數控刀具在機床切削加工時,由機床、刀具、夾具和工件構成的工藝系統,在切削力、夾緊力(大型零件還應考慮工件重量,運動的工件還應考慮慣性力等)的作用下,將產生相應的彈性變形和熱變形,使刀具和工件在靜態下調整好的相互位置,以及切削成形運動所需的正確幾何關系發生變化,從而造成加工誤差。
為將數控刀具切削力這一加工誤差控制在加工工藝允許的范圍內,必須對切削力進行綜合平衡計算。計算時以工序卡及工藝規程等信息資料提供的參數為原始依據,根據工件受切削力、夾緊力作用的情況,找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態,按靜力平衡原理計算出理論數控刀具切削力。
常見數控刀具加工方法切削力的計算表1-1,
P——銑削力(N);
Cp——在用高速鋼(W18Cr4V)銑刀銑削時,考慮工件材料及銑刀類型的系數,其值按表1--2選??;
ap——背吃刀量(mm),指銑刀刀齒切入和切出工件過程中,接觸弧在垂直走刀方向平面中測得的投影長度;
at——每齒進給量(mm);
D——銑刀直徑(mm);
aw——銑削寬度(mm),指平行于銑刀軸線方向測得的切削層尺寸;
n——銑刀每分種轉速;
z——銑刀的齒數;
Kp——用高速鋼(W18Cr4V)銑削時,考慮工件材料力學性能不同的修正系數,對于結構鋼、鑄鋼:Kp=(σb÷750)0.3 ;對于灰鑄鐵:Kp=(HB÷190)0.55
σb——工件材料的抗拉強度(MPa);
HB——工件材料的布氏硬度值(取最大值)。
數控刀具高速鋼切削力表1-2
以上參數僅為參考,可根據不同的加工工藝以及機床類型和被加工材料硬度等做出相應調整。另外還要根據數控刀具類型,比如T型刀、燕尾刀、內R刀、斜度刀等成型刀具的加工方法與深溝刀或球頭刀等數控刀具的加工方法和參數要根據實際情況合理調整。最后還要根據數控刀具的材質不同,例如鎢鋼T型刀、鎢鋼燕尾刀和高速鋼同樣直徑大小和長短的T型刀與燕尾刀的加工參數不同,從多角度和多維度作出相應的切削力參數調整,才能滿足產品的加工精度要求。