切削加工和零件设计时应注意的三个要点
发布日期: 2024-07-02
在为切削加工零件建模时,必须在设计零件的同时想象实际的加工过程。在此,我们将以立铣刀的形状和运动为例,说明设计时应注意的要点。此外还介绍了在设计切削零件时应该知道的一个要点。
图中显示的是长方体加工姿势的等轴测图。使用3轴加工中心时,刀具可从垂直和平行于长方体材料表面的合计六个方向进行加工。
(长方体加工姿势)
对于腔槽,基本上需要在四个角上设置内R。在这种情况下,需要使用立铣刀的侧面进行加工,因此必须注意刀具的切入方向。此外,当立铣刀有多个切入方向时,则需要重新调整工件的方向(多次夹紧),加工时间和成本往往会增加。下图显示了立铣刀切入方向为一个和多个的情况。
(立铣刀的切入方向)
接下来,对三种典型的腔槽形状进行逐一分析。
闭合式轮廓腔槽
对于四面封闭的腔槽形状,立铣刀的运动轨迹如下图所示。因此,无法加工小于立铣刀直径的圆角,且必须在四个角上设置内R。
(腔槽的加工与立铣刀的关系)
开放式轮廓腔槽
不过,对于四面不封闭的开放式腔槽形状,可通过设计切削刀具的切入方向来加工没有内R的腔槽形状。
(开放式轮廓腔槽加工)
阶梯型腔槽
对于阶梯型腔槽,角R的极限值由切削底面使用的立铣刀尺寸决定。必须注意加工深度与立铣刀R之间的关系。如下图所示,在阶梯型腔槽中,较浅的腔槽被指定为R2圆角,应使用R2的立铣刀进行加工;而较深的腔槽指定为R5圆角,应使用R5的立铣刀进行加工。请注意,腔槽深度越大,所需的立铣刀就越粗。
(阶梯型腔槽的加工)
在立铣刀的终点位置或折返位置,必须始终有一个与立铣刀直径相对应的R。下图显示了立铣刀在终点位置和折返位置的运行情况。根据腔槽的深度,选用合理立铣刀直径进行所需R的加工。
(立铣刀在终点位置和折返位置的运行)
另一方面,无需指定立铣刀的鼻端R。鼻端R是立铣刀刀尖部位的小R角。虽然这部分不是尖角,但如果指定了R,则必须按照该值进行加工。因此,应该在2D图纸中标注如“R1以下”,而不要在3D模型中指定R。
(立铣刀鼻端形状)
在对机加工零件进行表面处理时,可能需要在表面开孔,用于在表面处理过程中悬挂零件。在这种情况下,表面处理后孔内可能会出现表面处理不当的斑点。 下图表示表面处理时应如何悬挂零件。
(悬挂方法)
虽然3D模型可以非常自由地创建完成,但在实际加工过程中,刀具的形状和方向等会产生许多限制条件。因此,在设计过程中使用立铣刀时应注意,腔槽形状和角R符合要求、立铣刀终点位置的角R符合要求、以及不指定立铣刀的鼻端R。对切削工具的这些限制不仅体现在立铣刀上,在设计过程中应注意每种刀具的特点和运动方式。