精雕机-高频模的雕刻2103(7)

2019-04-09 19:32

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在金属加工中,由于刀具的性能和加工工艺的限制,不是一刀就可干到产品指定的深度上,很多的时候,尤其是使用锥刀,是通过分层加工的方法干到位,这就是说精雕机的常用的方法“少吃快跑”。 “刀具吃刀深度”定义了本次加工工序“所用刀具”一次可加工的最大深度。“刀具吃刀深度”是在“粗雕策略”对话框的“吃刀深度”项中给出定义的。

在前面的分析中已讲到锥刀加工主要问题是:

● 由于锥刀的“上大下小”的特点,一次吃刀深度不能大。如,底刃直径为2mm、锥角为200的刀具,在吃深为1mm时,刀具上段切削处的直径已为2.2mm,如果再加深,刀具最上段的切削线速度也相应加大,刀具的受力不均,在侧向进给量大和进给速度高时,刀具磨损也相应增大,加工声音和加工效果都相应变坏。 “刀具吃刀深度”的取值与刀具的材料、刀具的形式、加工的材料和加工中的进给速度有关,实际上是定义了后续的“快速去料”工序刀具的一次“吃刀深度”, 为了提高加工效率,“快速去料”工序一般都使用较高的“加工进给速度”(2.4M/MIN)。在以前的分析中已给出结论:“当用200-2mm锥刀进行高频模的去粗料加工时,刀具一次吃刀最大深度为1mm”,因此,在“粗雕策略”的工作界面的“吃刀深度”项内填入1mm的值,这样就完成了“刀具吃刀深度”的定义。

“吃刀深度”不是一个完全独立的参数,当确定本工序使用刀具的“吃刀深度”为1mm也就限定了以下加工条件:

● 在本讲解过程中,高频模的加工深度为定为2mm,当把去粗加工的“吃刀

深度”定为1mm,这就意味着要使产品的尺寸加工到位,需分两层进行去粗加工。也就是讲,后续的“开槽工艺”和“快速去料工艺”是在两个层次上进行。具体地说,先用“当前定义的去粗工艺”加工1mm的深度,然后,再用同样的“当前定义的去粗工艺”加工下面1mm的深度,使加工深度尺寸达到产品要求。 ● 当定义了吃刀深度后,也同时限定了粗雕策略下的开槽加工的最大深度,

对于本例,开槽加工的最大深度为1mm,这样,在计算开槽次数时要使用“吃刀深度”来计算的。

三、定义开槽工序加工参数

下述内容的讲解是为后面的具体讲课内容作出铺垫:

在前面的教学中反复强调“开槽工艺”是对精雕机加工金属材料的关键技术,其主要作用为:

● 有效地解决了“双边吃”区域的的吃刀用量不均的问题,从而降低断刀的问题,并保证了加工效率。

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● 当加工尺寸精度要求高时,使用开槽加工工艺,可有效地解决尺寸精度难于保证的难题。 ● 规范地使用开槽加工工艺,降低了操作人员对加工经验的依赖,降低了操作人员的使用精雕机的难度。 ● 合理刀具地使用刀具,有效地降低刀具的磨损。

因此,开槽工艺作为精雕机使用的基本技术,对于初学者必须学习、必须掌握、必须使用的技术。

开槽工艺使用的最大的难点是如何确定“开槽深度”,只要能准确地使用开槽加工的“一次吃刀深度”,“开槽工艺”的使用将是易如反掌。下面分三个部分来介绍“开槽工艺”的使用。

1、开槽深度

讲解内容:

开槽深度与吃刀深度一样,也是一个衡量刀具加工能力的指标,在前面的介绍中反复强调:开槽加工是沿着雕刻区域的边缘进行加工,这就是所谓的“双边切”区域,在这些区域的加工中,刀具的受力不均,特别容易断折,因此,在加工这些区域采取的措施就是降低吃刀深度,从而降低吃刀量,使刀具在一定的进给速度下较有效率地完成开槽加工工序。

“开槽深度”就是在开槽加工过程中刀具的一次吃刀深度值,这个值与前面介绍的“吃刀深度值”类似,它的取值与刀具的材料、刀具的形式、加工的材料和加工中的进给速度有关。

在前面的分析中给出高频模加工的开槽深度为0.5MM、加工进给速度为2.4M/MIN。

实际上,开槽加工的过程是这样的:沿着雕刻区域的图形边界进行加工,此时的吃刀深度(开槽深度)为0.5mm,走刀速度为2.4米/分(这个参数在控制程序EN3D上给出),再将所有的图形边界加工完一遍后,再下刀0.5mm,进行下一层图形边界加工。这样就完成1mm深度(前面的吃刀深度)的图形边界开槽加工,为下一道快速去料工序做好准备。从这里还可看出,利用“吃刀深度”参数进行分层加工,不但可以使加工进给速度提高,而且还可以使开槽加工以较高的效率进行加工。

2、开槽工艺的选取

讲解内容:

“开槽工艺”是去粗加工中的第一道工序,对其操作是在“粗雕策略”的工作界面上进行,操作动作十分简单,只有“选取”与“不选取”,“选取”是在“开槽式等量切削”项上打一“√”符号,“不选取”是去掉该符号。

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前面已反复强调,在高频模的加工中,在有一定深度的金属产品加工中,一定要使用“开槽工艺”,只有这样才能保证有一个较好的加工效率,也就是在实际使用中一定要选择“开槽式等量切削”项。

3、开槽层数的定义

讲解内容:

在“粗雕策略”的工作界面中,“开槽工艺”的使用除了选取“开槽式等量切削”项外,量化的参数只有一个“开槽层数”,这是一个计算参数,它的确定是依据前面的两个参数,“吃刀深度”和“开槽深度”,使用“吃刀深度”除以“开槽深度”就是开槽层数。

以前面给出的参数为例,加工高频模,“吃刀深度”定义为1mm,“开槽深度”为0.5mm,此时“开槽层数”为“2”。

4、斜线下刀

讲解内容:

斜线下刀是金属加工的一个较为关键的参数,尤其是在开槽加工时,必须选择斜线下刀,而且,它也是与开槽加工配套使用的。

斜线下刀是这样一种加工方式:当在分层开槽时,当第一层开槽结束向下一层运动时不能直接向下运动,直接下刀十分容易将刀具的底刃迸掉,此时,应在下刀时,从上一层到下一层以一定的斜线过渡过去,这样保证在下刀的过程刀具的底刃是切削的,从而避免了直接下刀底刃迸刃的问题。

斜线下刀使用的参数有下刀角度,该参数定义了斜线下刀时的切入角度。该值不能大于50。在高频模的加工中斜线下刀的角度为10 。

斜线下刀是JDPaint中降低刀具磨损的关键参数,使用斜线下刀最明显的变化是下刀的声音较为轻松,减少了刀具下降时损坏的概率。这一功能实际上是精雕软件中针对小刀具加工的十分有特色的功能。

5、分层不抬刀

讲解内容:

“分层不抬刀”是用来定义开槽分层加工时的下刀方式,选择该参数,在分层加工时就按照定义的下刀方式进行下刀运动,开始下一层的开槽加工;若不选择该参数,在开始下一层的加工之前要进行一次抬刀运动。

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四、快速去料工序的工艺参数的定义 1、提高加工效率应考虑的因素

讲解内容:

当开槽加工完成后,雕刻图形边界已加工到1mm深度,实际要加工的材料为“单边切”区域,此时,在后续的加工中就可以按较高进给速度和较大的深度进行去料加工,因此,把此工序称为“快速去料工序”

在前面的讲课中给出,使用200-2mm锥刀进行“快速去料”加工时的加工深度为1mm,侧向进给量为0.5MM,进加工进给速度可达到2.4米/分,这个加工运动参数是较高的,加工效率也是较高的,在机械加工中评价一个加工过程的效率是否高使用“去除率”的概念,“去除率”的计算公式为: 切除率( 毫米3/分钟) = 吃刀深度(毫米)X路径间距(毫米)X走刀速度(毫米/分钟)

按照去除率计算公式,上述加工工艺参数的切除率为1200毫米3/分钟,也就是说,使用上述参数加工一个小时可去除材料72000毫米3(72厘米3),尤其是对于小区域型的加工,这已是一个较高的加工效率。

高频模使用的材料为59铜,虽不是高硬度的金属材料,但是在长时间的切削加工中同样也会对刀具产生磨损,因此在规划一个加工过程时,不能单方面地考虑加工速度,还要考虑下面的原因:

? 能否有效地降低刀具磨损,使长时间的加工过程较为流畅,并保证能有较好

的加工效率和产品品质。 ? 能否在加工过程中有效地保护加工设备,是设备能长期地保有良好的加工精

度和使用寿命。 ? 能否保证较高的成品率,也就是说在实际加工中应“干一件就能成一件”,

不要图一时的快,结果造成中间过程不顺畅,不但加大用刀成本,而且还加大了废品的风险。 ? 去粗加工是一个加工的中间工序,后续的加工是精修加工,因此,在规划去

粗加工工艺时,应尽量避免给下面的工艺带来不必要的问题,这实际上是保证成品的极为关键的因素。 上述考虑的出发点是从保证产品的成品率的角度考虑的,而在今后的教学中应多灌输上述思想,这种思想才是真正的“会干活”的思想,原因是对于一个学习者他能顺顺当当地把“活”作出来了!对于那些到精雕培训班学习准备求职的学员,树立“干一件成一件”的干活意识和思路更为重要。

告诉学员掌握上述思想的关键是:要合理地使用在“粗雕策略”中给出加工参

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数,这些参数中最为关键的参数为:侧向进给量和走刀方式(路径重叠率和路径间距),下面分别介绍这些参数。

2、侧向进给量

讲解内容:

在JDPaint中侧向进给量是通过路径重叠率和路径间距来描述的,它们定义了一个加工运动动作,即:当一行或一圈路径加工走完后,刀具走向下一行或一圈路径的运动量,这就是传统加工领域里讲的刀具的侧向进给量。

路径重叠率和路径间距间的差异是:路径重叠率是按刀具的直径,以一定的百分比(1-路径重叠率)来折算刀具的侧向进给量;路径间距是直接使用数据定义刀具的侧向进给量。在JDPaint中这两个参数是联动的,改变其中一个值,另一个也相应地发生变化。

在高频模的加工中,在金属材料的加工中,刀具的侧向进给量实际上是受刀具的加工能力和底面的加工效果制约的。

(1)、刀具的加工能力与侧向进给量间的关系

在精雕机的使用中,刀具的加工能力的最为直接的判定方法为:听声音和

刀具的磨损程度。在一定的加工工艺条件下,当刀具的切削声音特别难听,就可判定此时的加工工艺条件不合理,刀具的切削能力变弱。

刀具的侧向进给量实际上是定义了刀具在运动方向上切削面积,当加工深度一定时,刀具的侧向进给量越大,刀具切削面积也就越大,当使用锥刀加工时,由于锥刀的“上大下小”和“切削刃为一条线”的特点,就会造成刀具变形、磨损加大、加工声音十分刺耳。

也就是说,当侧向进给量大时实际上降低了刀具的切削能力。

(2)、刀具的进给速度与侧向进给量间的关系

精雕机的加工效率主要是由快进给方式产生的,当加大侧向进给量,造成

刀具的切削能力变弱,此时只能降低切削的进给速度,结果导致加工效率降低。下面一组数据可以说明问题。

当使用锥刀进行去粗加工时,在加工深度一定的前提下(1MM),当侧向进给量为0.5MM,可使用2.4M/MIN的进给速度进行切削,此时切除率为1200毫米3/分钟;当侧向进给量为大于0.5MM以上,如0.75MM,要使加工状态达到“刀具磨损小、加工声音不刺耳”的状态,实验证明进给运动速度要降到1.2M/MIN,按照切除率的概念来计算,此时的切除率是900毫米3/分钟,可见加工效率下降较大。

(3)、加工底面效果与侧向进给量间的关系

在一般的情况下,若侧向进给量大(路径重叠率小、路径间距大),刀具的

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