碳素钢、合金钢、铸铁、铝合金、纯铜和塑料等加工可以选用45°螺旋角和30°螺旋角。钛合金、镍合金、不锈钢等难切削材料和高硬度钢等加工选用60°螺旋角。
(2)刀具的类型
数控加工中常用的刀具主要有平底铣刀、球头刀、端铣刀、环形刀、锥形刀和鼓形刀。由于UGNX7.5中四叶螺旋桨加工模块由平底铣刀和球头刀完成,而球头刀是主要刀具,所以只介绍球头刀铣削特点和应用场合。
球头刀主要用于三文立体轮廓的三坐标加工,在五坐标加工中也能用到。球头刀对于加工对象的适应能力很强,且编程与使用也较方便,但球头刀加工过程中,越接近球头的底部其切削条件越差(切削速度低、容屑空间小等)。因此,在需要刀具底部切削(如型面平坦部位的加工等)的情况下,加工效率难以提高且刀具容易磨损。另外,球头刀加工时的走刀行距一般也比相同直径的其他刀具加工时小,因此效率较低。
在编程之前,首先确定要使用的刀具。在UG/CAM中,通过专门刀具创建操作来确定刀具。在UG中确定刀具的方式有两种:用户自定义刀具和从刀具库获取刀具。
本文在对螺旋桨进行粗加工时选用了直径8mm的平头刀,刀具长度100mm,刃长50mm:图3-2精加工叶片时选用直径5mm的球头刀,刀具长度100mm,刃长50mm:图3-3精加工圆角时选用直径3mm的球头刀,刀具长度75mm,刃长50mm:3-4
图3-2                    图3-3                 图3-4
3.2.3切削参数
切削参数主要包括主轴转速、进给速度、背吃刀量和切削宽度等。
(1)主轴转速
主轴转速的选取应根据所采用的机床功率、刀具材料和尺寸、被加工零件的切削性能和加工余量来综合确定。
  (m/min)   (3.1)
式中 ——铣刀的直径(mm)
   ——主轴转速(r/min)
(2)进给速度
进给速度是切削用量的主要参数,要根据零件加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、机床的性能和工件材料选取。所谓进给速度是指加工过程中,切削刃选定点相对于工件的进给运动的瞬时速度。对于铣削而言,铣刀的每个齿就相当于一个切削刃。在复杂形状零件的加工中特别是多坐标加工,如果进给速度是恒定的,材料切除率常常波动并且可能超过刀具强度的极限,而导致刀具折断,机床各运动轴的速度和加速度也可能超出允许的范围。
进给速度 和每齿进给量 有关,粗加工时,每齿进给量 的选取主要决定于工件材料的力学性能、刀具材料和铣刀类型。工件材料强度和硬度越高,选取的 越小,反之则越大;同一类型的铣刀,采用硬质合金材料的每齿进给量应大于高速钢铣刀;而对于面铣刀、圆柱铣刀、立铣刀,由于它们刀齿强度不同,其每齿进给量 值的选取按面铣刀→圆柱铣刀→立铣刀的排列顺序依次递减。
在精加工时,每齿进给量 的选取要结合工件表面粗糙度的要求来考虑,表面粗糙度值越小,每齿进给量 就越小。一般情况下,每齿进给量 和切削速度 ,可从有关金属切削工艺册中查出。
在确定了进给速度后,就可以以此为标准确定一些非切削运动的速度,包括快速进刀/退刀、趋近速度、横越速度以及第一刀进给速度。前面的速度可以根据机床的性能取到最大,而第一刀进给速度,应该比正常的进给速度小很多,对于铸铁和钢件而言,一般为正常进给速度的30%。
(3)背吃刀量
背吃刀量,是指工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离。在机床动力足够和工艺系统刚度许可的条件下,应选取尽可能大的背吃刀量。一般情况下,在留出精铣和半精铣的余量0.5~2mm后,其余的余量可以作为粗铣的背吃刀量,尽量一次切除。半精铣背吃刀量可选为0.5~1.5mm,精铣背吃刀量可选为0.2~0.5mm。
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