切削加工和零件設計時應注意的三個要點

發布日期: 2024-07-02

在為切削加工零件建模時,必須在設計零件的同時想象實際的加工過程。在此,我們將以立銑刀的形狀和運動為例,說明設計時應注意的要點。此外還介紹了在設計切削零件時應該知道的一個要點。

 

?需要理解刀具進入的6個方向

圖中顯示的是長方體加工姿勢的等軸測圖。使用3軸加工中心時,刀具可從垂直和平行于長方體材料表面的合計六個方向進行加工。

長方體加工姿勢

(長方體加工姿勢)

對于腔槽,基本上需要在四個角上設置內R。在這種情況下,需要使用立銑刀的側面進行加工,因此必須注意刀具的切入方向。此外,當立銑刀有多個切入方向時,則需要重新調整工件的方向(多次夾緊),加工時間和成本往往會增加。下圖顯示了立銑刀切入方向為一個和多個的情況。

立銑刀的切入方向

(立銑刀的切入方向)

接下來,對三種典型的腔槽形狀進行逐一分析。

閉合式輪廓腔槽

對于四面封閉的腔槽形狀,立銑刀的運動軌跡如下圖所示。因此,無法加工小于立銑刀直徑的圓角,且必須在四個角上設置內R。

腔槽的加工與立銑刀的關系

(腔槽的加工與立銑刀的關系)

開放式輪廓腔槽

不過,對于四面不封閉的開放式腔槽形狀,可通過設計切削刀具的切入方向來加工沒有內R的腔槽形狀。

開放式輪廓腔槽加工

(開放式輪廓腔槽加工)

階梯型腔槽

對于階梯型腔槽,角R的極限值由切削底面使用的立銑刀尺寸決定。必須注意加工深度與立銑刀R之間的關系。如下圖所示,在階梯型腔槽中,較淺的腔槽被指定為R2圓角,應使用R2的立銑刀進行加工;而較深的腔槽指定為R5圓角,應使用R5的立銑刀進行加工。請注意,腔槽深度越大,所需的立銑刀就越粗。

階梯型腔槽的加工

(階梯型腔槽的加工)

?指定立銑刀運動終點或轉角處的R

在立銑刀的終點位置或折返位置,必須始終有一個與立銑刀直徑相對應的R。下圖顯示了立銑刀在終點位置和折返位置的運行情況。根據腔槽的深度,選用合理立銑刀直徑進行所需R的加工。

立銑刀在終點位置和折返位置的運行

(立銑刀在終點位置和折返位置的運行)

 

?不指定立銑刀鼻端R

另一方面,無需指定立銑刀的鼻端R。鼻端R是立銑刀刀尖部位的小R角。雖然這部分不是尖角,但如果指定了R,則必須按照該值進行加工。因此,應該在2D圖紙中標注如“R1以下”,而不要在3D模型中指定R。

立銑刀鼻端形狀

(立銑刀鼻端形狀)

 

?【要點】可開孔,以便進行表面處理

在對機加工零件進行表面處理時,可能需要在表面開孔,用于在表面處理過程中懸掛零件。在這種情況下,表面處理后孔內可能會出現表面處理不當的斑點。 下圖表示表面處理時應如何懸掛零件。

懸掛方法

(懸掛方法)

 

?總結

雖然3D模型可以非常自由地創建完成,但在實際加工過程中,刀具的形狀和方向等會產生許多限制條件。因此,在設計過程中使用立銑刀時應注意,腔槽形狀和角R符合要求、立銑刀終點位置的角R符合要求、以及不指定立銑刀的鼻端R。對切削工具的這些限制不僅體現在立銑刀上,在設計過程中應注意每種刀具的特點和運動方式。

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