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切削量加大,按照切削机理来分析,加工底面的粗糙度一定会升高(而且事实也是如此);若侧向进给量小(路径重叠率大、路径间距小),刀具的切削量小、加工底面的粗糙度一定会降低。
加工底面的粗糙度可以通过观看底面的加工效果来判断。(在讲课中准备一对样品进行比较) 上述讲授内容的结论:
刀具的侧向进给量是一个十分关键的参数,真正使用好变数较大,为使初学者能尽快上手在今后的教学中一定给一固定的值。在加工高频模时,使用200-2mm锥刀进行快速去料,在加工深度为1MM、加工的进给运动速度为2.4M/MIN条件下,定义侧向进给量为0.5MM(路径重叠率为75%、路径间距为0.5MM),切削加工声音较为清脆、刀具磨损小、加工底面粗糙度低,而加工效率较高,更为重要的是:稳定地完成了第一道工序的加工工作,让使用者,尤其是经验不足者能很快地上手操作,在极低的加工耗损下干出成品活来!
3、走刀方式
讲解内容:
精雕机在去除雕刻区域中的材料时,要按照一定的运动方式一刀接一刀地进行材料的去除工作,这里的“一定的运动方式”就是下面要讲的走刀方式!
雕刻加工是一种区域型的往复加工,加工运动速度的快慢将制约着加工效率,在加工中大家定义一个进给速度,但是事实上在运动过程中不可能一直以最高速度运动!从运动学上讲,往复运动都有一个速度升降的过程,那么制约运动速度的关键因素就是升降时间和运动距离,升降时间长、运动距离短,以最高速度运动的时间短,也就是说运动的平均速度低。此时要想提高加工运动速度,就需要提高加速时间和路径长度,加速时间是反应设备的能力,当设备固定后加速时间是不可变的;要想提高运动速度就要提单段路径的长度,这可通过使用适当的走刀方式能做到。 走刀方式规定了精雕机在雕刻运动时的刀具路径的形式和运动方式!对于高频模的加工来讲它决定着刀具的受力方式、底面的加工效果和单段路径的长度。 在JDPaint中,操作员可定义的走刀方式有以下几种:往复行切、单向行切、环切、环切清角。不同的走刀方式对加工效率、成品底面效果和刀具的切削受力有着一定的影响,各个参数的使用情况如下。 (1)、往复行切
往复行切是一种平行线型的走刀路径,加工运动是单轴运动,运动方式是:
从雕刻区域的一端入刀,刀具沿着主运动轴某一方向(如X轴正向)切削运动到雕刻区域的另一边,然后进给运动轴(Y轴)在进给方向上运动一个路径间距,随后刀具沿着主运动轴反方向(如X轴负向)回到雕刻区域的起始边。(讲
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述上述内容应在计算机上演示进行)
往复行切的加工方式生成的加工底面刀纹较为均匀,路径不存在残量,可以生成较高水平的底面加工效果。
往复行切对运动效率的影响与雕刻区域的形状相关,也就是说生成的单段路径长度与雕刻区域的形状有关,当雕刻区域的最长边的方向与切削主运动方向一致时,单段路径的长度较长,这样的加工运动的平均速度能达到最大值,有利于加工效率的提高。当雕刻区域的最长边的方向与切削主运动方向不一致时,单段路径的长度较短,加工运动的平均速度很难达到最大值,不利于加工效率的提高。
往复行切的加工吃刀运动是来回往复运动,吃刀过程中存在着顺逆铣(即正向运动时是顺逆、负向运动时是逆铣)刀具受力不均的问题,这样就会影响底面的粗糙度,也就是说在底面粗糙度要求较高的情况下,往复行切加工运动底面粗糙度无法满足要求。 (2)、单向行切
单向行切也是一种平行线型的走刀路径,与往复行切不同的是,刀具从雕
刻区域的一边下刀,沿着主运动轴切削运动到雕刻区域的另一边后抬刀空行程返回雕刻区域的下刀边,进给轴运动一个路径间距,再落刀进行下一行的切削加工。
这种加工方式的优势是刀具在切削运动中切削方向一定(或是顺铣、或是逆铣),刀具受力均匀,加工底面效果好,底面粗糙度能达到十分高的水平,但是不利的影响是空行程多,加工的效率将受较大的影响。这种加工运动方式使用于加工底面粗糙度要求极高的场合。 (3)、环切
环切走刀方式是依照雕刻区域的边界给出刀具的加工运动路径!环切的加
工切削运动方式是:刀具或是由雕刻区域的内部向雕刻区域的边界一圈一圈地向外运动、或是由雕刻区域的边界向雕刻区域的内部一圈一圈地向内运动,正由于是一圈一圈地运动,因此称为环切方式,环切路径在实际加工运动中是X、Y双轴联动。
环切加工路径对加工效率的影响与雕刻区域的形状有关!一般情况下,环切路径是依据雕刻区域的边界生成加工路径,不需要生成独立的修边路径,整体的加工路径的覆盖面积相对较高(即路径的覆盖效率高),总的路径长度短,但单段路径比较短,容易产生结构性的节点,影响加工平均速度的提高,在使用高进给速度进行雕刻运动时,雕刻效率受影响。
因此,环切路径适合于生成小雕刻区域的加工路径(此时行切路径的长度也不可能长),而且,尤其是在生成黑体、宋体、综艺体字(字形的横竖笔划均
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为细长型,长宽比相差较大)的雕刻路径时表现出的加工效率较高,环切加工方式在生成宽阔型区域(尤其是长宽比相差不大)的雕刻路径时,雕刻加工效率低于行切加工方式。
环切路径在实际雕刻加工中由于是环图形边界走刀,其加工底面的刀纹不如行切方式规则,环切方式在刀具切削中保持单方向的吃刀(顺铣和逆铣)刀具受力均匀,可承受较大的切削力。
JDPaint中的环切路径的最明显的不足是:当覆盖率低时,刀具路径的容易出现未加工出的残料区!这种设计方式是为避免出现不必要的超切问题,在加工要求精细时,应使用较高的覆盖率。另外,环切路径容易出现结点,这样在加工中会出现停顿,当加工侧壁的光洁度要求较高时很难满足要求。 (4)、环切清角
环切清角刀具路径是为了弥补环切路径在低覆盖率时的加工残料较大的
问题,路径形式与行切路径基本上是一致的,只是在一些有可能形成多余的残料的尖角形区域强制加入清理残料的刀具路径,而环切方式的刀具路径在较低的覆盖率下不生成这些清理残料的刀具路径。
在高频模的加工中,由于加工细节要求较高,因此,一般不使用环切清角方式生成刀具路径。 上述讲授内容的结论:
针对上述四种走刀方式,在高频模的加工中,一般使用往复行切方式进行走刀,尤其是在雕刻面积较大时,如大面积阳雕图形,此时应使用往复行切方式;当雕刻的图形较小时,或者文字、图形长宽比相差较大时,应适当地局部使用环切方式,这样生成的路径运动速度是最快的;当加工底面的粗糙度要求较高时,应使用单向行切。
4、兜边一次和兜边量
兜边一次和兜边量,这是一组参数,它们定义了一个雕刻工艺动作,在去粗料的加工工艺中,当行切路径走完后,雕刻过程变为:沿着图形区域边界为雕刻区域修整一次边界!
兜边一次和兜边量参数组只在行切走刀方式下有效!
在行切的加工方式下,尤其是在刀具的侧向进给量较大时,在雕刻区域的边界容易形成较大的加工残料或缺一行加工路径,甚至在个别情况下,即使加上修边的工序(精雕策略),也可能在最终的加工底面上出现残料,影响加工效果。 为解决这个残料的问题,在行切走刀方式下,JDPaint中提供了兜边加工工艺,这样可有效地解决残料问题。
兜边量定义了兜边加工过程的加工量,该量事实上定义行切路径和兜边路径的
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间距,当使用兜边工艺时,兜边量应给出相应的定义,否则,兜边加工将无“料”可加工,原因是前面的加工尺寸已经到位。使用兜边量可以避免在高速进给时刀具的形变引起的过切问题。
在高频模的加工中,兜边一次和兜边量这组参数一定要使用,兜边量可使用系统缺省值0.03MM。
5、行切角度
行切角度定义了刀具路径与水平方向的角度。
该参数是一个方向调整参数,利用该参数可调整路径的方向,尤其是在图形的长宽比相差较大时,可通过调整路径的角度的方法保证形成的单段路径的长度最长,这样可以不用环切路径。
行切角度的参数只在行切方式下有效。在具体使用中应注意下述问题: ? 精雕机的运动在单轴运动下最为平稳,也就是说此时行切角度是0或90度。 ? 当使用非单轴运动时,即行切角度为非0或非90度,最好定义路径行切角度为45度,此时精雕机的运动也较为平稳,其他角度的路径有可能引起精雕机的抖动,尤其是在行切角度较大或较小时,精雕机抖动可能会较大。
6、从内向外环切
该参数定义了环切加工路径的入刀点的位置,选择该参数,生成的刀具路径是在环形路径的中心点下刀,然后,刀具由内向外进行切削运动;不选择该参数,生成的刀具路径是在环形路径的边缘下刀,然后,刀具由外向内进行切削运动。 在高频模的加工中,使用该参数可以解决形状简单的小区域的开槽问题,但是在复杂的大区区域的加工中不要使用各参数。
7、最大步长
这是一个优化刀具路径单段长度的参数。在实际使用中,若选择该参数,JDPaint在生成刀具路径时尽可能保证生成的单段路径为最长。
这种优化方式生成的路径在加长单段路径的长度、提高走刀速度时有一定的效果,但为了实现这种优化效果在计算路径时可能将一些小线段拉直了,也有可能对图形边缘的清晰度上将有一定的损失,当然这种变化是微观的,尤其是在进行去料加工时,这种变形的影响是无足轻重的,因此,在加工高频模时应使用该参数。
8、最少抬刀
这也是一个优化刀具路径的参数,该参数用来定义生成路径的抬刀方式。 在实际使用中,若选择该参数,JDPaint生成的刀具路径在抬刀时有如下变化: ? 在使用行切方式生成刀具路径时,在雕刻一个大面积、不规则的区域时,当
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一局部区域雕刻完成后,此时已到达该局部区域的边界,而当前刀具所在的位置又不在大雕刻区域的其它部分的边缘,这时刀具按这种方式运动:不抬刀,沿着已雕刻的图形边界绕到下一个需雕刻的部分(仍在当前大雕刻区域内)。这种方法俗称“绕边”。 ? 在使用环切方式生成刀具路径时,在雕刻一个大面积、不规则的区域时,当一局部环形区域雕刻完成后,而此时刀具的位置又不与该大区域内的其它环形加工区直接相邻,尤其是在使用由内向外环的方式时,这时刀具按这种方式运动:不抬刀,直接运动的下一个环形雕刻路径的中心(仍在当前大雕刻区域内)。这种方法不适合进行高频模和金属类的加工,原因是有可能出现“双边切”的加工状态。
五、锥刀去粗使用参数总结
讲课内容
锥刀去粗加工所使用的方法可概括为:“分层加工、少吃快跑”!形象地讲是:降低吃刀深度、提高进给速度,从而达到高效加工的目的。
下面将锥刀去粗加工中使用的各类工艺参数给予总结,这些参数可以在加工高频模产品或者59铜类的产品中直接使用。
1、粗雕策略中的参数使用
在前面的介绍中确定使用200-2mm锥刀进行去粗加工,去粗加工主要涉及到JDPaint中的粗雕策略对话框中相关参数的定义和使用,下表给出有关参数的参考值及注意事项。
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