刀具品質(zhì)跟刀具的編程有著(zhù)很密切的關(guān)系
發(fā)布時(shí)間：2013-05-18 新聞來(lái)源：一覽刀具英才網(wǎng)
近20年以來(lái)我國企業(yè)CAX技術(shù)不斷發(fā)展，其中計算機輔助加工（或稱(chēng)計算機輔助編程）軟件越來(lái)越多地進(jìn)入了各個(gè)加工制造企業(yè)，用于代替手工編程，直接驅念頭床數控系統;對從最簡(jiǎn)樸的兩軸半到5軸，甚至是更多軸的控制加工，已經(jīng)逐漸不再成為一個(gè)技術(shù)挫折。同時(shí)，在數控刀路的編程之后，為了提前效驗此程序是否能夠正確無(wú)誤地運行在機床上，預先了解和避免刀具同機床及工夾量具的碰撞，一些刀路的仿真技術(shù)和相應的軟件，也越來(lái)越多地被普遍使用中。這種仿真技術(shù)我們稱(chēng)之為“幾何仿真”。
但是現在更多高真個(gè)諸如航空航天加工制造企業(yè)的編程工程師們，已經(jīng)不在局限于僅僅得到在電腦的屏幕上看到刀路運行的軌跡，來(lái)防止任何有可能泛起的干涉和碰撞跡象這一“表面”結果了。他們開(kāi)始關(guān)注在一個(gè)零件尚未加工之前，從其加工過(guò)程中有可能發(fā)生的受力、溫升和變形，從刀具有可能產(chǎn)生振動(dòng)甚至破損的現象，從機床的振動(dòng)可能對加工的影響等方面，事先得出一些定性或者定量的分析結果，來(lái)指導和調整加工的數控程序，以達到更好的加工表面質(zhì)量、更快的加工效率以及更小的零件變形�？偠灾�，但愿用更強盛的仿真技術(shù)手段，得到更優(yōu)質(zhì)的被加工零件，這種仿真技術(shù)被稱(chēng)之為“物理仿真”。
我們知道，機械零件的加工，被加工材料從彈性變形到塑性變形的物理過(guò)程中，會(huì )開(kāi)釋出熱量并產(chǎn)生作用力，這種物理上的變化是無(wú)法用肉眼觀(guān)察到，因此也無(wú)法判定對被加工零件質(zhì)量產(chǎn)生什么影響。為了得到這些變化的數據，以往的一種方法是在機床上各個(gè)部位加裝各種傳感器，用來(lái)丈量出這些數值（如溫度、受力和振動(dòng)頻率等），進(jìn)而“人工”調整數控加工工藝和程序，這是一種很好的方法，但是傳感器的安裝長(cháng)短常精密的工作，稍有偏差將帶來(lái)丈量數據上的不正確性和一定的離散性。
那么如何利用非接觸式的方式以得到（或丈量到），并且通過(guò)計算機分析的方法來(lái)得到數據以指導加工過(guò)程?美國ThirdWaveSystem公司開(kāi)發(fā)了一款AdvantEdgeProductionModule的軟件，可以很好解決這個(gè)題目。
AdvantEdgeProductionModule（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PM）將CAD/CAM、加工動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)以及工件/刀具的物理材料特性集成在一起，在這個(gè)被稱(chēng)之為“將改變游戲規則”的軟件中對數控加工程序的切削機理做分析，以達到最大化晉升加工機能、縮短加工周期、進(jìn)步加工質(zhì)量的目的。
客戶(hù)在使用這個(gè)解決方案時(shí)，首先對機床進(jìn)行設置，包括數控系統及代碼形式、是否是5軸加工、坐標系統、主軸轉速和進(jìn)給速率、主軸的功率和扭矩等，然后輸入加工刀具，包括刀具類(lèi)型、幾何尺寸、刀損模型等參數;最后定義或導入被加工零件，包括零件的尺寸或直接讀入STEP/STL模型、工件的材料等。一旦定義結束，用戶(hù)就可以啟動(dòng)軟件的分析引擎，在短短幾秒鐘時(shí)間內，屏幕上就會(huì )顯示出針對特定工件加工的分析數據。這些數據是以文本或坐標圖的形式提交的。在坐標圖中，橫軸（X）是此段程序經(jīng)歷的時(shí)間，而縱軸（Y）是選擇的不同結果的體現，例如受力、溫升、功率、主軸或進(jìn)給速率等。
以圖1中的加工例子來(lái)說(shuō)明，橫軸為時(shí)間，縱軸為切向力。從圖中可以看出，程序運行的時(shí)間為486.9s，刀具所承受的最大切向力為416.78N。同時(shí)還可以看到，刀具在整個(gè)加工過(guò)程中的受力是不平均的，受力小時(shí)證實(shí)切削力不足，受力大時(shí)（尖峰值）有可能會(huì )造成刀頭的破損。為了減少刀具破損的可能性，要降低刀具的受力;同時(shí)為了晉升加工效率，又要加大刀具的受力，我們把刀具的受力范圍限定在某一個(gè)范圍，最大值為375N，然后再用PM軟件運行一次上面的分析，便得出優(yōu)化后的結果。
海內某聞名航天企業(yè)在使用PM后，通過(guò)比較優(yōu)化前后的程序（實(shí)際加工），加工時(shí)間縮短了20%~25%，加工粗拙度及變形量從優(yōu)化前的0.19mm到優(yōu)化后的0.10mm，達到了原有的優(yōu)化要求。而另一家位于深圳的家電企業(yè)，在使用PM軟件優(yōu)化數控程序后，其加工時(shí)間減少了41.74%，并通過(guò)優(yōu)化減少了大量的空走刀。用戶(hù)得出的初步結論是：PM軟件“對大型開(kāi)槽/腔體及外輪廓多層次銑削有較大改善，對加工軌跡/深度參數進(jìn)行調整，以能達到節省時(shí)間、改善品質(zhì)的效果”。
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