CNC切削进给计算及螺纹铣削及编程加工策略

2020-07-31 17:01:23 96

相信很多人都知道铣刀进给计算公式F=n*Fz*Z,其中n为转速,Z为刀具齿数,Fz为每齿进给。同时大家会发现,相同大小刀具,转速齿数一样的时候,不同刀片摆放角度的刀具进给差异很大,有的可以给到5000,有的到500就不行。这是为什么?

原因就在于不同刀具能承受的每齿进给Fz差异很大。而其中的奥秘就是刀具的主偏角。即主切削刃与工件表面的夹角。

常见的主偏角有90°(方肩台阶加工、平面加工、清角),45°(平面加工),10°(3D快进给、平面加工)。

10°主偏角 快进给

主偏角如何影响进给的呢?假设刀具刃口能承受的力都一样,也就是切出来的铁屑厚度一样。这时不同主偏角进给是完全不一样的。

fz是每齿进给,hex是铁屑厚度。从计算公式可以看出,一样的铁屑厚度,主偏角越小,进给可以越快。

现在快进给刀具很流行,我们可以发现,他们主切削刃都是一段大圆弧,就是类似10°主偏角,所以进给非常高。不过缺点就是切深很小,一般小于2毫米。所以模具加工应用较多,通用行业较少使用。

螺纹加工俗称攻牙,可以说是广泛的机械加工类型。我还在读小学的时候,家里买了台打谷机,就配了两个手动丝锥。

说到攻牙,大家首先就会想到丝锥。但螺纹加工还有很多种方法。比如螺纹铣刀,车刀,螺纹滚轮,搓牙板等。这次主要跟大家分享下丝锥和螺纹铣刀。

丝锥分手动使用和机器使用两大类型。下面只说CNC使用的。

其中前三类又被统称为切削丝锥。丝锥攻牙编程简单,加工效率高,操作简便,因此广受欢迎。

CNC攻牙通常是刚性攻牙,即每转的进给须是一个螺距,但实际上机床的同步性各有差异,尤其快到底部的时候,机床转速减到零再反转加速,如果原来转速很高,很容易出现不同步(每转进给不是一个螺距)导致刃口破损。

而切入的瞬间冲击载荷很大,也容易出现崩牙。为解决这个问题,很多厂家推出了刚性微补偿刀柄,甚至可以配合带脱扣机构夹套实现一定范围浮动攻牙。

常见的丝锥补偿刀柄

第2种夹套带脱扣,冲击太大的时候丝锥停止运动

下面的视频可以清晰的看到在切入瞬间,脱扣机构起作用,丝锥停止进给,起到保护作用。通常可以延长2-3倍的丝锥寿命。

螺纹种类繁多,不同分类方法表述各异。今天讲讲常用的种类。

螺纹通常起到联接密封、紧固和传动三大作用。

常说的三大螺纹标准是:

一、英国的惠氏螺纹,也是常说的英制螺纹,牙型角55°,螺距为英制。这是螺纹鼻祖,即使后来德国搞了套公制标准螺纹,可在密封领域还是没敢轻举妄动,继续沿用惠氏螺纹,国内管螺纹也是借鉴他的。

二、德国搞的公制螺纹,后来弄成了ISO标准,国标也是借鉴该标准;

三、美国搞的统一螺纹标准。公制螺纹牙型角60°,螺距用毫米标示;美制的牙型角60°,螺距为英制,用每英寸多少牙数标示。简单说美制可以看成是公制和惠氏的结合体。

大家常说的日标呢?其实日标德标和我们国标一样,都是公制螺纹系统,只是以前公差标准稍有差异,新的JIS公差标准已经与ISO标准统一。但日系丝锥厂家每家又搞一套自己的丝锥精度,选起来确实困难。

更细的分类就不展开了,否则一本书也说不清。

珠三角地区外贸订单较多,各种标准都可以看到,让人眼花缭乱无从下手。

丝锥公差对照表

从上图可以看到,新的JIS螺纹公差标准与ISO一样,而旧的JIS1/2/3级分别比ISO的5H/6H/7H公差带窄,所以用JIS1/2/3级丝锥加工对应的5H/6H/7H螺纹是没有问题的。当然对应厂家等级就需要查他们手册了。

说到丝锥品牌,大家通常首先想到日系两大厂商。燃鹅!欧洲很多品牌都表示不服!丝锥对材料要求很高,欧洲的材料技术一直很好,欧洲厂商的丝锥当然也会很厉害!只是由于进入华南市场太晚,所以一直扮演着奋起直追的角色。我们一起来看看欧洲有哪些品牌。

德国埃莫克Emuge

丝锥质量数一数二,汽车行业用量极大,效率高,寿命和稳定性好,做批量生产的很喜欢使用。当然由于市场定位问题,价格也是杠杠的,不直接与日系竞争。