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技术文章
用于粗铣加工的*软件和刀具
点击次数：617 发布时间：2021-9-3
制造商从未停止过探求提高其加工速度、质量和成本效益的方法。为了满足该需 求，机床、CAM 软件和刀具供应商在不断地开发新产品和应用策略。这些产品和策略的结合可在特定加工场合中提供的生产率。例如，目前在粗铣加工领域的进展清楚地表明了综合应用*金属加工技术的优势。
加工要素
机床是铣削加工的基础。为了有效地进行粗铣加工，机床必须具有足以抵抗切削力的刚度，以及为了限度提高金属切除率并缩短两次走刀之间所需时间而需要的轴向加速和减速运动的能力。此外，动力强劲的主轴还有助于确保高切削速度和高应用参数。最后，机床的 CNC 系统必须具有足够的计算能力来进行预测，并满足对加工动力以及直线和旋转轴移动的快速变化的需求。
CAM 软件决定了这些需求将会是什么。在生成铣削刀具路径时，软件开发人员必须考虑从简单到复杂的各种铣削工艺。侧铣是一种基本的铣削工艺，在侧铣中，立铣刀的刀具侧面以特定的轴向 (ap) 和径向 (ae) 切削深度接触工件。在简单的侧铣加工中，每次走刀时刀具的径向吃刀量或接触弧的变化最少。因此，操作员可以调整接触弧，以充分利用高效的立铣刀设计特点，包括多个刀刃和较厚的增强芯部。增加刀刃数量能够提高进给率，而坚固的刀具芯部能够承受重型加工负载。
但是，槽铣的情况却有所不同。在铣槽应用中，立铣刀的整个直径都在切削中啮合，以形成 180 度接触弧。刀具上的负载要远大于侧铣中产生的负载，并且切屑更难清除，这意味着切屑可能会被再次切削，并最终会导致刀具的卡滞和断裂。
导热性不良的铣削工件材料（如不锈钢、钛和镍基合金）会导致这种问题更加严重，使刀具热量集中并加速了刀具的失效。因此，可能无法*实现刀具的轴向切深性能。在逐渐增加的轴向深度下完成一个零件将需要多个步骤，延长了加工时间。槽铣通常还需要使用更小的切削速度和进给率，进一步降低了生产率。
*的 CAM 软件允许操作人员采用复杂的切削策略（如摆线铣削），有助于进行槽加工。在摆线铣削刀具路径中，该软件可引导直径小于加工槽直径的刀具沿 X 轴和 Y 轴进行重复的圆周运动。刀具的径向吃刀量小于其直径的一半，圆周刀具路径可以有效地将槽铣更改为侧铣。刀具的接触弧大大减小，从而能够使用多刃立铣刀和更长的轴向切削长度来提高金属切除率并缩短加工周期。
介于简单侧铣和满刃槽铣之间的是涉及不同凹凸轮廓加工的铣削加工。随着最终用户对零件的要求变得更加复杂，这些情况日益常见，也增加了对不规则轮廓工件高效加工的需求。
关键问题在于控制刀具与工件的接触弧。在铣削凹形轮廓时，刀具的接触弧增大，增加了刀具和机床上的负载。在铣削凸形轮廓时情况相反；接触弧减小，切削效率受到影响。
加工要素
机床是铣削加工的基础。为了有效地进行粗铣加工，机床必须具有足以抵抗切削力的刚度，以及为了限度提高金属切除率并缩短两次走刀之间所需时间而需要的轴向加速和减速运动的能力。此外，动力强劲的主轴还有助于确保高切削速度和高应用参数。最后，机床的 CNC 系统必须具有足够的计算能力来进行预测，并满足对加工动力以及直线和旋转轴移动的快速变化的需求。
CAM 软件决定了这些需求将会是什么。在生成铣削刀具路径时，软件开发人员必须考虑从简单到复杂的各种铣削工艺。侧铣是一种基本的铣削工艺，在侧铣中，立铣刀的刀具侧面以特定的轴向 (ap) 和径向 (ae) 切削深度接触工件。在简单的侧铣加工中，每次走刀时刀具的径向吃刀量或接触弧的变化最少。因此，操作员可以调整接触弧，以充分利用高效的立铣刀设计特点，包括多个刀刃和较厚的增强芯部。增加刀刃数量能够提高进给率，而坚固的刀具芯部能够承受重型加工负载。
但是，槽铣的情况却有所不同。在铣槽应用中，立铣刀的整个直径都在切削中啮合，以形成 180 度接触弧。刀具上的负载要远大于侧铣中产生的负载，并且切屑更难清除，这意味着切屑可能会被再次切削，并最终会导致刀具的卡滞和断裂。
导热性不良的铣削工件材料（如不锈钢、钛和镍基合金）会导致这种问题更加严重，使刀具热量集中并加速了刀具的失效。因此，可能无法*实现刀具的轴向切深性能。在逐渐增加的轴向深度下完成一个零件将需要多个步骤，延长了加工时间。槽铣通常还需要使用更小的切削速度和进给率，进一步降低了生产率。
*的 CAM 软件允许操作人员采用复杂的切削策略（如摆线铣削），有助于进行槽加工。在摆线铣削刀具路径中，该软件可引导直径小于加工槽直径的刀具沿 X 轴和 Y 轴进行重复的圆周运动。刀具的径向吃刀量小于其直径的一半，圆周刀具路径可以有效地将槽铣更改为侧铣。刀具的接触弧大大减小，从而能够使用多刃立铣刀和更长的轴向切削长度来提高金属切除率并缩短加工周期。
介于简单侧铣和满刃槽铣之间的是涉及不同凹凸轮廓加工的铣削加工。随着最终用户对零件的要求变得更加复杂，这些情况日益常见，也增加了对不规则轮廓工件高效加工的需求。
关键问题在于控制刀具与工件的接触弧。在铣削凹形轮廓时，刀具的接触弧增大，增加了刀具和机床上的负载。在铣削凸形轮廓时情况相反；接触弧减小，切削效率受到影响。