在优化的刀具路径上运行粗加工策略

《在优化的刀具路径上运行粗加工策略》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、在优化的刀具路径上运行粗加工策略在优化的刀具路径上运行粗加工策略TeunvanAstenMSc.,山高刀具公司整体铳削营销服务部工程师长期以來，使用CAM系统进行刀具路径优化已屡见不鲜，尤其是在模具行业中。然而，加工车间最近开始将这种能力与相对较新的加工策略和专门设计的整体旋转切削刀具配介使用，以优化粗加工操作。nQ_IMG_Impact_of_arc_of_contact_on_cutting_speed_and_feecl_per_tooth.jpg这种基于CAM的粗•加工（或称为动态铳削）策

2、略将刀具的接触弧和平均切屑负荷作为关键因索。通过经由CAM生成的刀具路径來操纵刀具的接触弧，加工车间可以提升粗加工速度，有效地控制工艺温度，应用更高的每齿进给量，以及获得更大的切削深度，从而显著缩短工件的总加工周期-实现这一切并不会对机床主轴施加额外的应变。接触弧和热负荷与切削速度Z间的关系刀具的接触弧是一个可影响刀具上产生的热负荷的独立变量，并且还是优化粗加工操作的关键。任何刀具上的最人接触弧均为180度，或基本上等于其直径。因此，在处于最人接触弧时，径向切深（或切削宽度）与刀体玄径相等，由ae

3、（径向切深）二De（刀体玄径）表示。在操纵接触弧的过程中，加工车间可以降低粗加工期间产生的热量。刀具的接触弧会随着径向切深的减小而缩短。由于接触弧缩短会造成摩擦减小，因此刀具切削刃和工件间产生的热量也会减少。这带来的结果就是刀具的切削刃在退出切削、旋转然后重新进入切削的过程中获得了更多的冷却时间。这种更低的加工温度进而提高了切削速度并缩短了加工周期。平均切屑疗度和物理负荷刀具的平均切屑厚度（hm）取决于物理负荷，并通过调整每齿进给量和接触弧来维持。由于切屑厚度在切削过程中不断变化，因此行业采用了平

4、均切屑厚度（hm）一词。完整的180度接触弧将在刀具宽度的中心产生最厚的切屑。因此，较小的接触弧，即小于90度（e,啮合角），可以减少切屑厚度。作为补偿，这允许采用更大的每齿进给量（fz）o例如，假设使用一个肓径为10mm的刀具以10mmae（完整接触弧）进行侧面粗加工。在该ae下，刀具会产生最大的平均切屑厚度/最重的物理负荷。在第一个90度内，丿J具进行逆铳，直到达到最人切屑厚度（化）。在进入第二个90度后即变为顺铳，此时切屑厚度再次降至零。但是，如果ae下降（ae

5、平均切屑厚度将变小。此时，可通过提高每齿进给量（fz）来实现更快的粗加工。虽然刀具切除的材料减少，但相比径向切削更深而进给率更慢的方式，这种方式的速率更快且刀貝和机床的主轴应力更小。在槽粗加工应用中，更低的&甚至还允许更大的ap（切削深度），从而更快地切除材料。用于优化粗加工的刀具设计虽然人多数刀具供应商都提供用于特定材料的产品，但其他供应商，例如山高刀具公司，还开发了用于高级加工方法的刀具槽型。就基于CAM的粗加工策略而言，这种刀具解决了切屑控制的关键问题，同时述满足了切削刃和长度要求。举例来说

6、，山高开发了Jabro®-HPM（高性能加工）刀具，专门用于以完整接触弧进行加工的粗加丁机床，并町在极高的材料切除应川屮采川较大的切深。这类刀具拥有专门设计的槽型，能够在特能材料加工中实现更出色的性能。为了覆盖更人范围的工件材料，山高专门用于优化粗加工策略的JabroASolicP550系列刀具的槽型最近进行了修改。该刀具采用双芯设计，可捉供额外的稳左性并减少刀具变形。在JS550系列中，公司确定长度更长的刀具对在深型腔和3D形状粗加工/动态铳削中获得最佳效果。此类刀具长度通常介于玄径的三倍和四倍

7、之间。在保持稳定的接触弧时，这些刀具会经历持续R沿其切削刃均匀分布的磨损，并提供可预测的刀具寿命。然而，长刀貝会产生相对较长的切屑，难以从切削区和机床屮排出。为了获得更小、更易控制的切屑，山高通过添加分屑槽（刀具切削刃和排屑槽上的小槽）更改了JS554L（加长型）刀具的设计。改后的刀具,现在称为JS5543C（C表示分屑槽），具有以1XD（刀体玄径）为间距的分屑槽。因此，长度为40mm.玄径为10mm的刀具所产生的切屑不再长于10mm,并可从切削区快速排出，从而消除了堵塞机床切屑传送带的风险。短一

8、些的标准长度刀具也非常适用于优化的粗加工策略。山高使用它的一种标准JS554刀具（2xDe+2mm的切削长度）对常见的SMG-3钢质型腔进行粗加工，并获得了与使用长刀具时同样出色的加工效果。山高以典型的10%ae：De比率（这是使用长刀具时采川的比率）来运行短刀具，但只修改了每齿进给量，可以产生相同的金属去除率。当应川小接触弧时，刀具的切削刃越多，其进给速度越快，生产率也就越高。进给速度二刀具刃数x每齿进给量x主轴速度。粗加工刀具通常最多有四个切削刃，不过山高冃前正在研究五刃刀具的