本文旨在探討CNC車床之切削外徑部位凹槽的工法,文末並分析不同工法的切削效率。
1. 凹槽切削的各種工法
切削凹槽的工法不外乎單刀法及雙刀法,鮮少有人用到三刀法來切凹槽。
1.1 單刀法 : 採用切槽刀或是35˚中立形的仿削刀或是35˚右手刀
來切凹槽。
1.2 雙刀法 : 以35度右手刀為先,繼而以切槽刀做殘料切除。
1.3 三刀法 : 以切槽刀在凹槽中間位置開槽,繼而以350左手刀為中,切除右半部,另以350右手刀為後,切除左半部,Hurco的CNC車床就有內建這種功能,此法適用於大形的凹槽。
2. 小凹槽切削
程式者則常使用
2.2 兩邊槽壁在20度斜角以下的凹槽 : 如下圖所示,以35度中立形的仿削刀為宜。
具有斜角的凹槽,若以手寫CNC程式來切並不大容易,因為必需自己算出刀鼻偏位的補正值,如下圖之刀具路徑所示,即使是用MARCO來做,也會因為圖形的更改而必需更改MARCO內容,至於Fanuc10T型的機台可雖用G71來挖凹槽,但是G71的每刀,從下挖到平車都採同樣的進給F,這是不好的加工效率,因為下挖時的進給F若跟平車時的進給F一樣,容易會有震刀的現象產生,嚴重者甚至導致過切,但是,若是將進給F降低以適應下挖,整個加工效率就會降下來,FGcam針對以上種種狀況,特別會用不同的進給F來針對不同的加工請況,以增強加工效率。
2.3 圓形凹槽 :如下圖所示,以35度中立形的仿削刀為宜。
如果以35度右手刀來切削圓形凹槽,對於越深的圓凹槽,所留下的殘料越多,如下圖所示,這些過多的殘料還得用切槽刀來做第二次粗切削。
35度右手刀切削圓形凹槽並留下殘料
切槽刀針對殘料做第二次粗切削
2.4 複雜凹槽 :
如下圖所示,以切槽刀或是35度右手刀為宜。
使用35度右手刀來切削複雜凹槽容易留下殘料,如下圖所示。
35度右手刀所留下的殘料,仍需佐以切槽刀來切除,如下圖所示。
切槽刀針對殘料進行第二次粗切削
3. 大凹槽切削
切削小凹槽時,一般以單刀法為宜,因為即使有殘料留下,也不會過多而影響到精車,但是若切削大凹槽時(寬度10mm以上),在考量加工效率的情況下,則以雙刀法組合式切削為宜,茲以本文的第一個圖為例,來探討不同工法的優劣。
3.1 切槽刀工法:此法全程以切槽刀來切槽,如下圖所示,切槽刀的進給F採0.05mm/rev,總切槽時間為649秒。
3.2 中立仿削刀工法:此法全程以中立仿削刀來切槽,如下圖所示,中立刀的進給F採0.21mm/rev,總切槽時間為289秒,比切槽刀工法少了足足一倍多的加工時間。
3.3 右手刀+切槽刀工法:此法先以35度右手刀來切槽,之後再以切槽刀來切除殘料,如下圖所示,35度右手刀的進給F採0.24mm/rev,切槽刀的進給F採0.05mm/rev,總切槽時間為228秒,又比單把的中立仿削刀工法少了約61秒,加工效率更為提升。
以上介紹的各種工法,皆是FGcam內建的功能,它會自動幫使用者挑選適當的工法來加工,而熟用FGcam的工程師也可根據自己豐富的加工經驗,自行挑選不同的工法及S與F,讓FGcam發揮更高的效能。
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