四轴联动加工常用刀路策略有哪些?如何选择?
四轴联动加工通过控制三个直线轴与一个旋转轴同步运动,实现对复杂零件的多角度、高效率加工。其核心在于刀路规划,合理的策略能充分发挥机床潜能,在保证精度与表面质量的同时,大幅提升加工效率。下文将阐述几种常用刀路策略及其适用场景。
一、常用刀路策略
1、侧刃切削
策略:利用刀具的侧刃(圆周刃)贴合工件轮廓进行切削。旋转轴持续运动,使刀具轴线始终与加工点的法向保持特定角度。
适用:连续曲面、深腔侧壁、圆柱面上的凸台或刻线。
2、径向切削
策略:刀具轴线始终指向或偏离旋转中心一个偏置距离。通过旋转轴与直线轴的配合,在圆柱面上进行“包裹式”加工。
适用:加工圆柱工件上的不规则槽、平面、凸轮轮廓。
3、曲面精加工
策略:采用“沿形状切削”或“平行切削”等方式,让刀具紧贴复杂3D曲面运动,旋转轴实时调整方位以避免刀杆碰撞并获得最佳切削角度。
适用:叶轮、叶片、模具型腔等任何复杂自由曲面。
4、多轴去毛刺
策略:使用倒角刀或专用毛刺刀,编程使刀具沿零件所有边缘匀速运动,旋转轴带动工件使刀具始终与边缘保持最佳接触角度。
适用:自动化去除复杂零件各边棱的毛刺。
二、选择依据
1、根据几何特征
环绕类零件(如圆柱、圆锥)→ 径向切削。
深长类特征(如深槽、叶片)→ 侧刃切削。
复杂空间曲面 → 曲面精加工。
2、根据加工目标
高效率开粗 → 使用侧刃切削,大切深,高进给。
高表面质量 → 使用曲面精加工,小切宽,保持均匀切削。
特定功能结构(如凸轮槽)→ 径向切削 保证轮廓精度。
3、根据刀具与机床
防干涉:长悬伸加工时,优先采用侧刃切削,通过旋转工件避免刀杆与工件碰撞。
保刚性:使用短刃刀具时,可利用四轴分度进行多角度定位加工,而非连续联动,以提升刚性。
总结:
选择四轴刀路的本质是让刀具以最有效的姿态接触工件。核心逻辑是:开粗重效率用侧刃,精加工重质量用曲面策略,回转体特征用径向。 在实际编程前,必须进行刀路模拟,严格检查刀具与夹具的干涉情况。
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