金屬切削刀具的種類繁多,加工方法也多種多樣,本文不可能對每種刀具的CNC加工設備都進行討論,僅從以下三個方面進行論述:1.需要幾個數控軸;2.需要幾個數控軸聯動;3.需要什么數控系統。
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,鉆頭)和方形輪廓刀具(如a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。
以加工可轉位立銑刀工序中的數控銑削為例
絕大多數可轉位立銑刀都有數個(條)均布的切削齒,在每個齒加工完畢后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臺,則應在程序中加入無條件停止指令,機床運動停止后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),然后繼續執行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臺,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,特別是對于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桿副,液壓或氣動夾緊,高精度編碼器作為角度檢測元件,因而具備在行程范圍內任意角度的旋轉功能。而采用端面齒盤定位的CNC回轉軸卻只能進行等分轉度,不適用于此類情況。
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,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BB霜排名很好抗痘祛痘產品哪種好化妝水豐胸好用疤痕修復哪個好最好什么彩妝刷好用
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。對于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標準刀片槽形式,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。以下以加工"等螺旋角等前角錐度立銑刀"為例,若要加工(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:由于前角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、需要什么數控系統
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CNC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,并支持幾何線性的多種表達方式。
現代CNC系統的編程方法較多,相對而言,以ISO標準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,機床準備工作時間較長。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(例如某些用于FMS的接口和軟件)以降低購買成本。
以上通過幾個例子討論了針對加工刀具產品的CNC機床選擇方法和大概原則,實際情況遠不止這些。總之應根據產品具體情況靈活地作出選擇,以滿足市場對精度和成本的雙重要求。