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如何控制CNC数控铣床加工中心切削过程中的弹刀?

在加工中,经常会在转角位出现弹刀而导致过切的现象,如果采用合理的刀具和加工方法,是可以将弹刀的机会降低的。弹刀位与加工过切,如下图所示,A图是刀具在加工较平坦位置时的状态,当加工到B位急停,准备反向加工时,由于惯性作用,刀具会产生变形,从而造成在B位较直身位处弹刀过切。

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如何控制CNC数控铣床加工中心切削过程中的弹刀?

来源: 点击数:440次 更新时间:2021-08-19

  今天分享一篇干货,如何控制CNC数控铣床加工中心切削过程中的弹刀。

  问题:弹刀过切

  在加工中,经常会在转角位出现弹刀而导致过切的现象,如果采用合理的刀具和加工方法,是可以将弹刀的机会降低的。

  

如何控制CNC数控铣床加工中心切削过程中的弹刀?


  

  弹刀位与加工过切

  如下图所示,A图是刀具在加工较平坦位置时的状态,当加工到B位急停,准备反向加工时,由于惯性作用,刀具会产生变形,从而造成在B位较直身位处弹刀过切。

  

如何控制CNC数控铣床加工中心切削过程中的弹刀?


  弹刀图示

  刀具变形量的关系式:

  

如何控制CNC数控铣床加工中心切削过程中的弹刀?


  由上面公式中,我们可知,影响刀具变形的主要因素有三个:

  L - 装刀长度

  D - 刀具直径

  P - 刀具所受的作用力

  L - 装刀长度

  由公式可知,刀具的变形量与装刀长度是3次方的关系,同样直径的刀具,当长刀增加一倍,其变形量将会增大3倍。

  在加工时,尽可能缩短装刀长度,以减低弹刀风险。

  D - 刀具直径

  由公式可知,刀具的变形量与刀具直径是4次方的关系,同样长度的刀具,当刀具直径减少一倍,其变形量将会增大4倍。

  在加工时,可以的话,尽可能选择大直径刀具或采用加壮刀具来加工,以减低弹刀风险。(如下右图所示:A采用热索和锥颈刀,B采用加壮刀柄的刀具来加工)

  

如何控制CNC数控铣床加工中心切削过程中的弹刀?


  P - 刀具所受的作用力

  由公式可知,刀具的变形量与其在加工中所受的作用力是正比关系,减少刀具所受的作用力则可减低弹刀的机会,可以通过以下方法减少加工中刀具所受的作用力。

  减少作用力分析:

  切削是一个剪切变形的过程,每种材料都有自己的强度(σ),要使材料分离,外来的强度必须大于材料本身强度。

  σ = F / S

  σ : 材料的强度

  F:作用力

  S : 接触面积

  从上公式中可知,刀具受的作用力(F)与其与工件的接触面积(S)成正比关系。要减少刀具所受的作用力就要减少刀具与工件的接触面积。

  减少作用力例子1:

  使用刀路转角功能或加大R位的方法来减少刀具在转角位的负荷,从而降低弹刀的机率。

  

如何控制CNC数控铣床加工中心切削过程中的弹刀?


  减少作用力例子2:

  在加工较深位置时,可采用较小的进给量和细R角的刀具,以减少加工中刀具所受的作用力,以减低弹刀的风险。

  下图是使用D50R6刀和D50R0.8刀在加工同样深度时,与模料接触位的比较可知,采用细R角刀具加工深型工件比大R角刀具更能减少切削力。

  

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  总结:

  综合地运用影响刀具变形的三个有关因素(装刀长度、刀具直径、切削力),可以降低弹刀机率,提高加工时间,得到较好的加工精度和表面粗糙度。



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