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挖槽铣削加工技巧和注意事项

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:挖槽刀具路径一般是对封闭图形进行的,主要用于切削沟槽形状或切除封闭外形所包围的材料。图6-56岛屿加工深度的设置图6-57“分层铣深设置”对话框“使用岛屿深度”:选中该复选框,当铣削的深度低于岛屿加工深度时,先将岛屿加工至其加工深度,然后将凹槽加工至其最终加工深度;如果未选中该复选框。在采用此加工方式时,系统先将未封闭串连进行封闭处理,然后对封闭后的区域进行挖槽加工。

挖槽铣削加工技巧和注意事项

挖槽刀具路径一般是对封闭图形进行的,主要用于切削沟槽形状或切除封闭外形所包围的材料。用来定义外形的串连可以是封闭串连,也可以是不封闭串连,但是每个串连必须是共面串连且平行于构图面。在挖槽模组参数设置中,加工通用参数与外形加工设置方法相同,下面仅介绍其特有的挖槽参数和粗/精加工参数的设置。

1.编制挖槽加工刀具路径的操作步骤

(1)绘制零件图

(2)选择“刀具路径(Toolpaths)”→“挖槽(Pocket Toolpath)”命令,打开“挖槽串连选择”对话框。

(3)选择需要挖槽的图形进行串连。

(4)打开“挖槽参数”对话框,选择刀具。

(5)输入挖槽参数,单击“确定”按钮关闭对话框,系统将刀具路径添加到“操作管理器”对话框。

2.挖槽铣削参数

选择“刀具路径(Toolpaths)”→“挖槽...(Pocket Toolpath)”命令,在绘图区选择串连后,打开“挖槽(Pocket)”对话框,单击“2D挖槽参数(Pocketing parameters)”标签,切换到“2D挖槽参数”选项卡,如图6-52所示。

图6-52 挖槽参数选项卡

1)加工方向(Machining direction)

“加工方向”参数用于设置挖槽加工刀具路径的切削方向,“加工方向”参数不用于双向粗加工,可选择两个选项之一:顺铣或逆铣。

“顺铣(Climb)”:顺铣凹槽是刀具在一个方向旋转相对于工作台移动相同的方向。

“逆铣(Conventional)”:逆铣凹槽是刀具在一个方向旋转相对于工作台移动相反的方向。

2)产生附加精修操作(可换刀)(Create additional finish operation)

该选项在挖槽加工后,增加一个精加工到“操作管理器”对话框,新的精加工操作使用同样的参数和图形作为原来挖槽刀具路径,但仅用于精加工,任何改变精加工的操作必须在“操作管理器”对话框中进行修改,系统通常设置该选项为关。

3)V进阶设定(Advanced)

该选项用于设置挖槽加工的附加选项,单击此按钮打开对话框,如图6-53所示。

图6-53 “进阶设定”对话框

(1)残料加工及等距环切的公差(Tolerance for remachining and constant overlap):重新加工公差和常数重叠螺旋线,一个较小的线性公差,可产生更高的刀具路径精度,但计算刀具路径所需的时间较长。

(2)刀具直径的百分比(Percent of tool):设置公差是用刀具直径的指定百分率。

(3)公差值(Tolerance):直接设置公差值。

(4)显示等距环切的素材(Display stock for constant overlap spiral):选中该复选框选项,当用一个常数重叠螺旋线的刀具路径时,显示刀具切除的毛坯。

3.挖槽加工方式

挖槽模组一共有5种加工方式,如图6-54所示的下拉菜单。前4种加工方式为封闭串连时的加工方式;当在选择的串连中有未封闭的串连时,则只能选择“开放式轮廓加工”方式(Open)。

1)标准挖槽(Standard)

该选项为采用标准的挖槽方式,即仅铣削定义凹槽内的材料,而不会对边界外或岛屿进行铣削。

2)铣平面(Facing)

该选项的功能类似于面铣削模组的功能,在加工过程中只保证加工出选择的表面,而不考虑是否会对边界外岛屿的材料进行铣削。选择此加工方式,单击“G铣平面”按钮,打开如图6-55所示的对话框。

图6-54 挖槽加工方式

图6-55 “面加工”对话框

(1)“刀具重叠的百分比(Overlap percentage)”:该选项用于设置在端面加工的刀具路径时的重叠毛坯外部边界或岛屿的刀具路径的量。该选项用于清除端面加工刀具路径的边,用一个刀具直径的百分率来表示。

(2)“重叠量(Overlap amount)”:该选项用于直接输入在端面加工的刀具路径时的重叠毛坯外部边界或岛屿的刀具路径的量,其值等于重叠百分率乘以刀具直径。

(3)“进刀引线长度(Approach distance)”:该参数用于确定从工件至第一次端面加工的起点的距离,它是输入点的延伸。

3)使用岛屿深度挖槽(Island facing)

若岛屿深度与边界不同,可使用该选项。该选项不会对边界外进行铣削,但可以将岛屿铣削至所设置的深度。

选择此加工方式后,单击“G铣平面”按钮,可通过打开的对话框设置岛屿加工的深度,如图6-56所示。

“刀具重叠的百分比(Stock above islands)”:该文本框用于输入岛屿的最终加工深度,该值一般要高于凹槽的铣削深度。

由于在挖槽模组的使用岛屿深度挖槽(Island facing)加工方式中增加了岛屿深度设置,所以在其“分层铣深设置(Depth cuts)”对话框中增加了“使用岛屿深度(Use island deph)”复选框,如图6-57所示。

图6-56 岛屿加工深度的设置

图6-57 “分层铣深设置”对话框

“使用岛屿深度(Use island deph)”:选中该复选框,当铣削的深度低于岛屿加工深度时,先将岛屿加工至其加工深度,然后将凹槽加工至其最终加工深度;如果未选中该复选框。则先进行凹槽的下一层加工,然后将岛屿加工至岛屿深度,最后将凹槽加工至其最终加工深度。

4)残料加工(Remachining)

该选项用于进行残料挖槽加工,选择残料加工(Remachining)加工方式后,单击“M残料加工”按钮,打开如图6-58所示的对话框,其设置方法与残料外形铣削加工中的参数设置相同。

5)开放式轮廓加工(Open)

当选取的串连中包有未封闭串连时,只能用开放式轮廓加工方式(Open)。在采用此加工方式时,系统先将未封闭串连进行封闭处理,然后对封闭后的区域进行挖槽加工。单击按钮,打开“开放式轮廓挖槽(Open pockets)”对话框,如图6-59所示。该对话框用于设置封闭串连方式和加工时的走刀方式。(www.xing528.com)

图6-58 “挖槽的残料加工”对话框

图6-59 “开放式轮廓挖槽”对话框

“刀具重叠的百分比(Overlap percentage)”和“重叠量(Overlap distance)”:这两个文本框中的数值是相关的。当其数值设置为0时,系统直接用直线连接未封闭串连的两个端点;当设置值大于0时,系统将未封闭串连的两个端点连线向外偏移所设置的距离后形成封闭区域。

“使用开放轮廓的切削方法(Use open pocket cutting method)”:当未选中该复选框时,可以选择“粗切/精修的参数(Roughing/Finishing parameters)”选项卡中的走刀方式,否则采用开放式轮廓挖槽加工(Open pocket)的走刀方式。

4.粗加工参数

在挖槽加工中加工余量一般比较大,可通过设置粗/精加工参数来提高加工精度。在“挖槽(Pocket)”对话框中单击“粗切/精修的参数”标签,打开的选项卡如图6-60所示。

选中“粗切/精修的参数”选项卡中的“粗切(Rough)”复选框,则在挖槽加工中,先进行粗切削。

1)粗切削走刀方式

Mastercam X提供了8种粗切的走刀方式:双向切削(Zigzag)、等距环切(Constant Overlap Spiral)、平行环切、(Parallel Spiral)、平行环切清角(Parallel Clean Corners)、依外形环切(Morph Spiral)、高速切削(High speed)、单向切削(One Way)和螺旋切削(Tree Spiral),这8种切削方式又可分为直线切削及螺旋切削两大类。

图6-60 “粗切/精修的参数”选项卡

直线切削包括双向切削和单向切削,双向切削产生一组有间隔的往复直线刀具路径来切削凹槽;单向切削所产生的刀具路径与双向切削类似,所不同的是单向切削刀具路径朝同一个方向进行切削,回刀时不进行切削。

螺旋切削方式是从挖槽中心或特定挖槽起点开始进刀并沿着刀具方向(Z轴)螺旋下刀进行切削。

2)粗加工参数

(1)“切削间距(直径%)(Stepover)”:设置在X轴和Y轴粗加工之间的切削间距,以刀具直径的百分率计算,调整“切削间距(距离)(Stepover distance)”,该参数自动改变大小。

(2)“切削间距(距离)(Stepover distance)”:该选项是在X轴和Y轴计算的一个距离,等于切削间距百分率乘以刀具直径,调整“切削间距(直径%)(Stepover)”,该参数自动改变大小。

(3)“粗切角度(Roughing)”:设置双向和单向粗加工刀具路径的起始方向。

(4)“刀具路径最佳化(Minimize tool burial)”:为环绕切削内腔、岛屿提供优化刀具路径,避免损坏刀具。该选项仅使用双向铣削内腔的刀具路径,并能避免切入刀具绕岛屿的毛坯太深,选择刀具插入最小切削量选项,当刀具插入形式发生在运行横越区域前,将清除绕每个岛屿区域的毛坯材料。

(5)“由内而外环切(Spiral inside outer)”:用来设置螺旋进刀方式时的挖槽起点。当选中该复选框时,切削方法是从凹槽中心或指定挖槽起点开始,螺旋切削至凹槽边界;当未选中该复选框时,是从挖槽边界外围开始螺旋切削至凹槽中心。

3)下刀方式

在挖槽粗铣加工路径中,可以采用垂直下刀、斜线下刀和螺旋下刀3种下刀方式。选中“螺旋式下刀(Entry-Helix)”复选框,单击,打开下刀方式对话框,如图6-61所示。

图6-61 “螺旋式下刀”选项卡

垂直下刀:该选项为默认的下刀方式,采用垂直下刀方式时不选中“螺旋式下刀(Entry-Helix)”复选框;刀具从零件上方垂直下刀,需要选用键槽刀,下刀时要慢些。

斜线下刀:采用斜线下刀方式时需选中“螺旋式下刀(Entry-Helix)”复选框并打开“斜插式下刀(Ramp)”选项卡,如图6-62所示,其主要参数含义如下。

图6-62 “斜插式下刀”选项卡

(1)“最小长度(Minimum length)”:指定斜线刀具路径的最小长度。

(2)“最大长度(Maximum length)”:指定斜线刀具路径的最大长度。

(3)“进刀角度(Plunge zig)”:指定刀具切入的角度。

(4)“退刀角度(Plunge zag)”:指定刀具切出的角度。

(5)“自动计算角度(与最长边平行)”“XY角度(Auto angle XY angle)”:当选中此复选框时,斜线在X、Y轴方向的角度由系统自行决定。当未选中此复选框时,斜线在X、Y轴方向的角度由用户在“XY角度”文本框中输入。

(6)“附加的槽宽(Additional slot)”:在每个斜向下刀的端点增加一个圆角,产生一个平滑刀具移动,圆角半径等于附加槽宽的一半,该选项用于高速加工。

螺旋下刀:采用螺旋下刀方式时需选中“螺旋式下刀(Entry-Helix)”复选框并打开“螺旋式下刀(Helix)”选项卡,如图6-61所示,其主要参数含义如下。

(1)“最小半径(Minimum radius)”:指定螺旋的最小半径。

(2)“最大半径(Maximum radius)”:指定螺旋的最大半径。

(3)“Z方向开始螺旋的位置(增量)(Z clearance)”:指定开始螺旋下刀时距工件表面的高度。

(4)“XY方向预留间隙(XY clearance)”:指定螺旋槽与凹槽在X轴方向和Y轴方向的安全距离。

(5)“进刀角度(Plunge angle)”:指定螺旋下刀时螺旋线与XY平面的夹角,角度越小,螺旋的圈数越多,一般设置在5°~20°之间。

(6)“螺旋方向(Direction)”:指定螺旋下刀的方向,可设置为顺时针或逆时针。

5.精加工参数

粗加工后,如果要保证尺寸和表面光洁度,需进行精加工。当选中如图6-60所示的“精修(finish)”复选框时,系统可执行挖槽精加工。挖槽模组中各主要精加工切削参数含义如下。

(1)“精修外边界(Finish outer boundary)”:对外边界也进行精铣削,否则仅对岛屿边界进行精铣削。

(2)“由最靠近的图素开始精修(Start finish pass at closest)”:在靠近粗铣削结束点位置处开始深铣削,否则按所选择的边界顺序进行精铣削。

(3)“只在最后深度才执行一次精修(Machine finish passes only at final depth)”:在最后的铣削深度进行精铣削,否则在所有深度进行精铣削。

(4)“完成所有槽的粗切后,才执行分层精修(Machine finish passes after roughing all)”:在完成所有粗切削后进行精铣削,否则在每一次粗切削后都进行精铣削,适用于多区域内腔加工。

(5)“刀具补正方式(Cutter compensation)”:执行该参数可启用计算机补偿或机床控制器内刀具补偿,当精加工时不能在计算机内进行补正,该选项允许在控制器内调整刀具补偿,也可以选择两者共同补偿或磨损补偿。

(6)“使控制器补正最佳化(Optimize cutter comp in)”:如果精加工选择为机床控制器刀具补偿,该选项在刀具路径上消除小于或等于刀具半径的圆弧,并防止划伤表面,若不选择在控制器进行刀具补偿,此选项防止精加工刀具不能进入粗加工所用的刀具加工区。

(7)“进/退刀向量...(Lead in/out)”:选中该复选框,可在精切削刀具路径的起点和终点增加进刀/退刀刀具路径,可以单击“进/退刀向量...”按钮,通过在打开的“进/退刀向量设置”对话框中对进刀/退刀刀具路径进行设置。

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