刀具，并通过避免加工方向的突变来保持高的进给速度，它将直接决定复杂型面高速加工的可能性、质量与效率。
高速加工刀具轨迹生成的基本原则及方法
利用CAM系统进行高速加工NC编程所生成的刀具路径，不仅要满足尺寸和轮廓的高精度要求，同时还要考虑加工工艺的加工细节，选择适当的加工策略和工艺参数来优化各种刀具路径，以改善切削条件，减少加工时间，减少刀具磨损，避免刀刃破损或刀柄折断等。
高速加工的刀具轨迹必须满足无干涉、无碰撞、轨迹光滑、切削载荷平滑、满足加工要求等条件；同时，保证零件的加工精度和表面粗糙度要求；缩短走刀路线，减少进退刀时间和其它辅助时间；方便数值计算，减少编程工作量；尽量减少程序段数。
零件轮廓形状对加工效率、加工质量、编程计算复杂性和零件程序长度等有着重要影响。如何根据型面形状、刀具形状以及零件加工要求