給有關手冊一只援手
軟件計算器可以提供速度、進給速度和切深等標識高速切削的最明顯特征的數值。
對于高主軸速度與低切深的組合而言,有一種將許多加工數據表置之腦后的方式。切屑變薄、顫振以及球頭刀具切削半徑減小的可能性等都是一些可以認為(某手冊中推薦的高速加工過程)切削參數無效的共同現象。以高轉速和低切深運行的車間通常必須通過在自己的車間進行物理實驗才能找到最佳切削參數。 但是實驗是唯一獲得這些數據的方式嗎?針對切屑變薄、對球頭刀具的有效半徑甚至針對顫振而調節的切削參數等均可以通過數學方式加以預測,條件是給該數學模型提供足夠的信息。沒有任何一個打印在紙上的數據表可以提供所有這些信息,但是軟件設施卻可以實現這一點。
這就是兩名在加利福尼亞州圣地亞哥工作的CAD/CAM編程員最近開發的高速加工計算器(High Speed Machining Calculator)背后的理念。在往數據區中輸入有關刀具和切削的合適信息后,計算器會給出推薦的充分考慮了高速和低切深效應的銑削參數。計算器在用戶的CAM軟件頂部一個小窗口中運行。
數控技術其開發者,Arnel Canja與Terrell Moose,擁有為模具、飛機零部件以及當地海軍空運庫其它零件進行編程的經驗。海軍組織可以免費使用該軟件,Canja與Moose可以將其銷售給別人。這種行銷已經證明是這對夫妻所面臨的挑戰之一(早期的一個經銷商已經申請破產)。該計算器如今可以通過Compu-快速軟件(Compu-fast Software)獲得。
高速加工效應
“切屑變薄”是這種軟件要處理的效應之一。針對銑削中切屑負荷而提供的加工數據表的推薦值趨向于假定刀具完全嚙合,意味著每個刀齒都通過180度旋轉進行切削。對于以較低徑向深度進行精加工切削的立銑刀,刀具嚙合實際要大大小于此值。當徑向深度較低時,高速加工計算器通過提高進給速度而將這一點考慮進去,以便保持切屑負荷具有生產性意義。對于球頭銑刀,軸向和徑向深度都要考慮。
采用三角學中可比做法來調節球頭銑刀的有效半徑。對于這種刀具,切削半徑不一定要與刀具半徑相同。任何軸向切深小于球半徑的情況都不會采用球的全部直徑,從而降低有效切削半徑。該計算器不僅提高了淺切削中的轉速值,以維持目標切削速度“平方英寸/分鐘(sfm)”數值,同時還在標準手冊參數允許較高表面速度(采用小直徑刀具)的場合提高sfm數值。
對于顫振,該計算器的方法可能比此要稍微欠準確一點。低顫振主軸轉速的真實計算將需要對主軸的頻響進行分析。該計算器沒有這種功能。相反,它依賴于用戶自己的顫振特征,結合建立在聲學領域的諧振式諧波理論基礎上的分析。 用戶將顫振描述為嚴重、中等或輕度。然后用戶在兩個可能表征顫振性能的諧波模型之間進行選擇。此時,計算器已經針對這種顫振準備好了加工參數,包括發生這種顫振的轉速數值在內?;谶@些輸入,軟件會提出針對特定低顫振主軸轉速的一些建議數值。
對該軟件的這種特定特征還沒有確切的把握。它處理顫振問題的有效性有多高只有在更多車間使用后才能得知。但是,它確實有一個很吸引人的“賣點”—可以在不具備測量機床低顫振轉速技術或不進行這方面培訓的情況下掌握高速加工中的顫振情況。
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