淺談手工編程的進退刀方式

摘要:文章介紹了各種進退刀方式,該方式結合了傳統(tǒng)金屬切削工藝及先進的數(shù)字化信息控制加工的優(yōu)點,主要是針對外形輪廓及型腔銑的進退刀加工手段。

關鍵詞:直線進給;切弧進給;手工編程;進退刀方式

中圖分類號:TP39文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)33-0223-01

編程即以數(shù)字的形式放銑削加工的直線、圓弧進給及主軸旋轉等復雜切削加工動作。從而實現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)的數(shù)字化控制,取代以往煩瑣而低效的手工生產(chǎn)操作。既大大提高了生產(chǎn)效率,也使銑削加工日趨精益。手工編程的特點決定了手工編程只適合于加工外形簡單、變化變量具規(guī)律的簡單二維加工及孔的鉆削。對于三維復雜曲面的巨大計算量及煩瑣的分析計算步驟則無能為力。

而在程序的編制過程中,刀路軌跡的制定方案尤其重要,合理的刀路軌跡設置既能提高加工效率,節(jié)省加工時間,同時還能保護刀具,延長刀具使用壽命,以免其快速磨損而增加成本,再者刀路軌跡的設定亦直接影響到工件的粗糙度及精度等工藝要求。因此,每位編程人員必須充分衡量利弊,以科學而高效的設計思路,制定最佳的刀路軌跡方案。當然,在實際加工過程中,面對刀具磨損及加工效率,難以兩全其美,只能在成本與效益之間取得均衡點,以實現(xiàn)成本的最小化,而效益的最大化。

以往的編程教科書及資料等,較少涉及進/退刀的手工編程,但技工教育行業(yè)往往要求教師能較全面地掌握各種編程方式的運用,并以簡潔的形式、清晰的思路、精準的語言表述使學生對該知識點掌握透徹。因此,本文將對手工編程中常用的進/退刀方式作進一步介紹:

直線、切弧進/退刀方式較常用于二維外形輪廓加工。所謂直線/切線進/退刀,即:刀具在工件輪廓外以直線或圓弧切線的進給方式切入毛坯(如圖1所示)。在實際加工中,應避免刀具在進刀點處垂直于工件的上表面銑進毛坯。直插進給銑入毛坯對于刀具的磨損較大,在直插進給的過程中,刀具底刃承受了全部的進給反作用力,刀具對工件的銑削本就形成摩擦,而較大的切削作用力使這摩擦更為嚴重,在冷卻效果不佳的情況下,刀具會出現(xiàn)燒刀或甭毀的現(xiàn)象。而直線、切弧進/退刀方式很好地彌補了這一不足。

所謂的直線進給則是在輪廓外形、大于刀具一個半徑偏置距離處垂直進給到指定的切削深度位置,在垂直進給過程中,由于偏置量,刀具并未與工件進行銑削。再以直線插補G01進給形式逼近切入毛坯,在切入的過程中,我們可設置較小的切削進給速度,尤其是毛坯表面氧化層硬度高,工藝系統(tǒng)的剛性不高的前提下,高速的切入會導致刀具磨損。

程序如下:

在工件外形的左側中部進刀

G00 X-70 Y-40 (工件外形尺寸為120 ×80 mm);

G01 Z- #101 F300(在偏置距離外垂直進給至指定深度,#101為深度);

G01 X-60 Y0 F200 (斜線進給,進給銑削量由小到大直至穩(wěn)定無變化);

這種進給方式的優(yōu)點在于刀具切入毛坯時的進給率較小,刀刃的銑削量由零達至均衡。刀具由空轉狀態(tài)進入到切削狀態(tài)有適應過程,避免刀具切入毛坯時的較大瞬間反作用力增量導致“讓刀”現(xiàn)象。

切弧進給則指刀具在外形輪廓外的進刀點以切弧的方式逼近,切入毛坯,切弧進給軌跡與工件外形輪廓線于切入點形成相切關系(如圖2)。其進給的思路與直線進給類似,但不同之處在于切入的軌跡形式。值得注意的是,切弧進給的切弧半徑應大于刀具半徑,充分發(fā)揮切弧進給的切入過程中,切削力由小到大,較好地保護刀具。

程序如下:

在工件外形的左側中部進刀,刀具半徑R為6mm。

G00 X-70 Y-10 (工件外形尺寸為120 × 80 mm);

G01 Z- #101 F300(在偏置距離外垂直進給至指定深度,#101為深度);

G03 G91 X10 Y10 R10 F200 (切入圓弧半徑10mm,切入的弧度為1/4整圓);

退刀方式程序如下:

在工件外形的左側中部(進刀點位置)退刀,刀具半徑R為6mm。

G02 G91X-10 Y10 F300(切出圓弧半徑10mm,切入的弧度為1/4整圓);

直線進刀方向與直線退刀方向相反,而切弧退刀與切弧進給的軌跡沿X軸對稱,使刀具離開輪廓時,保持與輪廓切弧切出狀態(tài)。

隨著科學技術的發(fā)展,模具及機械行業(yè)的越趨發(fā)達,對數(shù)控生產(chǎn)技術的要求將會不斷提高,CAD/CAM軟件的應用只會更為普及。自動編程必然會取代手工編程,但手工編程,特別是宏程序因其具較好的易修改性及通用性依然大有用武之地。而上述所提到進/退刀方式在各種CAD/CAM軟件中仍普遍使用,數(shù)控加工的初學者由于過度依賴CAD/CAM軟件,很容易忽略實際加工生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝性,所生成的程序缺乏經(jīng)濟性原則。因此,還是很有必要掌握手工編程以提高自己的工藝知識水平。

參考文獻

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作者簡介:謝華貴(1980- ),男,廣東肇慶人,供職于肇慶市高級技工學校,研究方向:數(shù)控銑床、加工中心操作與編程教學。