07第七章掌握高頻模加工方法(下)

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1、第七章 掌握高頻模加工方法（下） 第七章 掌握高頻模加工方法（下） 教學(xué)提示： 第六章詳細(xì)講解了使用“開(kāi)槽式等量切削”的方法去粗、多把刀具清角的金屬加工工藝方法，對(duì)具體的參數(shù)設(shè)置沒(méi)有詳細(xì)講解，僅點(diǎn)到為止。第七章就對(duì)這些參數(shù)的意義及使用方法進(jìn)行了詳細(xì)的講解，使學(xué)員加深對(duì)這些參數(shù)的理解，做到靈活運(yùn)用。 教學(xué)重點(diǎn)： 1、通過(guò)高頻模實(shí)例的講解，培養(yǎng)學(xué)員分析、使用高級(jí)參數(shù)的能力。 2、學(xué)員在獨(dú)立設(shè)計(jì)刀具路徑時(shí)，能夠熟練使用本教材中提供的加工參數(shù)。 7.1 實(shí)物及模具特點(diǎn)分析 圖7-1 上圖是一件衣服的商標(biāo)部分的掃描圖樣。 這種產(chǎn)品是通過(guò)模具在衣服的面料上面經(jīng)過(guò)高頻熱壓，把另

2、外一種不同顏色的材料粘壓在衣服的面料上。模具用59號(hào)銅雕刻而成。 這類型的模具具體要求是什么呢？ 1、模具的雕刻深度 模具本身雕刻加工要求的深度是2.5mm。 2、模具要求有刀口 刀口的作用是把圖案以外的材料與圖案分開(kāi)。刀口深度在0.4——0.5mm，寬度在0.1——0.2mm。刀口不可以太窄，要不然模具的使用壽命不高。但是也不能太寬，太寬了不能夠把材料切斷。 3、模具的刀口線以內(nèi)是壓緊邊 壓緊邊的作用是使衣服的材料和圖案材料有足夠的接觸面積，這樣兩層材料可以緊密的粘貼在一起。壓緊邊的寬度一般在0.4mm，對(duì)于比較細(xì)的文字圖案，有的時(shí)候壓緊邊只有0.2mm，甚至沒(méi)有壓緊邊。如果

3、沒(méi)有預(yù)留壓緊邊，壓緊完全是靠在雕刻過(guò)程中側(cè)邊產(chǎn)生的錐度來(lái)壓緊。 7.2 抄圖得到雕刻區(qū)域 對(duì)于模具加工來(lái)講,大多數(shù)情況下得到的信息是實(shí)物。在這種情況下，我們首先要掃描得到實(shí)物的圖片，如圖7-1，然后進(jìn)行抄圖得到如圖7-2的圖形。具體抄圖的過(guò)程前面已經(jīng)具體講解過(guò)，在這里我們不再詳細(xì)講解。 局部放大圖為7-3所示。 圖7-2 圖7-3 7.3 規(guī)劃加工工藝 得到圖7-2的圖形以后就要對(duì)模具進(jìn)行工藝分析，設(shè)計(jì)刀具路徑。 在前面的分析中，我們已經(jīng)確定了高頻模加工的一般思路，并且分析給出了開(kāi)粗加工的工藝和精修加工的工藝，接下來(lái)重點(diǎn)講解這些工藝方法的實(shí)際應(yīng)用。 這個(gè)實(shí)例

4、在實(shí)際加工中刀口和壓緊邊是在最后一道專門(mén)的精修工序中完成的，這也是這一類型的高頻模具與一般類型的高頻模具的不同之處。所以在前邊的工序中我們可以不去管它。 我們首先要加工的是如圖7-4所示的圖形區(qū)域。 圖7-4 7.3.1 生成開(kāi)粗路徑——定義開(kāi)槽工序 在前面的分析過(guò)程中我們確定了開(kāi)粗加工的方法： l 使用“底直徑2mm，錐度20度”的錐刀或者“2mm螺紋銑刀”以開(kāi)槽式等量切削的方式進(jìn)行開(kāi)粗加工。 在JDPaint中選擇圖7-4的所有圖形（包括矩形框），點(diǎn)擊“刀具路徑”下拉菜單中的“區(qū)域雕刻”按鈕彈出如圖7-5對(duì)話框： 各個(gè)參數(shù)選擇如圖7-5所示。注意： 粗雕刀具：為了能正

5、確的生成刀具路徑補(bǔ)償，這里我們選擇錐度20-2.0的刀具去填路徑，其他參數(shù)按照2.0mm螺紋銑刀的加工表去設(shè)置，實(shí)際雕刻時(shí)使用2.0mm的螺紋銑刀去加工。 雕刻深度：雕刻深度是模具本身的要求2.5mm。 然后點(diǎn)擊“粗雕策略”按鈕進(jìn)入粗雕策略對(duì)話框，其中參數(shù)設(shè)置如圖7-6 圖7-5 圖7-6 在圖7-6界面中要求我們?cè)O(shè)置的參數(shù)有以下幾組： 1、定義刀具的吃刀深度 在本實(shí)例中，我們使用2mm螺紋銑刀，有開(kāi)槽工藝的保證可以一次加工到位。所以在圖7-6中的“吃刀深度”是2.5mm “刀具吃刀深度”是

6、定義每次加工工序中“所選用刀具”一次可加工的最大深度。 “刀具吃刀深度”是反映在一定的工藝條件下，刀具加工能力的參數(shù)！在高頻模加工中，由于刀具的性能和加工工藝的限制，不是所有情況下都可以一刀完成加工。很多時(shí)候，尤其是使用錐刀的時(shí)候，是通過(guò)分層加工的方法加工到位。 注：使用錐刀為什么要分層呢？由于錐刀的“上大下小”的特點(diǎn)，一次吃刀深度不能大。如底刃直徑為2mm，錐角為20的刀具，在吃刀深度為1mm時(shí)，刀具上段切削處的直徑已為2.2mm，如果再加深，刀具最上段的切削線速度也相應(yīng)加大，刀具的受力不均，在側(cè)向進(jìn)給量大和進(jìn)給速度高時(shí)，刀具磨損也相應(yīng)增大，加工聲音和加工效果都相應(yīng)變壞。 2、定義開(kāi)槽

7、工序的加工參數(shù) 確定了吃刀深度以后，我們?cè)賮?lái)設(shè)置開(kāi)槽工藝的參數(shù)： （1）首先是開(kāi)槽工藝的選取 “開(kāi)槽工藝”是開(kāi)粗加工中的第一道工序，前面已反復(fù)強(qiáng)調(diào)，在有一定深度的高頻模產(chǎn)品加工中，一定要使用“開(kāi)槽工藝”，只有這樣才能保證有一個(gè)較好的加工效率。 （2）設(shè)置開(kāi)槽層數(shù) 在“粗雕策略”的工作界面中，“開(kāi)槽工藝”的使用除了選取“開(kāi)槽式等量切削”項(xiàng)外，量化的參數(shù)只有一個(gè)“開(kāi)槽層數(shù)”。這是一個(gè)計(jì)算值，它的確定是依據(jù)兩個(gè)參數(shù)：“吃刀深度”和“開(kāi)槽深度”。使用“吃刀深度”除以“開(kāi)槽深度”就是開(kāi)槽層數(shù)。 在這個(gè)實(shí)例中，加工的“吃刀深度”定義為2.5mm，“開(kāi)槽深度”如果設(shè)為0.5mm，此時(shí)“開(kāi)槽層數(shù)”

8、欄里填“5”。 那么“開(kāi)槽深度”是如何確定的？ “開(kāi)槽深度”就是在開(kāi)槽加工過(guò)程中刀具的一次吃刀深度值，這個(gè)值與前面介紹的“吃刀深度”類似，它的取值與刀具的材料、刀具的形式、加工的材料和加工中的進(jìn)給速度有關(guān)。 不同的刀具雙邊切時(shí)的吃刀深度請(qǐng)查本章后邊的附表部分。 注：開(kāi)槽深度與吃刀深度一樣，是衡量加工能力的指標(biāo)。在前面的介紹中反復(fù)強(qiáng)調(diào)：開(kāi)槽加工是沿著雕刻區(qū)域的邊緣進(jìn)行加工，開(kāi)槽加工的區(qū)域是 “雙邊切”區(qū)域。 （3）斜線下刀 斜線下刀也是高頻模加工的一個(gè)較為關(guān)鍵的參數(shù)，尤其是在開(kāi)槽加工時(shí)，必須選擇斜線下刀。斜線下刀使用的參數(shù)是“下刀角度”，該參數(shù)定義了斜線下刀時(shí)的切入角度。 在分層

9、開(kāi)槽時(shí)，如果刀具垂直吃入材料，刀具的底刃十分容易崩掉。如果刀具以一定的角度α吃入材料，即從0過(guò)渡到吃刀深度，可以避免垂直下刀帶來(lái)的底刃崩刃的問(wèn)題。如圖7-7所示。 圖7-7 加工金屬時(shí)，斜線下刀的角度不能大于5，在高頻模的加工中斜線下刀的角度為1。 注：斜線下刀是JDPaint中保護(hù)刀具的關(guān)鍵參數(shù)，使用斜線下刀最明顯的變化是下刀的聲音較為輕松，這一功能實(shí)際上是精雕軟件中針對(duì)小刀具加工的十分有特色的功能。 （4）分層不抬刀 “分層不抬刀”是用來(lái)定義開(kāi)槽分層加工時(shí)的下刀方式，選擇該參數(shù)，在分層加工時(shí)就按照定義的下刀方式進(jìn)行下刀運(yùn)動(dòng)，并且不抬刀，直接開(kāi)始下一層的開(kāi)槽加工；若不選擇該參

10、數(shù)，在開(kāi)始下一層的加工之前要進(jìn)行一次抬刀運(yùn)動(dòng)。（可以通過(guò)計(jì)算計(jì)演示，制作兩個(gè)文件，模擬比較。） 總結(jié)：在前面的教學(xué)中我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)“開(kāi)槽工藝”是精雕機(jī)加工高頻模材料的關(guān)鍵技術(shù)。現(xiàn)在我們對(duì)其在加工中的主要作用概括如下： （1）有效地解決了雕刻過(guò)程中刀具吃刀量不均的問(wèn)題，提高了刀具的使用壽命，保證了加工效率。 （2）當(dāng)加工尺寸精度要求高時(shí)，使用開(kāi)槽加工工藝，可有效地解決尺寸精度難于保證的問(wèn)題。 （3）規(guī)范地使用開(kāi)槽加工工藝，降低了操作人員對(duì)加工經(jīng)驗(yàn)的依賴，降低了操作人員使用精雕機(jī)的難度。 因此，開(kāi)槽工藝作為精雕機(jī)使用的基本技術(shù)，對(duì)于初學(xué)者在設(shè)計(jì)路徑的時(shí)候是必須學(xué)習(xí)、必須掌握、必須使用的技術(shù)

11、。 7.3.2 生成開(kāi)粗路徑——定義快速去料工序的工藝參數(shù) 當(dāng)開(kāi)槽加工完成后，雕刻圖形邊界已加工到2.5mm深度，實(shí)際再加工的材料就是“單邊切”區(qū)域了。此時(shí)，在后續(xù)的加工中就可以按較大的深度進(jìn)行去料加工了，我們把此工序稱為“快速去料工序”。 快速去料工序所涉及的參數(shù)主要有以下幾組： 1、側(cè)向進(jìn)給量 側(cè)向進(jìn)給量在JDPaint中是通過(guò)路徑重疊率和路徑間距來(lái)描述的。 路徑間距：當(dāng)一行或一圈路徑加工完后，刀具走向下一行或一圈路徑的運(yùn)動(dòng)量，也就是刀具在進(jìn)給方向上的位移。這就是傳統(tǒng)加工領(lǐng)域里講的刀具的側(cè)向進(jìn)給量。 路徑重疊率：是相鄰兩行或兩圈路徑之間的重疊部分占刀具直徑的百分比。 （1

12、）刀具的加工能力與側(cè)向進(jìn)給量間的關(guān)系 刀具的側(cè)向進(jìn)給量實(shí)際上是定義了刀具在運(yùn)動(dòng)方向上切削面積。當(dāng)加工深度一定時(shí)，刀具的側(cè)向進(jìn)給量越大，刀具切削面積也就越大。當(dāng)使用錐刀加工時(shí)，由于錐刀的“上大下小”和“切削刃為一條線”的特點(diǎn)，如果側(cè)向進(jìn)給量過(guò)大，就會(huì)造成刀具變形、磨損加大、加工聲音十分刺耳。 （2）刀具的進(jìn)給速度與側(cè)向進(jìn)給量之間的關(guān)系 下面一組數(shù)據(jù)可以說(shuō)明兩者之間的關(guān)系： 當(dāng)使用錐刀進(jìn)行開(kāi)粗加工時(shí)，在加工深度一定的前提下（1mm），當(dāng)側(cè)向進(jìn)給量為0.5mm，可使用2.4m/min的進(jìn)給速度進(jìn)行切削，此時(shí)切除率為1200毫米3/分鐘；當(dāng)側(cè)向進(jìn)給量為大于0.5mm以上，如0.75mm，要使加

13、工狀態(tài)達(dá)到“刀具磨損小、加工聲音不刺耳”的狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)證明進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度要降到1.2m/min，按照切除率的概念來(lái)計(jì)算，此時(shí)的切除率是900毫米3/分鐘，可見(jiàn)加工效率下降較大。 （3）加工底面效果與側(cè)向進(jìn)給量間的關(guān)系 在一般情況下，若側(cè)向進(jìn)給量大，刀具的切削量加大，按照切削機(jī)理來(lái)分析，加工底面的粗糙度一定會(huì)升高（而且事實(shí)也是如此）；若側(cè)向進(jìn)給量小，刀具的切削量小、加工底面的粗糙度一定會(huì)降低。 （在講課中準(zhǔn)備一對(duì)樣品進(jìn)行比較） 總結(jié)：刀具的側(cè)向進(jìn)給量是一個(gè)十分關(guān)鍵的參數(shù)，使用中變數(shù)較大，為使初學(xué)者能盡快上手，在今后的教學(xué)中一定給一固定的值。（常用刀具的加工參數(shù)請(qǐng)參閱本手冊(cè)附表）更為重要的是：

14、穩(wěn)定地完成了第一道工序的加工工作，讓使用者，尤其是經(jīng)驗(yàn)不足者能很快地上手操作！ 2、走刀方式 怎么理解“走刀方式”呢？ 精雕機(jī)在去除雕刻區(qū)域中的材料時(shí)，要按照一定的運(yùn)動(dòng)方式一刀接一刀地進(jìn)行材料的去除工作，這里的“一定的運(yùn)動(dòng)方式”就是下面要講的走刀方式！ 在JDPaint中，操作人員可定義的走刀方式有以下幾種：往復(fù)行切、單向行切、環(huán)切、環(huán)切清角。不同的走刀方式對(duì)加工效率、成品底面效果和刀具的切削受力有著一定的影響，各個(gè)參數(shù)的使用情況如下。 （1）往復(fù)行切 往復(fù)行切是一種平行線型的走刀路徑，加工運(yùn)動(dòng)是單軸運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)方式：從雕刻區(qū)域的一端入刀，刀具沿著主運(yùn)動(dòng)軸某一方向（如X軸正向）

15、切削運(yùn)動(dòng)到雕刻區(qū)域的另一邊，然后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)軸（Y軸）在進(jìn)給方向上運(yùn)動(dòng)一個(gè)路徑間距，隨后刀具沿著主運(yùn)動(dòng)軸反方向（如X軸負(fù)向）回到雕刻區(qū)域的起始邊。（講述上述內(nèi)容應(yīng)在計(jì)算機(jī)上演示進(jìn)行）如圖7-8： 圖7-8 注：①加工效率 往復(fù)行切對(duì)運(yùn)動(dòng)效率的影響與雕刻區(qū)域的形狀相關(guān)，也就是說(shuō)生成的單段路徑長(zhǎng)度與雕刻區(qū)域的形狀有關(guān)。 當(dāng)?shù)窨虆^(qū)域的最長(zhǎng)邊的方向與切削主運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，單段路徑的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，這樣的加工運(yùn)動(dòng)的平均速度能達(dá)到最大值，有利于加工效率的提高。 當(dāng)?shù)窨虆^(qū)域的最長(zhǎng)邊的方向與切削主運(yùn)動(dòng)方向不一致時(shí)，單段路徑的長(zhǎng)度較短，加工運(yùn)動(dòng)的平均速度很難達(dá)到最大值，不利于加工效率的提高。 ②加工效果

16、 往復(fù)行切的加工方式生成的加工底面刀紋較為均勻，路徑不存在殘量，可以生成較高水平的底面加工效果。往復(fù)行切的加工吃刀運(yùn)動(dòng)是來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，吃刀過(guò)程中存在著順逆銑（即正向運(yùn)動(dòng)時(shí)是順逆、負(fù)向運(yùn)動(dòng)時(shí)是逆銑），刀具受力不均，這樣就會(huì)影響底面的粗糙度，也就是說(shuō)在底面粗糙度要求特別高的情況下，往復(fù)行切加工運(yùn)動(dòng)底面粗糙度無(wú)法滿足要求。 （2）單向行切 單向行切也是一種平行線型的走刀路徑，與往復(fù)行切不同的是，刀具從雕刻區(qū)域的一邊下刀，沿著主運(yùn)動(dòng)軸切削運(yùn)動(dòng)到雕刻區(qū)域的另一邊后抬刀空行程返回雕刻區(qū)域的下刀邊，進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)一個(gè)路徑間距，再落刀進(jìn)行下一行的切削加工。如圖7-9。（計(jì)算機(jī)演示效果） 圖7-9 注：

17、這種加工方式的優(yōu)勢(shì)是刀具在切削運(yùn)動(dòng)中切削方向一定（或是順銑、或是逆銑），刀具受力均勻，加工底面效果好，底面粗糙度能達(dá)到十分高的水平，但是不利的影響是空行程多，加工的效率將受較大的影響。這種加工運(yùn)動(dòng)方式使用于加工底面粗糙度要求極高的場(chǎng)合。 （3）環(huán)切 環(huán)切走刀方式是依照雕刻區(qū)域的邊界給出刀具的加工運(yùn)動(dòng)路徑！ 運(yùn)動(dòng)方式：刀具或是由雕刻區(qū)域的內(nèi)部向雕刻區(qū)域的邊界一圈一圈地向外運(yùn)動(dòng)、或是由雕刻區(qū)域的邊界向雕刻區(qū)域的內(nèi)部一圈一圈地向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，正由于是一圈一圈地運(yùn)動(dòng)，因此稱為環(huán)切方式，環(huán)切路徑在實(shí)際加工運(yùn)動(dòng)中是X、Y雙軸聯(lián)動(dòng)。見(jiàn)圖7-10。 JDPaint中的環(huán)切路徑最明顯的不足是：當(dāng)覆蓋率低時(shí)，刀

18、具路徑容易出現(xiàn)未加工的殘料區(qū)！這種設(shè)計(jì)方式是為避免出現(xiàn)不必要的過(guò)切問(wèn)題，在加工要求精細(xì)時(shí)，應(yīng)使用較高的覆蓋率。另外，環(huán)切路徑容易出現(xiàn)結(jié)點(diǎn)，這樣在加工中會(huì)出現(xiàn)停頓，當(dāng)加工側(cè)壁的光潔度要求較高時(shí)很難滿足要求。 注：環(huán)切路徑適合于生成小雕刻區(qū)域的加工路徑（此時(shí)行切路徑的長(zhǎng)度也不可能長(zhǎng)），尤其是在生成黑體、宋體、綜藝體字（字形的橫豎筆劃均為細(xì)長(zhǎng)型，長(zhǎng)寬比相差較大）的雕刻路徑時(shí)表現(xiàn)出的加工效率較高，環(huán)切加工方式在生成寬闊型區(qū)域（尤其是長(zhǎng)寬比相差不大）的雕刻路徑時(shí)，雕刻加工效率低于行切加工方式。 環(huán)切路徑在雕刻加工中是環(huán)繞圖形邊界走刀，其加工底面的刀紋不如行切方式規(guī)則，環(huán)切方式在刀具切削中保持單方向的

19、吃刀（順銑和逆銑）刀具受力均勻，可承受較大的切削力。 （4）環(huán)切清角 環(huán)切清角刀具路徑（圖7-11）是在環(huán)切的基礎(chǔ)上，在一些有可能形成多余的殘料的尖角區(qū)域強(qiáng)制加入清理殘料的刀具路徑，來(lái)彌補(bǔ)環(huán)切路徑在低覆蓋率時(shí)的加工殘料較大的問(wèn)題。 高頻模的加工中，由于加工細(xì)節(jié)要求較高，因此，一般不使用環(huán)切清角方式生成刀具路徑。 圖7-10 圖7-11 總結(jié)： 在高頻模的加工中，一般使用往復(fù)行切方式進(jìn)行走刀，尤其是在雕刻面積較大時(shí)，如大面積陽(yáng)雕圖形，此時(shí)必須使用往復(fù)行切方式；當(dāng)?shù)窨痰膱D形較小時(shí)，或者文字、圖形長(zhǎng)寬比相差較

20、大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)厥褂铆h(huán)切方式，這樣生成的路徑運(yùn)動(dòng)速度是最快的；當(dāng)加工底面的粗糙度要求非常低時(shí)，應(yīng)使用單向行切。 雕刻加工是一種區(qū)域型的往復(fù)加工，加工運(yùn)動(dòng)速度的快慢將制約著加工效率。 加工運(yùn)動(dòng)速度不是指我們?cè)诳刂栖浖性O(shè)定的進(jìn)給速度，這是運(yùn)動(dòng)的最高速度。事實(shí)上在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不可能一直以最高速度運(yùn)動(dòng)！ 這里的加工運(yùn)動(dòng)速度是指運(yùn)動(dòng)的平均速度。制約平均運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)鍵因素是升降速時(shí)間和運(yùn)動(dòng)距離。 3、兜邊一次和兜邊量 兜邊一次和兜邊量，這是一組參數(shù)，在開(kāi)粗的加工工藝中，當(dāng)行切路徑走完后，雕刻過(guò)程變?yōu)檠刂鴪D形區(qū)域邊界修整一次邊界！ 兜邊一次和兜邊量參數(shù)組只在行切走刀方式下有效！ 為什么要

21、進(jìn)行兜邊？兜邊和不兜邊的效果如圖7-12所示（計(jì)算機(jī)模擬效果）。 圖7-12 兜邊量定義了兜邊加工過(guò)程的加工量，該量事實(shí)上定義行切路徑和兜邊路徑的間距（圖7-12），當(dāng)使用兜邊工藝時(shí)，兜邊量應(yīng)給出相應(yīng)的定義，否則，兜邊加工將無(wú)“料”可加工，原因是前面的加工尺寸已經(jīng)到位。使用兜邊量可以避免在高速進(jìn)給時(shí)刀具的形變引起的過(guò)切問(wèn)題。 在高頻模的加工中，兜邊一次和兜邊量這組參數(shù)一定要使用，兜邊量可使用系統(tǒng)缺省值0.03mm。 4、行切角度 行切角度定義了刀具路徑與水平方向的角度，如圖7-13所示。 該參數(shù)是一個(gè)方向調(diào)整參數(shù)，利用該參數(shù)可調(diào)整路徑的方向，尤其是在圖形的長(zhǎng)寬比相差較大時(shí)，可通

22、過(guò)調(diào)整路徑行切的角度的方法保證形成的單段路徑的長(zhǎng)度最長(zhǎng)，這樣可以不用環(huán)切路徑。 0度 90度 45度 圖7-13 行切角度的參數(shù)只在行切方式下有效，在具體使用中應(yīng)注意下述問(wèn)題： （1）精雕機(jī)的運(yùn)動(dòng)在單軸運(yùn)動(dòng)下最為平穩(wěn)，也就是說(shuō)此時(shí)行切角度是0或90度。 （2）當(dāng)使用非單軸運(yùn)動(dòng)時(shí)，即行切角度為非0或非90度，最好定義路徑行切角度為45度，此時(shí)精雕機(jī)的運(yùn)動(dòng)也較為平穩(wěn)，其他角度的路徑有可能引起精雕機(jī)的抖動(dòng)，尤其是在行切角度較大或較小時(shí)，精雕機(jī)抖動(dòng)

23、可能會(huì)較大。 5、從內(nèi)向外環(huán)切 該參數(shù)定義了環(huán)切加工路徑的入刀點(diǎn)的位置，選擇該參數(shù)，生成的刀具路徑是在環(huán)形路徑的中心點(diǎn)下刀，然后，刀具由內(nèi)向外進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)；不選擇該參數(shù)，生成的刀具路徑是在環(huán)形路徑的邊緣下刀，然后，刀具由外向內(nèi)進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)。 在高頻模的加工中，使用該參數(shù)可以解決形狀簡(jiǎn)單的小區(qū)域的開(kāi)槽問(wèn)題，但是在復(fù)雜的大區(qū)域的加工中不要使用此參數(shù)。 6、最大步長(zhǎng) 這是一個(gè)優(yōu)化刀具路徑單段長(zhǎng)度的參數(shù)。在實(shí)際使用中，若選擇該參數(shù)，JDPaint在生成刀具路徑時(shí)盡可能保證生成的單段路徑為最長(zhǎng)。 7、最少抬刀 這也是一個(gè)優(yōu)化刀具路徑的參數(shù)，該參數(shù)用來(lái)定義生成路徑的抬刀方式。 在實(shí)際使用中

24、，若選擇該參數(shù)，JDPaint生成的刀具路徑在抬刀時(shí)有如下變化： （1）在使用行切方式生成刀具路徑時(shí)，在雕刻一個(gè)大面積、不規(guī)則的區(qū)域時(shí)，當(dāng)一局部區(qū)域雕刻完成后，此時(shí)已到達(dá)該局部區(qū)域的邊界，而當(dāng)前刀具所在的位置又不在大雕刻區(qū)域的其它部分的邊緣，這時(shí)刀具按這種方式運(yùn)動(dòng)：不抬刀，沿著已雕刻的圖形邊界繞到下一個(gè)需雕刻的部分（仍在當(dāng)前大雕刻區(qū)域內(nèi)）。這種方法俗稱“繞邊”。 （2）在使用環(huán)切方式生成刀具路徑時(shí)，在雕刻一個(gè)大面積、不規(guī)則的區(qū)域時(shí)，當(dāng)一局部環(huán)形區(qū)域雕刻完成后，而此時(shí)刀具的位置又不與該大區(qū)域內(nèi)的其它環(huán)形加工區(qū)直接相鄰，尤其是在使用由內(nèi)向外環(huán)的方式時(shí)，這時(shí)刀具按這種方式運(yùn)動(dòng)：不抬刀，直接運(yùn)動(dòng)的

25、下一個(gè)環(huán)形雕刻路徑的中心（仍在當(dāng)前大雕刻區(qū)域內(nèi)）。這種方法不適合進(jìn)行高頻模和高頻模類的加工，原因是有可能出現(xiàn)“雙邊切”的加工狀態(tài)。 當(dāng)所有的參數(shù)全部選擇完成，點(diǎn)擊確定生成開(kāi)粗的刀具路徑如7-14圖所示。生成開(kāi)粗路徑后的模擬加工效果如圖7-15。 圖7-14 圖7-15 注：下面再給出使用20度2mm的錐度刀開(kāi)粗時(shí)參數(shù)選擇表： 表-3 使用20-2mm錐刀進(jìn)行高頻模開(kāi)粗加工的參數(shù) 工序 主要參數(shù) 取值范圍 取值說(shuō)明 開(kāi)槽 開(kāi)槽式等量切削 選擇 一定要選擇此項(xiàng) 開(kāi)槽層數(shù) 2 此時(shí)吃刀深度1mm，

26、開(kāi)槽深度為0.5mm。 分層不抬刀 選擇 斜線下刀 選擇 一定要選擇此項(xiàng) 斜角 10 沒(méi)有特殊的理由就不要變 快速去料 吃刀深度 1mm 重疊率 75% 可確保加工過(guò)程順暢 路徑間距 0.5mm 走刀方式 往復(fù)行切 對(duì)于高頻開(kāi)粗加工應(yīng)選擇行切方式 行切角度 00 對(duì)于個(gè)別Y向較長(zhǎng)的區(qū)域使用900 兜邊一次 選擇 一定要選擇此項(xiàng) 兜邊量 0.03mm 從內(nèi)向外 不選擇 高頻開(kāi)粗加工很少使用環(huán)切 最大步長(zhǎng) 選擇 最少抬刀 選擇 下刀方式 斜線下刀 在前面使用2mm螺紋銑刀進(jìn)行“快速去料”加工時(shí)

27、的加工深度為2.5mm，側(cè)向進(jìn)給量為0.4mm，加工進(jìn)給速度可達(dá)到2.4米/分，這個(gè)加工運(yùn)動(dòng)參數(shù)是較高的，加工效率也是較高的。 按照去除率計(jì)算公式，上述加工工藝參數(shù)的切除率為2400毫米3/分鐘，也就是說(shuō)，使用上述參數(shù)加工一個(gè)小時(shí)可去除材料144000毫米3（144厘米3），尤其是對(duì)于小區(qū)域型的加工，這已是一個(gè)較高的加工效率。 總結(jié)：高頻模使用的材料為59銅，雖不是高硬度的材料，但是在長(zhǎng)時(shí)間的切削加工中同樣也會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生磨損，因此在規(guī)劃一個(gè)加工過(guò)程時(shí)，不能單方面地考慮加工速度，要綜合考慮下面的因素： （1）能否有效地降低刀具磨損，使長(zhǎng)時(shí)間的加工過(guò)程較為流暢，并保證能有較好的加工效率和產(chǎn)品

28、品質(zhì)。 （2）能否在加工過(guò)程中有效地保護(hù)加工設(shè)備，使設(shè)備能長(zhǎng)期地保持良好的加工精度和使用壽命。 （3）能否保證較高的成品率，也就是說(shuō)在實(shí)際加工中應(yīng)“干一件就能成一件”，不要圖一時(shí)的快，結(jié)果造成中間過(guò)程不順暢，不但加大用刀成本，而且還加大了廢品的風(fēng)險(xiǎn)。 （4）開(kāi)粗加工是一個(gè)加工的中間工序，后續(xù)的加工是精修加工，因此，在規(guī)劃開(kāi)粗加工工藝時(shí)，應(yīng)盡量避免給下面的工藝帶來(lái)不必要的問(wèn)題，這實(shí)際上是保證成品的極為關(guān)鍵的因素。 上述考慮的出發(fā)點(diǎn)是從保證產(chǎn)品的成品率的角度考慮的，在今后的教學(xué)中應(yīng)多灌輸上述思想，這種思想才是真正的“會(huì)干活”的思想，原因是對(duì)于一個(gè)學(xué)員能順順當(dāng)當(dāng)?shù)匕选盎睢弊鞒鰜?lái)了。對(duì)于到精雕

29、培訓(xùn)班學(xué)習(xí)準(zhǔn)備求職的學(xué)員，樹(shù)立“干一件成一件”的干活意識(shí)和思路更為重要。 7.3.3 生成精修路徑 從生成的開(kāi)粗路徑模擬效果來(lái)看，開(kāi)粗路徑雖然把大部分的材料加工掉了，但是還有相當(dāng)?shù)臍堄嗖牧蠜](méi)有去除，模具還達(dá)不到我們要求的仿真清晰度。接下來(lái)的工作就是進(jìn)行精修加工。 前一節(jié)我們分析了要加工的殘料區(qū)域，了解了它的組成部分和刀具在加工中的受力狀態(tài)。 現(xiàn)在我們要分析針對(duì)這些殘料進(jìn)行加工的雕刻方案。 1、多把刀清角的加工方案 由于考慮到加工效率和刀具強(qiáng)度的問(wèn)題，我們選擇 “底直徑2mm，錐度20度的錐刀或者2mm螺紋銑刀”作粗加工。而精加工的刀具由于模具本身雕刻圖案的清晰度和精細(xì)度的要求，最

30、小的刀具只能是0.2-0.3的刀具，有的可能還要小。 但是經(jīng)過(guò)刀具選擇一節(jié)的分析，我們得出：兩把刀具間直徑差異不能超過(guò)兩倍，而且當(dāng)?shù)毒咧睆綖?.5mm以下時(shí)，兩把刀具直徑差異應(yīng)該更小。 在這種情況下如何設(shè)計(jì)刀具路徑呢？ 這就要用到多把刀清角加工工藝方案。 我們知道：精修加工是針對(duì)邊角進(jìn)行，邊角的面積相對(duì)開(kāi)粗加工的面積不大，但加工深度不減，在加工非常小的邊角區(qū)域時(shí)，由于深度方向上的加工量較大，小尺寸的刀具一干就斷，因此，在精修加工時(shí)可以先使用一把尺寸較大、強(qiáng)度較好的刀具，使用清角的加工方法，在邊角區(qū)域的空間深度上去除一定量的材料，這樣下面一把刀具的加工量事實(shí)上減少了，斷刀的概率也就相應(yīng)降

31、低！以此下去，每一把稍“大”的刀通過(guò)清角加工為下一把“小”刀減少了加工量，這樣通過(guò)保證每把刀具的加工負(fù)荷合理，來(lái)降低斷刀概率，提高加工效率。 所以對(duì)于初學(xué)者高頻模加工應(yīng)按下述方法排列精修刀具： （1）由于開(kāi)粗加工是使用直徑2.0mm刀具，那么精修刀具的第一把刀為錐度為20、底刃直徑為1.0mm的刀具，這把刀具強(qiáng)度較好！其主要作用是清理開(kāi)粗加工的工作現(xiàn)場(chǎng)，以保證后續(xù)更小的刀具加工量不至于太大。 （2）第二把精修刀具應(yīng)使用錐度為20、底刃直徑為0.5mm的刀具，該刀具強(qiáng)度較好！一般情況下這把刀具的相對(duì)加工量較大，這把刀具實(shí)際上可以稱為精修加工中的開(kāi)粗加工刀具。 （3）第三把精修刀具應(yīng)使用錐

32、度為20、底刃直徑為0.3mm的刀具，此刀具的刀具強(qiáng)度已經(jīng)開(kāi)始變?nèi)酰羌庸ち恳呀?jīng)很少，在保證了仿真清晰度的基礎(chǔ)上，不會(huì)浪費(fèi)太多的加工時(shí)間。 （4）如果圖形清晰度要求還要高，此時(shí)應(yīng)考慮使用第四把精修刀具，這把刀具尺寸為錐度 20、底刃直徑為0.2mm，這把刀具強(qiáng)度可以說(shuō)不是十分好，但由于前面一系列刀具的加工，刀具吃刀量已經(jīng)十分小了，在加工中還是可以完成加工任務(wù)。 按照上面的分析，在本實(shí)例中下一步的精修加工應(yīng)該使用20度1.0mm的錐度刀進(jìn)行清角加工。依然選擇圖7-4圖形，進(jìn)入?yún)^(qū)域雕刻界面，區(qū)域雕刻參數(shù)的設(shè)置如圖7-16。 不選“粗雕刀具”欄，但在刀具欄中顯示的刀具必須是前一工序的加

33、工刀具。這種情況在“精修加工”時(shí)經(jīng)常用到，這是告知JDPaint的“精修加工”的加工區(qū)域應(yīng)該是前一工序的加工剩余材料區(qū)域。 刀具選擇好了，“精雕策略”中的參數(shù)怎么設(shè)置呢？這是“多把刀具清角”的關(guān)鍵，具體參數(shù)設(shè)置如圖7-17，按確定生成刀具路徑。 圖7-16 圖7-17 同理20度0.5的刀具生成路徑的參數(shù)設(shè)置如圖7-18和圖7-19。 圖7-18 圖7-19 20度0.3的刀具生成刀具路徑的參數(shù)設(shè)置如圖7-20和圖7-21。

34、 20度0.3的刀具生成刀具路徑的設(shè)置與前兩把刀具的不同之處在于不是只加工清角，而是是修邊清角。 在整個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中刀具的吃刀深度可以根據(jù)本教材后附表提供的參數(shù)來(lái)選擇。 圖7-20 圖7-21 我們把“多把刀清角”精修工藝中每把刀具生成精修路精的過(guò)程總結(jié)如表7-4： 表7-4 “多把刀具清角”只加工清角的工藝參數(shù) 主要參數(shù) 取值范圍 取值說(shuō)明 三維清角 選擇該項(xiàng) 定義加工方法 吃刀深度 “雙邊切”深度 此值使用當(dāng)前刀具加工工藝中的“雙邊切”加工深度 只加工清角 選擇該項(xiàng)（最后一把刀

35、具不選擇） 生成的刀具路徑只有清角路徑 分層清角 選擇該項(xiàng) 分層進(jìn)行清角的加工，嚴(yán)格控制清角深度為“雙邊切”深度，避免出現(xiàn)清角加工吃刀量過(guò)大的問(wèn)題。 禁止向下走刀 選擇該項(xiàng) 定義清角運(yùn)動(dòng)為“向上提“ 模糊清角 不選擇該項(xiàng) 模糊清角在模具加工中意義不大，因此不選。 最后生成的路徑進(jìn)行加工模擬，效果如圖7-22： 圖7-22 2、生成刀口線和壓緊邊 到此為止，對(duì)于一般的高頻模加工，整個(gè)模具的路徑規(guī)劃已經(jīng)完成。加工完成后的局部剖視圖如圖7-23： 但是對(duì)于此實(shí)例的這類模具，還有最后一道工序，這一道工序的加工是生成刀口線和壓緊邊，這一道工序同樣是使用精修加工中的區(qū)

36、域修邊和三維清角功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。不過(guò)這一把刀與前面的不一樣。主要是刀具錐度不同，這與模具的刀口線要求的強(qiáng)度有關(guān)系，錐度越大刀口線的強(qiáng)度越好，如圖7-24所示。 圖7-23 圖7-24 在本實(shí)例中壓緊邊的寬度有兩組：寬度0.2的一組，寬度0.5的一組如圖7-25所示。 圖7-25 選擇圖7-25中，壓緊邊寬度為0.5的一組的生成刀口線的圖形，進(jìn)入?yún)^(qū)域雕刻參數(shù)設(shè)置界面如下圖7-26。 在精雕刀具欄中選擇JD-30-0.2刀具來(lái)完成這道工序的加工。 雕刻深度為0.5mm，是刀口到刀壓緊邊的深度。

37、 圖7-26 以同樣的方式生成壓緊邊為0.2mm的一組路徑。不同之處是這一次的修邊量為0.2mm 。 最后整個(gè)所有路徑模擬加工效果如圖7-27。 到此為止整個(gè)模具加工所需的路徑已經(jīng)全部生成。接下來(lái)的工作就是把刀具路徑輸出后，上機(jī)去雕刻了。 圖7-27 3、多把刀具清角精修工藝使用的注意事項(xiàng) （1）不要把手工雕刻的思維方式帶到精雕機(jī)的操作中來(lái) 刀具尺寸必須準(zhǔn)確，尤其是刀具角度和直徑，這是CNC雕刻與手工雕刻最大的差異，不少手工雕刻者升級(jí)到精雕機(jī)的操作員時(shí)把“手工修”的思維也帶入了精雕機(jī)的操作中，不用計(jì)算路徑時(shí)定義的刀具，完成去料加工后，精修加工完全是靠一遍一遍地

38、修出來(lái)，完全放棄了精雕機(jī)的雕刻CAD/CAM一體化的優(yōu)勢(shì)，用所謂“個(gè)人”的優(yōu)勢(shì)，其結(jié)果是自己累得半死、還沒(méi)有賺到錢(qián)。 （2）使用較好的刀具材料 刀具材料是至關(guān)重要的，在精雕機(jī)的高轉(zhuǎn)速的前提下，刀具必須有較好的耐磨性能，在雕刻機(jī)的使用中刀具的斷折，除了是由于刀具路徑不合理以外主要就是刀具不耐磨造成的。 （3）對(duì)刀一定要準(zhǔn)確，對(duì)刀不準(zhǔn)，就會(huì)出現(xiàn)刀具的接痕。 （4）要加工的表面一定要水平，否則會(huì)出現(xiàn)深淺不均的問(wèn)題。 （5）對(duì)刀具的精確尺寸有正確的認(rèn)識(shí) 自行磨制刀具時(shí)，磨刀機(jī)的精度必須要高，否則很難保證刀具的尺寸精度。不能以“差不多”作為標(biāo)準(zhǔn)，而是要確切地知道“是多少”，因?yàn)樵谶@種小角度、小直徑的刀具中差幾度、差幾絲實(shí)際誤差率就在20%以上。 （6）按刀具給參數(shù)及設(shè)置刀具路徑 在定義刀具時(shí)一定要按實(shí)際測(cè)量的尺寸給出各項(xiàng)參數(shù)，使用時(shí)也必須使用與定義尺寸一致的刀具，只有這樣才能保證較好的加工效率。 （7）計(jì)算刀具路徑時(shí)要不怕麻煩 學(xué)員要建立“不怕麻煩”的意識(shí)，使用多把刀具的麻煩有：在給加工路徑時(shí)，要在軟件中反復(fù)進(jìn)行；加工中要多次換刀；刀具的尺寸必須經(jīng)過(guò)測(cè)量后才能使用。但是，帶來(lái)的好處是成品率高！尤其是新學(xué)者，只要按規(guī)矩做，不需要許多的經(jīng)驗(yàn)，就能保證成品質(zhì)量和加工效率，這實(shí)際上是精雕機(jī)的投資者和操作員最需要的。 -135-