螺旋銑削
關(guān)注創(chuàng)建者：一攬芳華i 創(chuàng)建時(shí)間：2020-03-25
螺旋銑削的視頻教程
abaqus螺旋銑孔TC4 銑削
abaqus實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)的螺旋銑孔，有視頻教程，有這方面需要的可以購買一下 ABAQUS三維銑孔的視頻教程、螺旋銑孔，銑刀直徑為4mm，銑刀圍繞著孔做圓周運(yùn)動(dòng)的同時(shí)也在自轉(zhuǎn)，工件為鈦合金TC4,包括從零建模開始（銑刀為導(dǎo)入件），step by step，有想學(xué)習(xí)螺旋銑孔的同學(xué)可以買來看看，絕對(duì)不會(huì)失望！重在學(xué)習(xí)，共同交流，有疑問可以私信我！
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螺旋銑削的實(shí)例教程
例如，在一臺(tái)40級(jí)機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)插銑深槽的加工，而此類機(jī)床不適合采用長刃螺旋銑刀進(jìn)行加工，這是因?yàn)?em>螺旋銑削產(chǎn)生的徑向切削力較大，易使螺旋銑刀發(fā)生振顫。
由于插銑加工時(shí)徑向切削力較低，因此非常適合應(yīng)用于主軸軸承已磨損的老式機(jī)床。插銑法主要用于粗加工或半精加工，因機(jī)床軸系磨損引起的少量軸向偏差不會(huì)對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。作為一種新型數(shù)控加工方法，插銑法對(duì)CNC加工軟件提出了新的要求。
全圓路徑中增加“銑鍵槽”及“螺旋鉆孔”。
螺旋銑削功能增加“錐度角”的設(shè)置。
鉆起始孔：在每個(gè)下刀位置，自動(dòng)創(chuàng)建鉆孔操作。
實(shí)體鉆孔：自動(dòng)檢測實(shí)體中的孔，并創(chuàng)建鉆孔操作。
新的省時(shí)高效加工控制，可選“只有精加工”或“粗加工及精加工”。
可指定單一實(shí)體面做為干涉面。
3D曲面加工的設(shè)置：加工面、干涉面、CAD檔及切削范圍等選項(xiàng)，提供更方便且更人性化的界面。
將切削方向誤差值及程序過濾合并成“整體誤差”。
在曲面加工參數(shù)(第三頁)中的高級(jí)設(shè)置，可勾選“忽略實(shí)體主體中隱藏面的檢測”，以加快復(fù)雜實(shí)體之刀具路徑的計(jì)算。
曲面粗加工→挖槽：可指定“下刀位置針對(duì)起始孔排序”。
切削深度的設(shè)置中，增加“檢測平面”功能，可自動(dòng)辨識(shí)臨界深度。
鉆削式粗加工的下刀路徑，可選擇雙向(兩點(diǎn)定義矩形)或NCI(先前操作)。
曲面粗加工→殘料加工：將8版曲面等高外形的殘料加工改為獨(dú)立的操作。
曲面粗加工的鉆削式、等高外形及殘料加工中，增加“螺旋式下刀”。
在曲面刀具路徑的間隙設(shè)置中，除了切弧半徑及切弧掃掠角度外，新增“切線長度”。
曲面精加工→投影→“兩曲線的熔接”：類似曲面流線加工，但不需要是連續(xù)的曲面，且可由兩串連曲線決定切削的路徑。
曲面精加工→殘料清角：可指定“保持切削方向與殘料區(qū)域垂直”及采用“混合路徑”(在指定角度上方采等高切削，下方則改采3D環(huán)繞切削)。
展開 目前，關(guān)于光學(xué)硬脆材料復(fù)雜幾何特征超聲輔助銑削工藝研究比較缺乏。
寧波材料所所屬先進(jìn)制造技術(shù)研究所激光與智能能量場制造團(tuán)隊(duì)在旋轉(zhuǎn)超聲加工領(lǐng)域進(jìn)行了一定的積累并取得新的進(jìn)展，針對(duì)K9光學(xué)玻璃材料，加工了各類型腔、表面、孔、薄壁以及復(fù)雜曲面等特征。
圖1.三軸旋轉(zhuǎn)超聲銑削加工孔/凸臺(tái)/型腔等特征
課題組成員自行搭建了三軸聯(lián)動(dòng)超聲輔助加工系統(tǒng)，超聲振動(dòng)頻率可達(dá)19000Hz以上。在該自主搭建的超聲輔助加工系統(tǒng)上進(jìn)行的部分孔、凸臺(tái)、型腔等特征加工試驗(yàn)（圖1），發(fā)現(xiàn)：使用合理的工藝參數(shù)，采用空間螺旋插補(bǔ)進(jìn)刀及超聲輔助三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)空間螺旋銑削K9光學(xué)玻璃產(chǎn)生的孔特征邊緣無崩邊，孔壁及孔底質(zhì)量均比較理想；帶超聲或無超聲加工相同特征效果會(huì)有差別，如無超聲輔助三角形型腔銑削后，加工底面會(huì)有較明顯的刀痕：不同工藝參數(shù)對(duì)加工效果影響顯著，如采用較大的切削深度時(shí)，銑削的方形或圓形型腔外邊特征會(huì)出現(xiàn)崩邊等缺陷特征；而采用合適的切削深度和走刀策略會(huì)產(chǎn)生理想的加工特征，如右側(cè)的曲面?zhèn)缺谛颓弧?DMGultrosonic80eVolinear超聲輔助五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床（圖2）加工的平面、傾斜面、孔、環(huán)以及薄壁等特征（圖3）。該DMG加工系統(tǒng)最大轉(zhuǎn)速18000r/min，X、Y、Z行程分別為850mm、650mm、550mm。使用超聲刀柄，可自動(dòng)搜頻，同時(shí)，可手動(dòng)調(diào)整頻率與振幅。
所加工的特征中，傾斜平面與Z軸夾角45°，并在斜面上銑削加工了直徑8mm的孔特征，在圓形凸臺(tái)內(nèi)加工出1mm圓環(huán)薄壁。使用直徑6mm中空金剛石電鑄刀具加工平面薄壁特征時(shí)，進(jìn)給速度為600mm/min，主軸轉(zhuǎn)速為5500r/min，切寬2.4mm，切深0.03mm，最小薄壁厚度達(dá)0.3mm，取得了理想的加工效果。
展開 在本例中最理想的刀路軌跡就是繞筒狀彎曲面螺旋向下銑削，并且內(nèi)圓曲面內(nèi)空間有限，這樣將對(duì)刀軸有嚴(yán)格要求，防止對(duì)已加工表面造成過切，故將刀具軸線限制在一條曲線上，即選用用“通過曲線傾斜”。
圖4 刀軸控制曲線的繪制
合理的刀軸控制曲線可以使刀路更加的光順，并且刀具不會(huì)大幅度擺動(dòng)。刀軸控制曲線的繪制如圖4，利用三角函數(shù)關(guān)系即可完成。刀具長度的確定，圖4上39.00尺寸兩端點(diǎn)理論上是最短距離，但是考慮刀柄擺動(dòng)過程中與零件的干涉故需適當(dāng)大于39.00。刀軸線長短和圓環(huán)內(nèi)孔直徑長短相當(dāng)，這樣可以有效保證刀具加工到最底點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)不過切。刀軸線與中心線距離理論上大于刀具長度即可，這里設(shè)置為60.00，略大一點(diǎn)可以減小刀具及刀柄的擺動(dòng)幅度，使機(jī)床運(yùn)行更加平穩(wěn)。
圖5 設(shè)置刀軸控制面板
設(shè)置刀軸控制面板如圖5，選擇刀具將通過曲線傾斜，鼠標(biāo)點(diǎn)開傾斜曲線按鈕并選擇輔助傾斜曲線，曲線傾斜類型設(shè)置為由始至終。設(shè)置好合理的干涉面檢查后通過計(jì)算即可得出刀具軌跡如圖6。另外一側(cè)可以鏡像刀軸控制曲線，從新選擇引導(dǎo)線和驅(qū)動(dòng)曲面從新計(jì)算得到相同的刀具軌跡。
圖6
五、仿真模擬及后置處理
仿真模擬為機(jī)床實(shí)際加工的前期模擬虛擬加工，實(shí)際上是加工過程三維動(dòng)態(tài)的逼真再現(xiàn)，可以有效的檢測刀具軌跡的正確性及合理性，以及有無過切現(xiàn)象及碰撞現(xiàn)象，有效的降低了對(duì)機(jī)床的傷害。
圖7 仿真模擬
經(jīng)仿真模擬無誤后選擇合適機(jī)床后置處理轉(zhuǎn)換刀具軌跡為上機(jī)G代碼。在MIKRON UCP800五軸聯(lián)動(dòng)加工中心上驗(yàn)證后，以上方法切實(shí)可行，為彎管五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工提供了合理的技術(shù)支持。
展開 螺旋銑孔過程由主軸的“自轉(zhuǎn)”和主軸繞孔中心的“公轉(zhuǎn)”2個(gè)運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成，這種特殊的運(yùn)動(dòng)方式?jīng)Q定了螺旋銑孔的優(yōu)勢。
首先，刀具中心的軌跡是螺旋線而非直線，即刀具中心不再與所加工孔的中心重合，屬偏心加工過程。刀具的直徑與孔的直徑不一樣，這突破了傳統(tǒng)鉆孔技術(shù)中一把刀具加工同一直徑孔的限制，實(shí)現(xiàn)了單一直徑刀具加工一系列直徑孔。這不僅提高了加工效率，同時(shí)也大大減少了存刀數(shù)量和種類，降低了加工成本。
其次，螺旋銑孔過程是斷續(xù)銑削過程，有利于刀具的散熱，從而降低了因溫度累積而造成刀具磨損失效的風(fēng)險(xiǎn)。更重要的是，與傳統(tǒng)鉆孔相比，螺旋銑孔過程在冷卻液的使用上有了很大的改進(jìn)，整個(gè)銑孔過程可以采用微量潤滑甚至空冷方式來實(shí)現(xiàn)冷卻，是一個(gè)綠色環(huán)保的過程。
第三，偏心加工的方式使得切屑有足夠的空間從孔槽排出，排屑方式不再是影響孔質(zhì)量的主要因素。由此可見，該項(xiàng)技術(shù)有著廣闊的發(fā)展空間和良好的市場前景，但作為新的加工方式，其加工機(jī)理有待進(jìn)一步研究探討。
螺旋銑孔的優(yōu)勢
（1）提高加工孔的質(zhì)量和刀具壽命。
相對(duì)于傳統(tǒng)的鉆孔技術(shù)，螺旋銑孔顯著地提高了孔的質(zhì)量和強(qiáng)度；螺旋銑孔屬于斷續(xù)切削，較低的銑削力使得加工的孔無毛刺；刀具直徑比孔小，切屑得以順利排出，使得孔表面的粗糙度值能大幅降低；在加工復(fù)合型材料時(shí)，消除了以往傳統(tǒng)打孔由于刀尖鈍化導(dǎo)致的脫層、剝離、孔表面質(zhì)量低等情況。
傳統(tǒng)鉆孔刀具中心的切削能力低下，且易積聚發(fā)熱快速磨損，刀具壽命普遍較低；螺旋銑孔則由于較低的銑削力使刀具壽命顯著提高。
（2） 縮短研制周期，節(jié)約加工成本。
在制造飛機(jī)或其他重型機(jī)器時(shí)，使用螺旋銑孔技術(shù)將會(huì)大大縮短研發(fā)周期，降低成本。
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螺旋銑削的最新內(nèi)容
由于螺旋銑孔工藝銑削力低，此項(xiàng)技術(shù)才能在工業(yè)機(jī)器人裝置上得以應(yīng)用。由于工業(yè)機(jī)器人裝置比較柔弱，而傳統(tǒng)鉆孔軸向力太大，因此傳統(tǒng)鉆孔是無法應(yīng)用在此類裝置上的。
（4） 促進(jìn)新材料的使用。
在飛機(jī)的零部件中使用新型材料是明顯的發(fā)展趨勢，鈦合金、復(fù)合材料等新型材料已得到廣泛應(yīng)用。
19.銑削阿基米德螺旋槽裝置（Device for milling Archimedean spiral groove）
錐齒輪衛(wèi)星傳動(dòng)和螺母-螺釘傳動(dòng)的結(jié)合。
從機(jī)床適用性的角度考慮，如果所用加工機(jī)床的功率有限，則可考慮采用插銑法，這是因?yàn)椴邈娂庸に韫β市∮?em>螺旋銑削，從而有可能利用老式機(jī)床或功率不足的機(jī)床獲得較高的加工效率。例如，在一臺(tái)40級(jí)機(jī)床上可實(shí)現(xiàn)插銑深槽的加工，而此類機(jī)床不適合采用長刃螺旋銑刀進(jìn)行加工，這是因?yàn)?em>螺旋銑削產(chǎn)生的徑向切削力較大，易使螺旋銑刀發(fā)生振顫。
在本例中最理想的刀路軌跡就是繞筒狀彎曲面螺旋向下銑削，并且內(nèi)圓曲面內(nèi)空間有限，這樣將對(duì)刀軸有嚴(yán)格要求，防止對(duì)已加工表面造成過切，故將刀具軸線限制在一條曲線上，即選用用“通過曲線傾斜”。
圖4 刀軸控制曲線的繪制
合理的刀軸控制曲線可以使刀路更加的光順，并且刀具不會(huì)大幅度擺動(dòng)。刀軸控制曲線的繪制如圖4，利用三角函數(shù)關(guān)系即可完成。
在該自主搭建的超聲輔助加工系統(tǒng)上進(jìn)行的部分孔、凸臺(tái)、型腔等特征加工試驗(yàn)（圖1），發(fā)現(xiàn)：使用合理的工藝參數(shù)，采用空間螺旋插補(bǔ)進(jìn)刀及超聲輔助三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)空間螺旋銑削K9光學(xué)玻璃產(chǎn)生的孔特征邊緣無崩邊，孔壁及孔底質(zhì)量均比較理想；帶超聲或無超聲加工相同特征效果會(huì)有差別，如無超聲輔助三角形型腔銑削后，加工底面會(huì)有較明顯的刀痕：不同工藝參數(shù)對(duì)加工效果影響顯著，如采用較大的切削深度時(shí)，銑削的方形或圓形型腔外邊特征會(huì)出現(xiàn)崩邊等缺陷特征
螺旋銑削功能增加“錐度角”的設(shè)置。
鉆起始孔：在每個(gè)下刀位置，自動(dòng)創(chuàng)建鉆孔操作。
實(shí)體鉆孔：自動(dòng)檢測實(shí)體中的孔，并創(chuàng)建鉆孔操作。
新的省時(shí)高效加工控制，可選“只有精加工”或“粗加工及精加工”。
可指定單一實(shí)體面做為干涉面。
3D曲面加工的設(shè)置：加工面、干涉面、CAD檔及切削范圍等選項(xiàng)，提供更方便且更人性化的界面。
將切削方向誤差值及程序過濾合并成“整體誤差”。
