隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床的運(yùn)行已變得日趨復(fù)雜。五軸加工中心的準(zhǔn)確控制可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的刀具軌跡。因?yàn)镃AM軟件的應(yīng)用性能也越來越好，提高了復(fù)合機(jī)床編程的簡單性和效率。

圓柱形刀具需要使用CAM軟件，為保證精確的吃刀角度，需要依據(jù)不同圓柱形銑刀類型定制刀具軌跡

同時，因?yàn)榍邢鞯毒咄庑稳匀槐容^簡單，標(biāo)準(zhǔn)銑刀還保持著基本形狀，這些形狀在編程工作開始之前就已經(jīng)存在。但是切削刀具是否一定要保持簡單的外形?事實(shí)證明并非如此。復(fù)合機(jī)床可以借助復(fù)合刀具銑削出復(fù)雜形狀，復(fù)合刀具也開始有了自己正確的定位。

刀具制造廠商研發(fā)了一系列圓柱形銑刀(被稱為“桶形刀具”)，包括各種形狀，可以高效地加工各種形狀工件的表面，尤其是在模具加工方面。但是這些刀具對于運(yùn)行軌跡的要求截然不同。為了有效地使用所需刀具的路徑，這樣可以讓刀具的切割角度與零部件表面保持在一個精確的角度。為了滿足上述需求，同CAM軟件的提供廠商合作研發(fā)編程算法，實(shí)現(xiàn)了廠商對該系列刀具做出的承諾。

切削刀具形狀非常簡單，端銑刀為圓柱形，球鼻立銑刀為圓柱形刀體和半圓形刀尖，這種簡單的幾何形狀可以在CAM中得到準(zhǔn)確地表現(xiàn)。圓柱形刀具的出現(xiàn)改變了這一點(diǎn)，這種切削刀具形狀比較復(fù)雜，在加工形狀復(fù)雜的工件時，需要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的操作。CAM的研發(fā)一方在將軟件應(yīng)用于此類刀具時，正面臨著這樣的問題。

結(jié)果是幾何仿形工件的表面銑削時間大大降低，圓柱形刀具可以完成同球鼻刀具相同的加工，但需要使用仿形刀刃沿仿形表面切削。但是球鼻刀具的刀刃半徑同這種刀具的半徑一樣大。相比之下，圓柱形刀具如筒形或橢圓形刀具，可以通過一個細(xì)長刀具加工出大半徑切削形狀。此產(chǎn)品系列還包括如鏡片形和錐形等形狀。

從左向右依次為筒形、鏡片形、錐形和橢圓形

球鼻刀具的優(yōu)勢在于這種傳統(tǒng)型刀具不限制吃刀角度。無論采用什么角度，刀尖都能加工出相同的圓形形狀。球鼻刀具的缺點(diǎn)在于加工時間較長。這種刀具要求較小的跨度增量才能加工光滑表面，如果表面面積較大，則加工時間會較長。對于相同表面的加工，圓式分段刀具可以提高跨度并減少加工時間，但是這種刀具必須固定在正確的角度上才能發(fā)揮大直徑刀型的優(yōu)勢。

橢圓形刀具的運(yùn)動范圍不得超過15°，這樣才能實(shí)現(xiàn)有效加工。錐形刀具的角度限制更為嚴(yán)格;吃刀角度變化不得超過0.1°。相比之下，球鼻刀具在運(yùn)動范圍方面不受限制，仍能實(shí)現(xiàn)有效加工(下圖)。這也是初級加工中心通常使用球鼻刀具的原因，但是圓柱形刀具幾乎全部都用在五軸機(jī)床上。

圓柱形刀具主要用于加工零部件上面積較大的位置，這可能意味著可以使用鏡片式刀具加工模具型腔的底部，或者可以使用錐形或橢圓形刀具加工模芯的側(cè)面。在上述兩種情況中，如果使用球鼻刀具，表面加工可能需要數(shù)小時，而通過適當(dāng)選用各類圓柱形刀具，可以在1h內(nèi)完成加工。

相較于球鼻式刀具，圓式分段銑刀使用半徑大于球鼻銑刀刀球的刀刃，極大的提高了表面處理效率。圖中所示的這種錐形銑刀是一種極端特例，其刀刃幾乎是平直的，使用這種低曲度刀具時，需要精確掌握加工角度

圓柱形刀具不僅可適用于模具加工，航空航天領(lǐng)域中使用的大型零部件表面面積的加工，同樣可以使用這種刀具，包括醫(yī)療植入物。使用圓柱形刀具加工這兩類零部件還有另一個優(yōu)勢，這類零部件很可能已經(jīng)在五軸機(jī)床上進(jìn)行了加工。

圓柱形銑刀均需要搭配五軸機(jī)床，尤其是模具仿形加工，保證所需的切削角度，此類刀具能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的加工運(yùn)動和復(fù)雜的編程

盡管如此，球鼻刀具仍十分重要。復(fù)雜零部件的某些位置往往很難接觸，只有球鼻刀具可以按照零部件的限制角度進(jìn)行加工。實(shí)際上，這一點(diǎn)體現(xiàn)出了同新式刀具采用相關(guān)的一個主要困難和理念轉(zhuǎn)變。

但是這種刀具往往具有局限性，它們并不適合粗加工。每種刀具都有自身的優(yōu)勢和局限性，此類刀具的各類應(yīng)用可能會擴(kuò)大編程工程師的選擇范圍，同時可能會改變工程師為實(shí)現(xiàn)某種加工而做出的決策重要性。使用某種刀具進(jìn)行型腔加工。采用圓柱形刀具可能意味著現(xiàn)在正在考慮使用4種不同刀具軌跡，借助4種不同刀具對同一型腔的不同區(qū)域進(jìn)行加工，以此提高生產(chǎn)率。

逐漸地，這就變成了模具編程工程師需要如何思考的問題，未來的發(fā)展趨勢是形狀復(fù)雜的切削刀具。在加工仿形形狀時，這種刀具可以將CAM軟件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性同五軸機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性結(jié)合起來。實(shí)際上，其他切削刀具制造廠商同樣正在使用各種實(shí)用的刀形。CAM軟件再也無法僅按照簡單形狀對刀具進(jìn)行處理，如今Mastercam軟件使用依據(jù)相關(guān)形狀定制的刀具模型庫配置圓柱形刀具，但是這只是一個過渡階段。隨著不斷發(fā)展，CAM軟件用戶將能夠?qū)氲毒咝螤?#xff0c;通過該軟件使用用戶需要CAM軟件應(yīng)用的最新刀形。

總結(jié)

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