1、数控铣床的刀具、工件和刀轨相关概念。(1)刀具与工件的相对性:数控铣未是以笛长尔坐标系三个坐标轴X、Y、Z和绕三个坐标轴转动代号A、B、C命名的数控切削机床。不同形式的数控铣床,有的是刀具不动工件做进给运动,有的是刀具和工件同时做进给运动。为了编程上统一,ISO 841标准规定把刀具的进给运动和工件对刀具的进给运动都看作相对工件的进给运动,也就是工件不动,刀具做进给运动。图片
(2)刀轨:数控加工是刀具相对工件做进给运动,而且要在加工程序规定的轨迹上做进给运动。加工程序规定的轨迹由许多三维坐标点的连线组成,刀具是沿该连线做进给运动的,所以也把次坐标点的连线称为刀轨。(3)刀具跟踪点:刀具是有一定体积的实体,刀具上哪一点沿刀轨运动必须明确。UG CAM是用力具轴线与刀具端面的交点来代表刀具的,用交点沿刀轨运动来代表刀具沿刀轨运动,这样简化后也可以理解成是交点跟踪刀轨运动,交点就称为刀具跟踪点。
2、数控铣床刀轨的形成。(1)刀轨插补形式:其形式是指组成刀轨的每一段线段的线型,也就是说两个坐标点用怎样的线型连接。常用的线型有直线、圆弧线和样条曲线,用直线连接坐标点就称为直线插补,坐标点越密,插补直线越短,与工件形状越逼近,加工精度越高。坐标点的密度用公差控制。
用圆弧连接坐标点就称为圆弧插补。直线段刀轨用直线插补,圆弧段刀轨用大小一样的圆弧插补。用样条曲线连接坐标点就称为样条曲线插补。不规则的曲线可以用直线和圆弧插补,但最好用样条曲线插补,样条曲线插补坐标点少,与实际形状逼近程度好,加工精度高,但UG CAM系统计算量大,刀轨生成慢。
(2)刀具长度补偿: 对过程中需要经常换刀,每种刀具长短不—,造成刀具跟踪点位置相固定刀具的主轴端面中心、相对主轴位置不变,为了编程方便,都统一以的主轴端面中心为基准,编程时输入所有刀具的长度,UG CAM系统就会自动在主轴端面中心基准上做Z轴方向的补偿,确定跟踪点的位置,这称为刀具长度补偿。有的刀具长度补偿是以一把标准刀具的跟踪点作为基准点,比较使用刀具与标准刀具的长短做出长短补偿。
(3)刀具半径补偿:用两种半径不一样的刀具对工件侧面进行铣削,刀具跟踪点不是沿着工件侧面轮廓进行铣削的,而是沿着侧面轮廓偏置一个刀具半径的轨迹来进行铣削。不管刀具半径大小如何,工件侧面轮廓是不变的,为了编程方便,铣削侧面轮廓的刀轨就由侧面轮廓和刀具偏置量决定,编程时只要输入要做刀具半径补偿的指令,UG CAM系统就会自动以工件侧面轮廓为基准做刀具半径补偿。
(4)刀轨的构成:①进刀刀轨。刀具沿非切削刀轨运动的速度要比切削进给速度快很多。为了防止刀具以非切削运动速度切人工件时发生撞击,在刀具切入工件前特意使刀具运动速度减慢,以慢速切入工件,然后再提高到切削进给速度,所以切人速度比进给速度还要慢。切入速度称为进刀速度,刀具以进刀速度跟踪的刀轨称为进刀刀轨。
②逼近刀轨。非切削运动速度变成进刀速度的刀轨称为逼近刀轨。③第一切削刀轨。进刀速度变成切削进给速度的刀轨称为第一切削刀轨。④退刀刀轨。切削结束,要求刀具快速脱离工件,加速脱离工件的刀轨称为退刀刀轨。脱离最大速度称为退刀速度。
⑤返回刀轨。从退刀速度变成非切削速度所经过的刀轨称为返回刀轨。⑥快速移动刀轨。逼近刀轨以前和返回刀轨以后的非切削刀轨称为快速移动刀轨。⑦横越刀轨。水平快速移动刀轨称为横越刀轨。
⑧安全平面。安全平面是人为设置的平面,设置在刀具随意运动都不会与工件或夹具相撞的高度。一条刀轨的各组成段和连接点用相应的名称命名。⑨安全距离。刀具进刀点离每层切削面边缘的垂直最小距离称为垂直安全距离,离工件最近边缘的水平距离称为水平安全距离。