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高速加工技术及其在模具制造中的应用(第2页)

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  (5)为了能获得高的静态和动态刚度,适应高速旋转的需要,高速加工机床对刀具有严格的要求,尤其是对主轴于刀柄的联结有特殊的要求,广泛使用的HSK刀具一般使用110的小锥度,而不使用

  传统的大锥度刀柄。

  (6)高速加工具有数控代码预览功能,即高速加工机床的数控系统在进行切削加工的过程中,其读取的加工代码可以有一定量的超前,以便于机床调整进给速度以适应刀具轨迹变化的需要。

  3 面向高速加工的数控编程基本原则

  高速加工对加工工艺走刀方式有着特殊的要求,高速加工的数控编程是一项非常复杂的技术,NC代码的编程员必须了解高速加工的工艺过程,再编制数控加工程序时,将这些加工工艺考虑进去,一般来说,在利用高速加工技术进行模具加工时,应注意如下一些原则:

  (1)高速加工时,由于进给速度和切削速度很高,应当避免刀具突然切入和切出工件,避免切削力的突然变化减少冲击。因而,编程者应当能够充分预见刀具是如何切入工件,如何切出工件,尽量采用平稳的切入切出方式,下刀或行间、层间的过渡部分最好采用斜式下刀或圆弧下刀,避免垂直下刀直接接近

  工件材料。

  (2)在进行高速加工时遇到加工方向改变时,机床为了保证加工的精度,避免过切,通过其预览功能,在加工方向进行改变时一般会自动进行进给速度的调整。但是,当加工方向突然改变时,由于机床的加速度是有限制的,因而,有可能做不到及时的速度调整,造成过切或(欠切),严重的将造成刀具断裂。同时,不断地调整进给速度会严重降低生产效率。因而,编写高速加工数控加工程序时,应尽量避免加工方向的突然改变。行切的端点采用圆弧连接,避免直线连接、层间应采用螺旋式连接,避免直线连接。

  (3)要尽可能维持恒定切削负载,切削深度、进给量和切削线速度一定要协调好。当遇到某处切削深度有可能增加时,应降低进给速度,以保持恒定的负载。编写高速加工的数控程序时,应能充分考虑残留余量的效应,最好编程软件有残留余量的分析功能,做基于残留余量的刀具轨迹计算。同时,要注意刀具的实际切削位置,避免切削线速度减低的现象发生,确实处于正常的高速加工切削速度范围,应尽量使用多坐标编程,通过刀轴旋转来维持恒定的切触点位置,维持恒定的切削速度。

  (4)刀具路径越简单越好,应尽量采用圆弧、曲线等插补功能,传统的加工模具时采用的密集点数据刀具路径,不太适合于高速加工,一方面数据量太大,加重数控系统的数据处理负担,造成进给速度要适应数控系统的处理速度而减低。另一方面,密集的直线段之间,是C0连续的,因而数控系统要不断地调整进给速度,造成进给速度升不上去,严重影响加工效率。

  (5)在进行高速加工编程时,无论从加工精度还是加工安全性考虑,都应该进行充分的干涉检查和加工过程仿真。

  (6)注意进行多种加工方案的对比分析,选取最佳的切削方案。

  4 高速加工对NCP系统的要求

  为了能适应高速加工数控编程的要求,针对高速加工的数控编程系统应该满足相应的特殊要求。

  (1)NCP系统应该具有高的计算编程速度,在高速加工中,一般可采用非常小的进给量和切削深度,因而计算量较传统的数控编程大得多。同时,由于高速加工对工艺的严格要求一般需要不同方案的对比分析,这更加大了编程工作量,所以要求编程系统应该具有高的编程计算速度。

  (2)NCP系统应该具有全程自动防过切能力和自动的干涉检查能力。高速加工以高出传统数控加工近10倍的切削速度和进给速度,一旦发生过切或干涉,其后果将十分严重。传统的模具数控加工编程系统一般采用面向曲面的局部加工,比较容易发生过切现象,一般都是靠人工选择干预的方式来防止,很难保证过切防护的安全性。另外,高速加工在模具的加工制造中经常用于模具细节部分的加工,以取代传统的电极加工,这是,比较容易发生刀柄的干涉,这就要求NCP编程系统能自动检查报告。

  (3)适合高速加工的NCP系统,应该能自动进行进给速率和切削速度的优化处理,从而保证在高速加工时的最大的切削效率、最佳的切削条件和切削加工的安全性。

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