CNC切削進給計算及螺紋銑削及編程加工策略
相信很多人都知道銑刀進給計算公式F=n*Fz*Z,其中n為轉速,Z為刀具齒數,Fz為每齒進給。同時大家會發現,相同大小刀具,轉速齒數一樣的時候,不同刀片擺放角度的刀具進給差異很大,有的可以給到5000,有的到500就不行。這是為什么?
原因就在于不同刀具能承受的每齒進給Fz差異很大。而其中的奧秘就是刀具的主偏角。即主切削刃與工件表面的夾角。
常見的主偏角有90°(方肩臺階加工、平面加工、清角),45°(平面加工),10°(3D快進給、平面加工)。
10°主偏角 快進給
主偏角如何影響進給的呢?假設刀具刃口能承受的力都一樣,也就是切出來的鐵屑厚度一樣。這時不同主偏角進給是完全不一樣的。
fz是每齒進給,hex是鐵屑厚度。從計算公式可以看出,一樣的鐵屑厚度,主偏角越小,進給可以越快。
現在快進給刀具很流行,我們可以發現,他們主切削刃都是一段大圓弧,就是類似10°主偏角,所以進給非常高。不過缺點就是切深很小,一般小于2毫米。所以模具加工應用較多,通用行業較少使用。
螺紋加工俗稱攻牙,可以說是廣泛的機械加工類型。我還在讀小學的時候,家里買了臺打谷機,就配了兩個手動絲錐。
說到攻牙,大家首先就會想到絲錐。但螺紋加工還有很多種方法。比如螺紋銑刀,車刀,螺紋滾輪,搓牙板等。這次主要跟大家分享下絲錐和螺紋銑刀。
絲錐分手動使用和機器使用兩大類型。下面只說CNC使用的。
其中前三類又被統稱為切削絲錐。絲錐攻牙編程簡單,加工效率高,操作簡便,因此廣受歡迎。
CNC攻牙通常是剛性攻牙,即每轉的進給須是一個螺距,但實際上機床的同步性各有差異,尤其快到底部的時候,機床轉速減到零再反轉加速,如果原來轉速很高,很容易出現不同步(每轉進給不是一個螺距)導致刃口破損。
而切入的瞬間沖擊載荷很大,也容易出現崩牙。為解決這個問題,很多廠家推出了剛性微補償刀柄,甚至可以配合帶脫扣機構夾套實現一定范圍浮動攻牙。
常見的絲錐補償刀柄
第2種夾套帶脫扣,沖擊太大的時候絲錐停止運動
下面的視頻可以清晰的看到在切入瞬間,脫扣機構起作用,絲錐停止進給,起到保護作用。通常可以延長2-3倍的絲錐壽命。
螺紋種類繁多,不同分類方法表述各異。今天講講常用的種類。
螺紋通常起到聯接密封、緊固和傳動三大作用。
常說的三大螺紋標準是:
一、英國的惠氏螺紋,也是常說的英制螺紋,牙型角55°,螺距為英制。這是螺紋鼻祖,即使后來德國搞了套公制標準螺紋,可在密封領域還是沒敢輕舉妄動,繼續沿用惠氏螺紋,國內管螺紋也是借鑒他的。
二、德國搞的公制螺紋,后來弄成了ISO標準,國標也是借鑒該標準;
三、美國搞的統一螺紋標準。公制螺紋牙型角60°,螺距用毫米標示;美制的牙型角60°,螺距為英制,用每英寸多少牙數標示。簡單說美制可以看成是公制和惠氏的結合體。
大家常說的日標呢?其實日標德標和我們國標一樣,都是公制螺紋系統,只是以前公差標準稍有差異,新的JIS公差標準已經與ISO標準統一。但日系絲錐廠家每家又搞一套自己的絲錐精度,選起來確實困難。
更細的分類就不展開了,否則一本書也說不清。
珠三角地區外貿訂單較多,各種標準都可以看到,讓人眼花繚亂無從下手。
絲錐公差對照表
從上圖可以看到,新的JIS螺紋公差標準與ISO一樣,而舊的JIS1/2/3級分別比ISO的5H/6H/7H公差帶窄,所以用JIS1/2/3級絲錐加工對應的5H/6H/7H螺紋是沒有問題的。當然對應廠家等級就需要查他們手冊了。
說到絲錐品牌,大家通常首先想到日系兩大廠商。燃鵝!歐洲很多品牌都表示不服!絲錐對材料要求很高,歐洲的材料技術一直很好,歐洲廠商的絲錐當然也會很厲害!只是由于進入華南市場太晚,所以一直扮演著奮起直追的角色。我們一起來看看歐洲有哪些品牌。
德國埃莫克Emuge
絲錐質量數一數二,汽車行業用量極大,效率高,壽命和穩定性好,做批量生產的很喜歡使用。當然由于市場定位問題,價格也是杠杠的,不直接與日系競爭。