跳到主要內容

凹槽工法(一)

文章日期:2008-05-28 12:05


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 : 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,HurcoCNC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。


留言

這個網誌中的熱門文章

管牙PT

文章日期:2009-07-12 23:08 本文旨在講解 PT錐度管牙 常見的標準的管牙規範計有:  NPT , NPTF ,NPS , PS ,PF , PT.. ,前3者有N開頭的是美國標準的管牙 ,牙角(又稱螺紋角)60度 ,後面這3者則是英國標準的管牙 ,牙角55度 ,這些代號裡面的T意指Taper ,也就是錐度牙 。 不論是PT還是NPT,他們的錐度值都是1/16, 換算成角度值是 2*tan-1(0.5/16)=3.57982度 = 3度34分47.356秒, 3.57982度為什麼等於3度34分47.356分呢? 這是因為角度的單位換算是六十進位,3.5798212度後面的小數點0.5798212"度"要換算成""分"時,0.5798212度 = 0.57982*60分 = 34.789273分 ,而34.789273分後面的小數點0.789273分要換算成秒, 則0.789273*60秒 = 47.356秒。 此外,切記在車削錐牙時得採半錐角,也就是1度47分23.7秒。 NPT (美制管用推拔螺紋) 制定在 ANSI 規格中,稱為美國標準管用推拔螺紋,有外螺紋與內螺紋。 NPT 外螺紋不但對 NPT 內螺紋配合,有時也配合 NPSC ,這點類似 PT 。螺紋峰與根切成同形,又因公差大,餘隙、緊密兩種配合都可用。如用潤滑劑,則變成耐密用,耐密用者另有稱為乾封閉之如 NPTF,NPSF 等付有 F 之一群。 NPTF (美制管用耐密推拔螺紋) NPTF 外螺紋,像 PT.NPT 有時也配合 NPSF.NPSI (都是內螺紋)。因這種螺紋都是峯尖、根淺,峯不是密接於根就是食進,可防止在此部分變成螺旋狀間隙,這是前述耐密性之理由。 PT( 英制管用推拔螺紋 ) 以前是使用面直角的螺紋峯,現在將規格統一為軸直角者。 JIS 定為耐密用而組合外螺紋和內螺紋。 PT 外螺紋除了配合 PT 內螺紋,有時也配合 PS 。 PS ( 英制管用推拔螺紋用平行內螺紋   ─   耐密用 )     屬於 JIS 內 PT 的規格,舊 JIS 裏 PS 牙的外螺紋已被取消,配合的外螺紋現規定要用 PT 。 PF( 英制管用平行螺紋   ─  

G76車牙

文章日期:2008-10-10 00:02 工具機若使用 Fanuc 控制器,車牙轉速有一個先天上的限制: S × P < 4000 請參考 車牙的 NC 碼計有 G32 、 G92 、 G76 三種 ( 使用方法 這三個指令中,手寫 G92 一般是直進式切削,牙刀的兩刃皆受力,直進式切削 ,每刀吃深不多,以免造成牙面粗糙,反觀 G76 則是斜進式單邊車削 ,可以有較大的進刀深度 , 寫法也簡短方便廣受採用,不論多大的牙, G76 只要兩個單節就可解決了。 由於 G76 有單邊切削的效果,廣受學校或職訓單位的喜愛,如下圖所示。         Fanuc0T系列控制器之G76 格式如下 : 指令說明 (m) : 精車次數。 (r) : 車牙末端 拔刀時留下的不完全牙長度(倍率)。 (a) :牙刀之角度,可選擇 80 °、 60 °、 55 °、 30 °、 29 °、 0 °等角度。 Q( △ dmin) :最小進刀深度。 R(d) :精車預留量。 X(u) :螺紋程式終點的 X 軸方向座標。 Z(w) :螺紋程式終點的 Z 軸方向座標。 R(i) :螺紋部份的半徑差,如果 I=0 可作一般直線螺紋車削。 P(k) :螺紋高度即牙深度, K 為正值在 X 軸方向用半徑值指定。 Q( △ d) :第一次螺紋的切削深度,用半徑值指定。 F(l) :螺紋的導程,與 G32 相同。 以M20X2.5外螺紋為例 , 常見的寫法如下 : G76 P01 00 60 Q40 R0.02 G76 X16.933 Z-10.0  P1533    Q500   F2.5 1. G76第一行的 P01 00 60 ,這01表示最後精車時只車一刀精車, 00 表示車牙最後拔刀時不留倒角 ,此所謂之倒角是 不完全牙之意 ,亦即因拔刀而在工件上留下牙深較淺的牙 ,Fanuc的拔刀精度是0.1倍的導程 , 若是此值改成10,則表示拔刀時在軸向會留下一倍導程長度的不完全牙,這一倍就是指導程2.5的一倍,也就是不完全牙會有2.5mm那麼長, 60 表示要車的牙角是 60 度 , G76 所 適應的刀角範圍不但很大, Fanu

錐度值

文章日期:2008-02-01 08:40 做傳統車床的人通常會遇到車錐度時要調複式刀座,而複式刀座所調的角度為工件錐度部位之半錐角,為甚麼要調的是半錐角,而不是全錐角呢?為甚麼工件的錐度值乘以 28.65 就是所要調的是半錐角呢? 如下圖所示,將工件錐度部位的稜線延伸至交接,就可看出工件完整的錐度,將這工件全錐度的一半定為 a ,則可得半錐角,由於複式刀座的前進方向是水平的,所以只要將複式刀座依逆時針方向調動半錐角,就可車削工件的錐度。 工件錐度部位之錐度值的計算公式: T=(D-d)/L D 為錐度部位之大徑, d 為錐度部位之小徑, L 為錐度部位之軸向長度。 工件錐度部位之半錐角計算公式: tan(a) = 0.5*(D-d)/L tan 是指正切函數,意思就是 : "對邊除以鄰邊",三角函數裡所指的三角形一定要用直角三角形,直角三角形最長的邊稱為斜邊,鄰邊與斜邊所包的角度就是三角函數角,如下圖的角 a ,三角函數角 a 對面的那個邊就是對邊,三角形會因擺放的位置不同而顯得有點昏頭轉向,不過只要依照上述的原則,就不會認錯邊名了。 從上述說明來看下圖就可以瞭解半錐角計算公式 tan(a) = 0.5*(D-d)/L ,從下圖放大的三角形中可以看出鄰邊長度是 L ,對邊長度是 0.5*(D-d) ,所以 tan(a) =  對邊 / 鄰邊 =0.5*(D-d)/L ,如果已算出 0.5*(D-d)/L 的值要反推角 a 的角度,就必需要這樣做 a=tan -1 (0.5*(D-d)/L) ,也就是用反三角來得角 a 大的小,反三角的值在三十年前常用查表方式求得,近年來只要按一按計算機就可顯示出,不過這對於在工作現場的人來說太麻煩了,所以就有一個半錐角速算公式  : a=28.65*( 錐度值 )=28.65*(D-d)/L) ,那麼這 28.65 到底是怎麼來的呢 ? 其實只要用計算機按按看就可以得到答案,將計算機輸入 1/tan(1 0 ) ,就可得到 57.2899616307594246... ,但由於我們要求的是半錐角,所以再將此值除以 2 就可得到 28.6449808153797... ,簡以 28.65 代之即可,不過這個半錐角速算公式是近似值,只能用來大概調動複式刀座,真正的校正還得