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一、切削用量

粗加工時,一般以提高生產率為主,但也應考慮經濟性和加工成本;半精加工和精加工時,應在保證加工質量的前提下,兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊,并結合經驗而定。
從刀具的耐用度出發,切削用量的選擇順序是:先確定背吃刀量,其次確定進給量,最后確定切削速度。
2、背吃刀量的確定 
背吃刀量由機床、工件和刀具的剛度來決定,在剛度允許的條件下,應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量,這樣可以減少走刀次數,提高生產效率。
確定背吃刀量的原則:
1)在工件表面粗糙度值要求為Ra12.5μm25μm時,如果數控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次進給就可以達到要求。但在余量較大,工藝系統剛性較差或機床動力不足時,可分多次進給完成。
2)在工件表面粗糙度值要求為Ra3.2μm12.5μm時,可分粗加工和半精加工兩步進行。粗加工時的背吃刀量選取同前。粗加工后留0.5mm1.0mm余量,在半精加工時切除。
3)在工件表面粗糙度值要求為Ra0.8μm3.2μm時,可分粗加工、半精加工、精加工三步進行。半精加工時的背吃刀量取1.5mm2mm。精加工時背吃刀量取0.3mm0.5mm。
3、進給量的確定  
進給量主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統的性能限制?! ?/span>
確定進給速度的原則: 
1)當工件的質量要求能夠得到保證時,為提高生產效率,可選擇較高的進給速度。一般在100200m/min范圍內選取。
2)在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時,宜選擇較低的進給速度,一般在2050m/min范圍內選取。
3)當加工精度,表面粗糙度要求高時,進給速度應選小些,一般在2050m/min范圍內選取。
4)刀具空行程時,特別是遠距離“回零”時,可以選擇該機床數控系統設定的最高進給速度。
主軸轉速應根據允許的切削速度和工件(或刀具)直徑來選擇。其計算公式為: 
n=1000v/π               式(1-2
式(1-2)中:
v----切削速度,單位為m/min,由刀具的耐用度決定;
n-- -主軸轉速,單位為 r/min; 
D----工件直徑或刀具直徑,單位為mm?! ?/span>
計算的主軸轉速n最后要根據機床說明書選取機床有的或較接近的轉速。
總之,切削用量的具體數值應根據機床性能、相關的手冊并結合實際經驗用類比方法確定。同時,使主軸轉速、切削深度及進給速度三者能相互適應,以形成最佳切削用量。
二、薩咯蒙曲線





三、高速切削與常規切削相比具有的優點
通常把切削速度比常規切削速度高5~10 倍以上的切削稱為高速切削。目前高速銑機床加工鋁合金切削線速度為1000~7000m/min。在高速切削狀態,隨著切削速度的提高,切削力下降,加工表面質量提高;切削熱大部分由切屑帶走,工件基本保持冷態。而刀具壽命隨著切削速度的提高而下降。


與常規切削相比,高速切削具有下列優點:

  (1) 加工效率高。隨著切削速度的大幅度提高,進給速度也相應提高5~10 倍。金屬去除率可達到常規切削的3~10 倍。同時機床快速空行程速度的大幅度提高,也減少了非切削的空行程時間,極大地提高了機床的生產率。

  (2) 切削力降低。在切削速度達到一定值后,切削力可降低30%以上,尤其是徑向切削力的大幅度減少,特別有利于薄壁細肋等剛性差零件的精密加工。

  (3) 工件熱變形減小。高速切削刀具熱硬性好,95% ~98%以上的切削熱被切屑飛速帶走,工件可基本上保持冷態,可進行高速干切削,不用冷卻液,減少對環境的污染,能實現綠色加工。

  (4) 已加工表面質量高。高速切削時,機床的激振頻率特別高,它遠遠離開了“機床- 刀具- 工件”工藝系統的固有頻率范圍,工作平穩振動小。

  (5) 有利于保證零件的尺寸、形位精度。

  (6) 能保證刀具和工件保持低溫度,延長了刀具的壽命。在高速切削中切削量淺,切削刃吃刀時間短,進給比熱傳播的時間快。刀具和主軸上的徑向力低。能減小主軸軸承、導軌和滾珠絲杠的磨損,對主軸軸承的沖擊小??梢允褂瞇旖銑さ牡毒?,振動風險小。

  (7) 加工成本大大降低。高速加工提高了加工效率和加工質量,減少了打磨修整工序。

四、粗糙度




五、小直徑立銑刀
1.跳動精度 小徑立銑刀由于剛性低,容易折斷,其最主要原因在于刀具自身的跳動以及夾持工具產生跳動引起的影響。為了防止折斷,必須嚴格控制跳動精度。為此,有效方法是使用夾持精度高的熱膨脹刀柄來夾持立銑刀。

2.提高切削速度,改善切削特性一般來說,未達到足夠的切削速度,就不能充分發揮立銑刀刀刃的切削特性。小徑立銑刀即使提高轉速,也未必達到足夠的切削速度,尤其是球頭型立銑刀,實際的切削直徑非常小,因此很多時候都無法充分發揮出刀刃的切削特性。因此使用小徑立銑刀時,必須針對實際的切削速度采取有效措施。

3.  控制切深量的大小變化,避免使刀具承受突發性負載也至關重要。尤其是轉角部位,切深量會變大,使立銑刀承受的負載增大,需采取增加一道前加工工序等措施,使小徑立銑刀的切深量均勻一致。采用擺線的刀具軌跡,可有效均衡切深量。但是以圓弧軌跡運動的擺線刀具軌跡,與直線進給相比,刀具路徑較長,加工時間也相應較長,因此需要提高切削條件來抵消延長的加工時間。


一、銑削加工

1、立銑刀的前角有負前角刃型和正前角刃型之分,兩者之間有什么區別?立銑刀的前角有負前角刃型和正前角刃型之分,具體而言都有哪些區別?此外,加工時該如何區分使用?

根據加工用途的不同,需要選擇合適的材料以及合適的場所一般情況下多用刃尖承受較小切削阻力的正前角刃型,但在對高硬度鋼等材料進行加工時,由于需要足夠的刃尖強度,因此建議您選擇前角為負前角刃型的立銑刀。



2、利用圓弧角型立銑刀進行仿形加工有哪些優點? 
最近時常聽說,進行三維仿形加工時使用的是圓弧角型立銑刀而不是球頭型立銑刀。那么,使用圓弧角型立銑刀具體都有哪些優點?
優化切削條件
球頭型立銑刀的刃徑是先端R的2倍,而圓弧角型立銑刀的刃徑則不受先端R尺寸的影響,可以選擇較大值。一旦刃徑增大,則從下述幾點可以看出,切削條件將會得到優化。刀具的剛性隨刃徑的增大而提高,尤其是對于小口徑刀具,可將其偏擺抑制在最小范圍內,實現穩定的加工。此外,實際加工直徑增大、可實現切削速度的提高,從而可提高加工表面精度、刀具使用壽命。



提高平坦部位的加工效率
與球頭型立銑刀相比,圓弧角型立銑刀能夠獲得更大的步距值,可切實提高粗加工時的加工效率。


一、銑削加工
一般情況下多用刃尖承受較小切削阻力的正前角刃型,但在對高硬度鋼等材料進行加工時,由于需要足夠的刃尖強度,因此建議您選擇前角為負前角刃型的立銑刀。

1、立銑刀的前角有負前角刃型和正前角刃型之分,兩者之間有什么區別?立銑刀的前角有負前角刃型和正前角刃型之分,具體而言都有哪些區別?此外,加工時該如何區分使用?

根據加工用途的不同,需要選擇合適的材料以及合適的場所



2、利用圓弧角型立銑刀進行仿形加工有哪些優點? 
最近時常聽說,進行三維仿形加工時使用的是圓弧角型立銑刀而不是球頭型立銑刀。那么,使用圓弧角型立銑刀具體都有哪些優點?
球頭型立銑刀的刃徑是先端R2倍,而圓弧角型立銑刀的刃徑則不受先端R尺寸的影響,可以選擇較大值。一旦刃徑增大,則從下述幾點可以看出,切削條件將會得到優化。
刀具的剛性隨刃徑的增大而提高,尤其是對于小口徑刀具,可將其偏擺抑制在最小范圍內,實現穩定的加工。此外,實際加工直徑增大、可實現切削速度的提高,從而可提高加工表面精度、刀具使用壽命。提高平坦部位的加工效率與球頭型立銑刀相比,圓弧角型立銑刀能夠獲得更大的步距值,可切實提高粗加工時的加工效率。





優化切削條件


圓弧角型立銑刀與球頭型立銑刀的使用區分



3、如何在側面加工時改善加工面精度?

使用立銑刀進行側面加工時,會因加工面過于粗糙或無法加工出直角等,請問選用何種刀具、何種方法進行加工,可以滿足加工面精度要求?


無法獲取加工精度的原因

    即便是高剛性硬質合金立銑刀,如果切削刃長、頸長尺寸過大,則切削刃部會出現彈刀或產生顫振,從而導致加工精度、刀具壽命降低。切削刃部彈刀是指加工工件材料時,刀具前端出現的彎曲現象,從而導致加工面變為弓形。
另外,刀具夾持剛性以及跳動精度低,切削條件未優化等,也易造成加工精度的低下。

使用高剛性刀具

如果使用高剛性刀具,則可抑制切削刃部彈刀。刃長短、刀具直徑大、刃數多的刀具為高剛性刀具。

刃長短的刀具剛性雖高,但進行側面加工時可能會與刀柄發生干涉。為避免干涉,須使用頸徑小于刀具直徑的刀具。如果是此類刀具,則可在Z方向上進行分段加工。此外,可將切削速度、進給速度設定得較高,因此也有助于縮短加工時間。


加工時,因立銑刀外周切削刃端部咬入而導致切削面產生痕跡。通過在切削刃端部設置R形刀刃,可防止切削刃端部咬入。加工鍵槽時槽寬很難均勻一致,非常困惑。槽寬不均勻一致,鍵就難以裝入。 
請教高精度加工鍵槽的要點。

使用立銑刀的切削方式

為了降低切削刃部位的切削阻力,減少切深量及采用使刀刃負載穩定的刀具軌跡,可以說是最適合鍵槽的切削加工。
根據上述理由,采取高轉速、大進給量的條件可實現穩定的切削加工。而且,由于將切削阻力和熱影響抑制在較小的程度,刀具性能穩定,使用壽命長。
往復式齒形線刀具軌跡(底刃中心的切削方式)
采用較小的Z向切深量,分幾次向下切深的切削方式(參見圖1)。由于采取分層式的切削方式,短刃型圓弧角立銑刀加工中能有效抑制顫振。
次擺線刀具軌跡(外周刃中心的切削方式)
以圓弧形軌跡進行切削加工(參見圖2)。外周刃的切深量少而穩定。
使用直徑比槽寬小的刀具,有利于排屑。切削穩定,可充分發揮刀具性能,多刃大螺旋角型立銑刀最為有效。

推薦刀具

①往復式齒形線刀具軌跡,次擺線刀具軌跡,都請使用圓弧角型立銑刀,并且具有適合加工形狀的圓角R和適合鍵槽深度的頸長。

5、如何有效處理退刀時產生的毛刺? 
為了清除退刀時產生的毛刺,需要花費相當長的時間。 
為什么會產生毛刺?有何方法能短時間清除已經產生的毛刺?

關于毛刺的產生
退刀時向空間伸展的切削殘留部分就成為毛刺。 按工件分類來觀察,不同的工件材質會產生不同的毛刺。鋁合金,銅合金等軟質材料產生較大的毛刺,高硬度材料產生較小的毛刺,鑄鐵則產生負毛刺(缺損)。是無法避免 其它產生毛刺的例子,還有切削面的擠裂??梢運?,切削加工中毛刺的現象。


抑制毛刺的方法

①盡量壓縮毛刺產生的空間

要抑制退刀時產生的毛刺,消除毛刺產生的空間是一種有效方法。譬如退刀前可采取倒角處理等縮減空間的措施。

采用適當的切削條件抑制毛刺
要盡量減少切削殘留量,必須選擇最適宜的刀具和切削條件。
  ? 選用前角大、切削刃鋒利的刀具。
  ? 提高切削速度,改善切削特性。
  ? 尤其是精加工切削時,須采用最小的切深量和進給量。
清除毛刺的方法使用倒角立銑刀能有效去除毛刺。

模具進行深腔切削時立銑刀發生顫振,導致刀具折損或加工表面不美觀,不光潔,無法達到設計要求。您是否因此困惑過,有抑制顫振的良方嗎?

發生顫振的原因

立銑刀切削時,如果刀具承受的負載過大,超過了其本身的剛性,就會發生顫振。深腔加工時為了避免與工件發生干涉,刀具伸出部分較長,這樣就難以確保刀具的剛性,容易發生顫振。


減輕刀具的負載

要減輕刀具的負載,可減少切入量、增加切削速度,這樣能有效提高刀刃的切削特性。尤其對于切削速度難以提高,刀刃性能難以發揮的小直徑立銑刀,轉速不足可能成為負載增大的原因。


增大刀具的剛性

使用剛性好的立銑刀可有效抑制顫振。請盡量選用刃長和伸出長度較短的立銑刀。圓弧角型立銑刀與同一R尺寸的球頭型立銑刀相比,其刀具直徑更大,因此剛性也越好。就刀具形狀來說,錐頸型刀具比長頸型刀具的剛度大。
熱膨脹刀柄對切削部位的接近性優良,即使很深的部位也能以較短的伸出長度進行切削,而且其夾持剛性大、夾持精度高,可有效抑制顫振。


6、深腔切削時如何抑制顫振? 
減輕切削負載,頭型和圓弧角型立銑刀,其外周刃采用倒錐形狀的刀具,由于加工時的點切削狀態減輕了切削負載,有利于抑制刀具的退讓和顫振。

7、欲省去挖槽加工時鉆預置孔的加工 

要進行挖槽加工,首先就要使用鉆頭進行預置孔加工,然后使用直徑小于孔徑的立銑刀,進行橫向加工。為了達到縮短加工時間的目的,請告知無需落刀孔即可實現挖槽加工的方法。足加工面精度要求?
加工深腔內角部的微小圓弧R時,刀具會發生顫振。要加工美觀的內角圓弧R,應如何操作?

刃徑尺寸的選擇是要點

加工內角部位的圓弧R時,如果使用同尺寸的平頭型立銑刀,會增加切削刃的接觸長度,產生顫振等不良現象,因此推薦選用刃徑為7080×2R尺寸的平頭型立銑刀。

如果側面加工使用5軸加工中心,相對于工件任意改變刀具位置,那么就能夠將刀具的伸出長度控制在最小范圍。
但是,在通常使用的3軸聯動切削加工中,刀具的伸出長度加大,可能導致刀具的一部分會與工件表面發生接觸,這就需要采取相應的預防措施。尤其是刀具與工件的干涉可能導致故障,請告知應對方法。 

刀具干涉帶來的不良影響如果使用刃徑和柄徑為同一尺寸的立銑刀進行深腔的側面加工,則刀具或刀桿等非切削刃部位可能會與工件發生接觸,結果導致加工時產生振動,造成刀具或工件的損傷。 

避免與工件干涉的刀具利用刃徑大于柄徑的刀具進行加工,可有效避免柄徑的干涉。 
或者在柄徑上設置頸部避讓部位,可獲得同等效果。
 



欲省去挖槽加工時鉆預置孔的加工
想不通過鉆預置孔就能進行挖槽加工,請使用平頭型立銑刀,切削方法大致有2種。
借助坡走加工或螺旋加工的方式切入后,再進行橫向加工。該方式可確保在維持高速旋轉的同時進行加工,因此加工底部淺、寬度大的腔槽時可縮短工時。并且由于能夠避開立銑刀的中心刃而利用其外周刃實施加工,因此可有效提高刀具的使用壽命,取得良好的加工效果。
無需鉆預置孔,通過縱深(鉆削)加工切削至必要深度,然后進行復雜形狀加工。該方式可確保在Z方向上獲取較大的切深量,因此加工底部深、寬度小的型腔時,可縮短工時。并且由于加工時刀具刃尖會承受負載,因此必須使用應對縱深加工的專用刀具。
、的加工方法必須根據使用刀具、型腔形狀區分使用。


8、希望能加工出美觀的內角圓弧R

加工深腔內角部的微小圓弧R時,刀具會發生顫振。要加工美觀的內角圓弧R,應如何操作?


刃徑尺寸的選擇是要點

加工內角部位的圓弧R時,如果使用同尺寸的平頭型立銑刀,會增加切削刃的接觸長度,產生顫振等不良現象,因此推薦選用刃徑為7080×2R尺寸的平頭型立銑刀。


同時,提高切削速度,降低進給速度,選擇最合適的夾持工具及盡量縮短刀具的伸出長度等,都是有效措施。

9、側面加工時發生刀具干涉,令人頭疼

如果側面加工使用5軸加工中心,相對于工件任意改變刀具位置,那么就能夠將刀具的伸出長度控制在最小范圍。但是,在通常使用的3軸聯動切削加工中,刀具的伸出長度加大,可能導致刀具的一部分會與工件表面發生接觸,這就需要采取相應的預防措施。尤其是刀具與工件的干涉可能導致故障,請告知應對方法。 


刀具干涉帶來的不良影響如果使用刃徑和柄徑為同一尺寸的立銑刀進行深腔的側面加工,則刀具或刀桿等非切削刃部位可能會與工件發生接觸,結果導致加工時產生振動,造成刀具或工件的損傷。 

避免與工件干涉的刀具利用刃徑大于柄徑的刀具進行加工,可有效避免柄徑的干涉。 
或者在柄徑上設置頸部避讓部位,可獲得同等效果。