CNC切削進給計算及螺紋銑削及編程加工策略介紹

2020-11-28 UG教程分享

相信很多人都知道銑刀進給計算公式F=n*Fz*Z,其中n為轉速,Z為刀具齒數,Fz為每齒進給。同時大家會發現,相同大小刀具,轉速齒數一樣的時候,不同刀片擺放角度的刀具進給差異很大,有的可以給到5000,有的到500就不行。這是為什麼?

原因就在於不同刀具能承受的每齒進給Fz差異很大。而其中的奧秘就是刀具的主偏角。即主切削刃與工件表面的夾角。

常見的主偏角有90°(方肩臺階加工、平面加工、清角),45°(平面加工),10°(3D快進給、平面加工)。

90°主偏角

45°主偏角

10°主偏角 快進給

主偏角如何影響進給的呢?假設刀具刃口能承受的力都一樣,也就是切出來的鐵屑厚度一樣。這時不同主偏角進給是完全不一樣的。

上圖中fz是每齒進給,hex是鐵屑厚度。從計算公式可以看出,一樣的鐵屑厚度,主偏角越小,進給可以越快。

現在快進給刀具很流行,我們可以發現,他們主切削刃都是一段大圓弧,就是類似10°主偏角,所以進給非常高。不過缺點就是切深很小,一般小於2毫米。所以模具加工應用較多,通用行業較少使用。

螺紋加工俗稱攻牙,可以說是最廣泛的機械加工類型。我還在讀小學的時候,家裡買了臺打穀機,就配了兩個手動絲錐。

說到攻牙,大家首先就會想到絲錐。但螺紋加工還有很多種方法。比如螺紋銑刀,車刀,螺紋滾輪,搓牙板等。這次主要跟大家分享下絲錐和螺紋銑刀。

絲錐分手動使用和機器使用兩大類型。下面只說CNC使用的。

機用絲錐通常如下分類:

其中前三類又被統稱為切削絲錐。絲錐攻牙編程簡單,加工效率高,操作簡便,因此廣受歡迎。

CNC攻牙通常是剛性攻牙,即每轉的進給必須是一個螺距,但實際上工具機的同步性各有差異,尤其快到底部的時候,工具機轉速減到零再反轉加速,如果原來轉速很高,很容易出現不同步(每轉進給不是一個螺距)導致刃口破損。

而切入的瞬間衝擊載荷很大,也容易出現崩牙。為解決這個問題,很多廠家推出了剛性微補償刀柄,甚至可以配合帶脫扣機構夾套實現一定範圍浮動攻牙。

常見的絲錐補償刀柄

第二種夾套帶脫扣,衝擊太大的時候絲錐停止運動

下面的視頻可以清晰的看到在切入瞬間,脫扣機構起作用,絲錐停止進給,起到保護作用。通常可以延長2-3倍的絲錐壽命。

螺紋種類繁多,不同分類方法表述各異。今天講講常用的種類。

螺紋通常起到聯接密封、緊固和傳動三大作用。

常說的三大螺紋標準是:

一、英國的惠氏螺紋,也是常說的英制螺紋,牙型角55°,螺距為英制。這是螺紋鼻祖,即使後來德國搞了套公制標準螺紋,可在密封領域還是沒敢輕舉妄動,繼續沿用惠氏螺紋,國內管螺紋也是借鑑他的。

二、德國搞的公制螺紋,後來弄成了ISO標準,國標也是借鑑該標準;

三、美國搞的統一螺紋標準。公制螺紋牙型角60°,螺距用毫米標示;美制的牙型角60°,螺距為英制,用每英寸多少牙數標示。簡單說美制可以看成是公制和惠氏的結合體。

大家常說的日標呢?其實日標德標和我們國標一樣,都是公制螺紋系統,只是以前公差標準稍有差異,新的JIS公差標準已經與ISO標準統一。但日系絲錐廠家每家又搞一套自己的絲錐精度,選起來確實困難。

更細的分類就不展開了,否則一本書也說不清。

珠三角地區外貿訂單較多,各種標準都可以看到,讓人眼花繚亂無從下手。

絲錐公差對照表

從上圖可以看到,新的JIS螺紋公差標準與ISO一樣,而舊的JIS1/2/3級分別比ISO的5H/6H/7H公差帶窄,所以用JIS1/2/3級絲錐加工對應的5H/6H/7H螺紋是沒有問題的。當然對應廠家等級就需要查他們手冊了。

說到絲錐品牌,大家通常首先想到日系兩大廠商。燃鵝!歐洲很多品牌都表示不服!絲錐對材料要求很高,歐洲的材料技術一直領先,歐洲廠商的絲錐當然也會很厲害!只是由於進入華南市場太晚,所以一直扮演著奮起直追的角色。我們一起來看看歐洲有哪些品牌。

德國埃莫克Emuge

絲錐質量數一數二,汽車行業用量極大,效率高,壽命和穩定性好,做批量生產的最喜歡使用。當然由於市場定位問題,價格也是槓槓的,不直接與日系競爭。

埃莫克絲錐汽車行業用量大

德國鈷領Guhring

很多人聽過鈷領的材料和鑽頭,但實際上鈷領在整個圓柄刀具也就是整體類鑽頭絲錐銑刀都非常出色。這當然得益於他們牛叉叉的材料技術。同樣汽車行業使用很多。

前兩年開始,鈷領在德國市場幹翻老大哥山特維克可樂滿佔據銷量第一,這些年開始大刀闊斧在中國推廣市場。質量歐洲一流,價格卻直接瞄準兩大日系廠商!

與市場常用絲錐相比壽命提高50%

此外BOSS,舒蜜加等歐洲品牌也廣為人知,這裡就不贅述了。

絲錐攻牙效率高,設備操作都很簡單,但也有局限。比如硬材料的螺紋加工等,絲錐就很難應付了。這時候就需要用到螺紋銑刀了。

螺紋銑刀主要用於以下場景:

1、硬材料難加工材料螺紋加工;

2、精度和光潔度高的螺紋加工;

3、小直徑和大直徑螺紋加工;

4、自動化車間螺紋加工;

5、孔底無引導牙空間的螺紋加工。

螺紋銑削主要優勢是可加工高硬度材料,螺紋尺寸可通過程序調整,光潔度高,鐵屑細小不纏刀,可小直徑刀具加工大直徑螺紋,功率載荷相對較小,一把銑刀可加工數個規格的螺紋並且底部無不完整牙型。

螺紋銑刀分單刃,多刃及刀片式。

單刃通常用於較小直徑的螺紋加工,切削力較小,相對剛性好,一把刀加工不同螺距螺紋,但效率較低。

多刃的通常用於中等直徑的螺紋,只能加工固定螺距,但可以加工不同直徑。效率高,切削力較大。

刀片式主要用於較大直徑的螺紋加工,也有單刃和多刃。

整體螺紋銑刀

刀片式螺紋銑刀

螺紋銑削需要通過圓弧插補完成加工,因此編程比絲錐稍微複雜。尤其切入時要非常注意,否則容易崩刃甚至斷裂。下面是一個完成的螺紋銑削過程。

螺紋銑削路徑

很多軟體支持螺紋銑削編程,當然數量不多也可以手動編程。為保證順銑,銑右手內螺紋需先下到孔底再往上加工。由於切削力較大,直徑方向需要多分幾刀加工。

尤其要注意的是,螺紋銑削通常刀具螺旋直徑很小,這樣導致刀具中心進給(程序中F值)與刀具周邊進給差異很大。周邊進給是刀具建議進給,所以這時候需要進行換算。

程序F值小於刀具建議進給

另外由於切削力大,我們建議使用重載液壓刀柄。

好啦,螺紋加工就給大家介紹這麼多了。

相關焦點

  • 銑削加工方法、策略及銑削計算公式
    高速加工:是結合使用小的徑向切削深度、高的切削速度與進給速度的加工策略;根據採用的方法、可達到很高的材料切除率和較低的Ra值。這個策略的典型特徵是切削力低、傳遞到刀具和工件上的熱量少、毛刺的形成減少和工件的尺寸精度高;在高速加工下,使用比普通加工更快的切削速度,可以達到高金屬切除率與好的表面粗糙度。
  • 圖文詳解數控銑床加工螺紋方法及編程,師傅再也不用擔心我學不會了
    目前應用數控銑床進行螺紋加工已經成為非常重要和廣泛使用的螺紋加工手段,基於此介紹了在數控銑床上攻絲和銑削加工螺紋的方法,分析了攻絲和銑削加工螺紋的特點、適用範圍,加工刀具、工藝參數的選擇及其編程技巧、編程加工的實現
  • 螺紋的銑削加工詳解
    隨著時代的進步,數控行業在我國大中型機械加工業用得越來越廣泛,一些大型零件的螺紋加工,傳統的螺紋車削和絲錐、板牙已無法滿足生產的需要。而在數控銑床或加工中心得到廣泛應用的今天,採用三軸聯動工具機進行螺紋加工,改變了螺紋的加工工藝方法,取得了良好的效果。
  • 帶壓開孔機螺紋的生產關注這個幾問題,質量會大幅提升
    絲杆,是帶壓開孔機的進刀總成部件,它的作用是使帶壓開孔機的鑽杆在液壓馬達的驅動下做旋轉動作,並由進刀絲槓進行縱向移動,以使帶壓開孔刀進行不斷地實現旋轉切削。進刀絲框的螺紋銑削原理,主要是車床在螺紋銑削時的圓周運動產生螺紋直徑,同時垂直方向的移動,產生螺距。
  • 數控車床的切削速度,吃刀量,進給速度三者計算公式
    數控編程時,編程人員必須確定每道工序的切削用量,並以指令的形式寫入程序中。切削用量包括切削速度、背吃刀量及進給速度等。對於不同的加工方法,需要選用不同的切削用量。
  • 萬豐辛養ug編程學習cnc加工中心操作培訓
    萬豐辛養ug編程學習cnc加工中心操作培訓CNC模具加工具有自動化程度高、能加工複雜形狀模具、生產準備周期短、加工精度高質量穩定、生產效率高等特點,熟練的數控操作一定是建立在熟練的數控編程基礎上的成為合格的數控編程師。很多人做了多年的模具加工,苦於需要上夜班,現在想要轉行學編程,這種情況需要學多久能自己獨立做東西呢?
  • 電火花銑削加工智能化數控系統開發
    在電火花的不同加工階段,加工餘量、加工材料、加工極性及加工參數都不相同,其數控代碼除了有通用的G、M、T 等代碼外, 還有加工條件代碼。在加工過程中,工具電極存在顯著的損耗,特別是在精加工中工具損耗達20 %以上。另外,隨著極間放電狀態的變化,工具需要及時作進給或回退運動,以調整極間間隙。這些都是傳統切削加工數控系統所沒有的問題。
  • UG編程CNC編程最全UG數控編程加工模塊中英文對照表
    FACE_MILLING_AREA 面銑削「面銑削區域」有部件幾何體、切削區域、壁幾何體、檢查幾何體和自動壁面選擇。2. FACE_MILLING面銑加工面銑削基本的面切削操作,用於切削實體上的平面。(適用於平面區域的精加工,使用的刀具多為平底刀)3. FACE_MILLING_MANUAL 面銑削混合切削模式,各個面上都不同。
  • 不鏽鋼銑削加工會存在的問題,應注意這些切削參數
    首先,冷卻液會使切屑冷卻太快而融合在刀片上,導致刀具壽命降低;過高的進給量會引起材料的堆積,而進給量過低又會使刀具與工件發生摩擦,也會導致過熱。其實為避免刀瘤,加工不鏽鋼切削熱又是必要的。這種潤滑劑對進給量相當慢的強力切削特別有效。對於高速精加工切削則建議用煤油將這種潤滑劑稀釋後使用,這種混合可以使工件和刀具保持較低的溫度。特別要注意Cr-Ni類奧氏體不鏽鋼切削。切削加工這種不鏽鋼時應儘可能的小心謹慎,可能進行強制性切削,避免停頓,這樣才不致引起加工硬化和材料打滑。
  • 零基礎數控車床編程G76複合型螺紋切削循環
    數控車床車削螺紋的指令有很多種,G32~G92等!其中G32是基礎,多是以配合宏程序加工一些特殊螺紋,如蝸杆,球形螺紋等!G92上次我們講過,它的進刀方式是直進刀方式!適用於小螺距螺紋(個人認為螺距不超過3)! 那麼如果我們遇到一個大螺距螺紋我們怎麼辦呢?
  • 陶瓷車削、銑削加工用天然單晶金剛石刀具和PCD銑刀
    陶瓷材料車削加工陶瓷是典型的硬脆材料,具有很高的硬度、耐磨性,除了易切陶瓷,如一般工程陶瓷的切削,只有超硬刀具材料(金剛石)才能勝任。對於陶瓷的粗加工工序一般選擇聚晶金剛石(PCD)刀具,聚晶金剛石(PCD)刀具是人造金剛石微粒在高溫高壓下燒結而成的,遇到衝擊或震動不易破損,適合陶瓷材料的開粗加工。對於陶瓷材料的精加工,使用天然單晶金剛石刀具進行微切削(採用小的切削深度和進給量)。
  • 數控銑床加工平底偏心圓弧槽的銑削加工程序
    加工部位為工件上表面兩平底偏心槽,槽深10mm。2、工藝處理(1 ) 工件坐標系原點。兩偏心槽設計基準在工件106外圓的中心,所以工件坐標系原點設為小106外圓與工件上表面交點。(2)工件裝夾。釆用三爪自定心卡盤夾外圓的方式。(3)刀具選擇。採用12高速鋼鍵槽銑刀。(4)切削用量。
  • 立方氮化硼刀具切削加工球籠的應用參數(含車削、銑削刀片)
    外球籠硬車工藝簡述立方氮化硼刀具切削加工球籠的應用參數(1)外球籠外徑硬車加工部位:精加工外球籠外徑(共三處)工件材質:S53C(日本牌號,類似53號中碳鋼)工件硬度:HRC58-63加工要求:68外徑處要求光潔度在Ra0.8以內刀片型號:BN-H10 C25 CNGA120408(加修光刃)加工參數:外徑尺寸31.445,切削參數
  • 數控車床加工中心螺紋指令及底孔的計算
    →公式:G92  X(U)__  Z(W)__  R__ F__;說明:X、Z:螺紋終點的絕對坐標值(U、W表示增量值)。R:為錐螺紋大端和小端的半徑差。F:導程(單線螺紋的螺距等於導程)。外螺紋:外徑(大徑)=公稱直徑-0.13P-0.1底經(小徑)=公稱直徑-1.3P內螺紋:根徑(大經)=公稱直徑底孔(小徑)=公稱直徑-1.0825P-(0.05~0.2)加工中心螺紋指令及底孔計算:G84(右旋) X_Y_Z_R_P_F_K
  • 切削刀具技術有助於熄燈加工的應用
    但是,在熄燈加工的過程中,機加工車間可能會忽視的一個方面是切削刀具。  為了適應熄燈加工,刀具必須穩定,具有可預測的、長壽命的刀具。現場沒有操作員來檢查刀具的損壞情況,而且,如果要更換刀具的話,又要確保能及時更換。當建立一個無人值守的加工過程時,車間可以通過實施刀具監控系統和新的刀具技術,來滿足這一需求。
  • 螺紋加工G92,手把手教你如何編程操作!
    這期呢講一下螺紋的車削方法,G 92怎麼使用!其實想上期我們講的一樣,很簡單。就是在對刀的時候要注意,因為車床在加工螺牙時,你按下急停鍵或者是暫停鍵,車床主軸是不會停止加工的。如果對刀錯誤或者是程序裡面的數值錯誤,有裝機的危險。所以一定要仔細檢查,確認無誤後再進行加工。
  • 加工模具用高效長壽命切削刀具材料
    在銑削一般硬度材料時,可採用具有較高的耐熱性、耐磨性、化學穩定性的塗層硬質合金刀具。而在銑削SKD61淬硬鋼時,使用以K類(GC3040)硬質合金作為基體、塗有M2O3塗層的刀具是最好的選擇。但是,這些刀具對於跨世紀的新型模具材料並不適用。用CVD法塗覆的塗層硬質合金刀具不能保持鋒利的切削刃,在塗層內部殘留有拉應力,在銑削粘而硬的模具材料時,在切削刃的塗層上容易產生微崩刃,並會逐步擴展為較大崩刃。
  • cnc加工碳纖維複合板、蜂窩板選擇金剛石PCD刀具
    另外,小孔直徑小,容屑空間不足,加工過程中排屑困難,而加工中一般不使用冷卻液,因此,小孔加工的切削溫度高於常規尺寸制孔加工,從而加劇了毛刺、分層、撕裂等損傷的產生。CNC加工碳纖維複合板、碳纖維蜂窩板的刀具選擇碳纖維複合板材由於其本身材料性能優越,加工起來比較困難,目前碳纖維板等碳纖維製品多採用cnc數控加工的方式進行打孔鑽孔、銑削等操作。
  • 《UG編程》UG CAM術語中英文對照表
    Feed Rate 進給速度Filter Methods 過濾方法Final Retract 最終退刀Finish Path 精加工刀軌Finish Stock 最終餘量First Cut 切削的第一刀(進給量)Fixed Contour 固定軸曲面輪廓銑Fixed Depth