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大量的实验工作证明,随着零件壁厚的减小,零件刚度减小。加工变形增加,产生振动,影响加工质量和加工效率。一种充分利用零件整体刚度的工具路径优化方案。其思想是在切割过程中尽可能多地将未加工的零件应用到支持铣削零件,使切割过程处于更好的刚度状态。
图1 薄壁(侧壁)加工示意图 图2 单轴铣削示意图 图3 双轴铣削示意图
如图1所示。对于侧壁的铣削,在允许的切割范围内使用大的径向切割深度和较小的轴向切割深度。充分利用零件的整体刚度(见图1(a))。为了防止刀具干扰侧壁,可以选择或设计特殊形状的刀具,以减少刀具在工件上的变形和干扰(见图1(b))。
高效铣削侧壁。在研究动态铣削的基础上,提出了长宽比较大刀具能够有效地解决这些问题。通过调整刀具的悬架,在较高的主轴转速和功率状态下,调整机床刀具加工系统的固有频率。利用叶瓣效应的稳定性,避免可能的切割振动,空腔和侧壁可以与较大的轴向深度切割。实验结果表明,该方法具有较高的金属去除率和较高的表面完整性。
二、双主轴加工变形控制
由于铣削力,工件的侧壁变形(见图2)。因此,用端磨机对薄壁零件进行高精度加工是困难的。虽然传统的小进给率和低切割深度法可以满足一定的加工精度,但效率相对较低。平行双轴方案可以有效地解决单主轴加工件的变形问题。这一方法要求采用相同的旋转半径、有效长度和螺旋角的两个端面磨机,分别为左和右转(见图3)。采用平行双轴加工方案,由于工件两侧的力是对称力,除了由于刀具的小部分变形所造成的加工误差外,可基本消除工件的加工变形。
薄壁件采用平行双轴加工,有效地控制了薄壁件的加工变形。提高了零件的加工精度和加工效率,可应用于简单形状的侧壁加工。但其局限性是,该方法只能处理简单薄壁件的侧壁,对机床双轴的间距有一定的要求,结构复杂,不适合一般使用。