一种铝门窗异型材高速指铣方法及系统

技术领域

本发明涉及铣削加工技术领域，尤其涉及一种铝门窗异型材高速指铣方法及系统。

背景技术

在应用于门窗的铝型材的指铣加工(通常是锁盒孔、执手孔、排水孔、排气孔等孔系的加工)中，由于被加工的铝型材壁厚是均匀的，且厚度普遍在1.4～2.5mm之间，而指铣加工的切削宽度与刀具直径相等，故其切削用量的选择仅余切削速度和进给速度两项可供优化，现有技术往往只能支持150～500mm/min的进给速度，效率极低，且刀具也不耐用。因此，如何在切削力和电机功率等的限制条件下，克服困难，在保证刀具使用寿命的前提下，提高材料切除率，实现高效的指铣加工成为限制行业发展的关键问题。

发明内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本发明提供一种铝门窗异型材高速指铣方法，能够实现高效的指铣加工，以达到最佳的加工效果。

根据本发明实施例的一种铝门窗异型材高速指铣方法，包括以下步骤：

S1：获取待指铣工件的参数以及刀具参数，其中所述待指铣工件的参数包括所述待指铣工件的壁厚，所述刀具参数为所述刀具的直径、所述刀具的悬伸长度；

S2：优化电机驱使所述刀具对所述待指铣工件的切削用量，其中所述切削用量为横切进给速度和电机转速,所述电机的主轴转速≥12000r/min。

在本铝门窗异型材高速指铣方法中，通过优化所述刀具横切进给速度，实现驱使所述刀具以合理的切削用量对所述待指铣工件进行指铣加工，能够保证刀具使用寿命的前提下，提高材料切除率，实现高效的指铣加工。

根据本发明的一些实施例，所述横切进给速度为4000mm/min-10000mm/min。

根据本发明的一些实施例，横切进给速度的优化具体由以下步骤实现：

设定初选每齿进给量，并通过公式：

其中f

根据本发明的一些实施例，所述初选每齿进给量由公式：f

其中f

根据本发明的一些实施例，所述切削层公称面积为0.8mm

根据本发明的一些实施例，所述电机为调速电机，额定转速为18000r/min。

根据本发明的一些实施例，所述刀具为采用钨钴硬质合金制成单刃铣刀或双刃铣刀，且所述刀具表面设有DLC的PVD涂层，其中所述刀具的刀柄直径为8mm，所述刀具的刀体直径小于或等于刀柄直径，所述刀具的总长为100mm，夹持长度为50mm，悬伸长度为50mm，刃长不超过30mm。

根据本发明的一些实施例，所述刀具的前角为12°-15°，第一后角为15°-20°。

根据本发明的一些实施例，所述刀具的螺旋升角为50°-52°。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种铝型材高速指铣系统，包括储存器和处理器；

储存器，用于储存程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行如上所述的铝门窗异型材高速指铣方法。

综上所述，本发明提供的铝门窗异型材高速指铣方法具有如下技术效果：

通过优化的所述刀具结合合理的切削用量，对所述待指铣工件进行指铣加工，也即利用优化的所述刀具通过优化的横切进给速度对所述待指铣工件进行指铣加工，能够实现在保证刀具使用寿命的前提下，提高材料切除率，实现高效的指铣加工，以达到最佳的加工效果。

附图说明

图1为本发明实施例的铝门窗异型材高速指铣方法的流程图。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

在本发明中，所述刀具装配在所述电机上，并且所述电机能够驱使所述刀具相对于所述工件进行转动，可选的，所述电机能够驱使所述刀具沿轴向或沿径向移动，可选的，亦可通过液压机以及电缸等驱动件驱使所述电机以及所述刀具沿轴向或沿径向移动。进一步的，所述刀具与所述电机的数量可以为一个或者多个，可选的，当所述刀具与所述电机的数量多个时，可同时对所述工件的多个区域或者多个侧壁进行指铣加工，亦可按预设的顺序逐一对所述工件的多个区域或者多个侧壁进行指铣加工。

实施例一：

参阅图1，本实施例中公开了一种铝门窗异型材高速指铣方法，包括以下步骤：

S1：获取待指铣工件的参数以及刀具参数，其中所述待指铣工件的参数包括所述待指铣工件的壁厚，所述刀具参数为所述刀具的直径、所述刀具的悬伸长度；

具体的，切削用量是切削时各运动参数的总称，并且与刀具的寿命、以及加工效率等有密切关系，选用合理的切削用量时应当考虑刀具直径、待指铣工件的壁厚、刀具悬伸长度等相关因素，故在选用合理的切削用量时，需要获取待指铣工件的参数以及刀具参数；可选的，所述待指铣工件的参数以及刀具参数可以由用户自行输入，或者通过联网自动获取相应数据。

S2：优化电机驱使所述刀具对所述待指铣工件的切削用量，其中所述切削用量为横切进给速度和电机转速,所述电机的主轴转速≥12000r/min。；

具体的，所述刀具对待指铣工件的指铣加工特指横切，也即在指铣加工时，通过电机驱使所述刀具对所述待指铣工件在破壁后，根据所述待指铣工件所需开设孔、槽等的尺寸进行横切，故合理的切削用量主要指横切进给速度，所述横切进给速度为所述刀具沿径向的进给速度，较佳的，通过优化所述刀具横切进给速度，实现驱使所述刀具以合理的切削用量对所述待指铣工件进行指铣加工，可选的，所述横切进给速度为4000mm/min-10000mm/min。

进一步的，将所述刀具装配在所述电机上，再通过所述电机带动所述刀具进行转动，以使所述刀具能够对所述工件进行指铣加工，可选的，所述电机的实际主轴转速需满足≥12000r/min，且所述刀具的直径越小，则其转速越大，具体对应关系为：直径5mm的指铣刀转速为17000r/min；直径6mm的指铣刀转速为16500r/min；直径8mm的指铣刀转速为16000r/min；为满足指铣加工时的实际工作转速需求，可选的，所述电机的额定转速为18000r/min或24000r/min，功率在3kw-6kw范围内。

实施例二：

参阅图1，本实施例中公开了一种铝门窗异型材高速指铣方法，包括以下步骤：

S1：获取待指铣工件的参数以及刀具参数，其中所述待指铣工件的参数包括所述待指铣工件的壁厚，所述刀具参数为所述刀具的直径、所述刀具的悬伸长度；

具体的，切削用量是切削时各运动参数的总称，并且与刀具的寿命、以及加工效率等有密切关系，选用合理的切削用量时应当考虑刀具直径、待指铣工件的壁厚、刀具悬伸长度等相关因素，故在选用合理的切削用量时，需要获取待指铣工件的参数以及刀具参数；可选的，所述待指铣工件的参数以及刀具参数可以由用户自行输入，或者通过联网自动获取相应数据。

S2：优化电机驱使所述刀具对所述待指铣工件的切削用量，其中所述切削用量为横切进给速度和电机转速,所述电机的主轴转速≥12000r/min。；

具体的，所述刀具对待指铣工件的指铣加工特指横切，也即在指铣加工时，通过电机驱使所述刀具对所述待指铣工件在破壁后，根据所述待指铣工件所需开设孔、槽等的尺寸进行横切，故合理的切削用量指横切进给速度，其中所述横切进给速度为所述刀具沿径向的进给速度，较佳的，通过优化所述刀具横切进给速度，实现驱使所述刀具以合理的切削用量对所述待指铣工件进行指铣加工，可选的，所述横切进给速度为4000mm/min-10000mm/min。

可选的，横切进给速度的优化具体由以下步骤实现：

设定初选每齿进给量，并通过公式：

具体的，初选每齿进给量的设定可由用户结合自身经验进行设定，亦可通过联网利用所述工件的壁厚、所述刀具直径以及悬伸长度等数据对现有技术查询，从而设定初选每齿进给量，设定初选每齿进给量后，再结合所述刀具直径以及悬伸长度，通过公式：

实施例三：

参阅图1，本实施例中公开了一种铝门窗异型材高速指铣方法，包括以下步骤：

S1：获取待指铣工件的参数以及刀具参数，其中所述待指铣工件的参数包括所述待指铣工件的壁厚，所述刀具参数为所述刀具的直径、所述刀具的悬伸长度；

具体的，切削用量是切削时各运动参数的总称，并且与刀具的寿命、以及加工效率等有密切关系，选用合理的切削用量时应当考虑刀具直径、待指铣工件的壁厚、刀具悬伸长度等相关因素，故在选用合理的切削用量时，需要获取待指铣工件的参数以及刀具参数；可选的，所述待指铣工件的参数以及刀具参数可以由用户自行输入，或者通过联网自动获取相应数据。

S2：优化电机驱使所述刀具对所述待指铣工件的切削用量，其中所述切削用量为横切进给速度和电机转速，所述电机的主轴转速≥12000r/min。；

具体的，所述刀具对待指铣工件的指铣加工特指横切，也即在指铣加工时，通过电机驱使所述刀具对所述待指铣工件在破壁后，然后根据所述待指铣工件所需开设孔、槽等的尺寸进行横切，故合理的切削用量主要指横切进给速度，所述横切进给速度为所述刀具沿径向的进给速度，较佳的，通过优化所述刀具横切进给速度，实现驱使所述刀具以合理的切削用量对所述待指铣工件进行指铣加工，可选的，所述横切进给速度为4000mm/min-10000mm/min。

可选的，所述电机的主轴转速需满足≥12000r/min，较佳的，将所述刀具装配在所述电机上，再通过所述电机带动所述刀具进行转动，以使所述刀具能够对所述工件进行指铣加工，可选的，所述电机的实际主轴转速需满足≥12000r/min，且所述刀具的直径越小，则其转速越大，具体对应关系为：直径5mm的指铣刀转速为17000r/min；直径6mm的指铣刀转速为16500r/min；直径8mm的指铣刀转速为16000r/min；较佳的，所述电机的额定转速为18000r/min，所述电机为功率在3kw-6kw范围内的调速电机，满足指铣加工时的实际工作转速需求。

可选的，横切进给速度的优化具体由以下步骤实现：

设定初选每齿进给量，并通过公式：

可选的，通过公式：f

实施例四：

参阅图1，本实施例中公开了一种铝门窗异型材高速指铣方法，包括以下步骤：

S1：获取待指铣工件的参数以及刀具参数，其中所述待指铣工件的参数包括所述待指铣工件的壁厚，所述刀具参数为所述刀具的直径、所述刀具的悬伸长度；

具体的，切削用量是切削时各运动参数的总称，并且与刀具的寿命、以及加工效率等有密切关系，选用合理的切削用量时应当考虑刀具直径、待指铣工件的壁厚、刀具悬伸长度等相关因素，故在选用合理的切削用量时，需要获取待指铣工件的参数以及刀具参数；可选的，所述待指铣工件的参数以及刀具参数可以由用户自行输入，或者通过联网自动获取相应数据。

S2：优化电机驱使所述刀具对所述待指铣工件的切削用量，其中所述切削用量为横切进给速度，所述电机的主轴转速≥12000r/min。；

具体的，所述刀具对待指铣工件的指铣加工特指横切，也即在指铣加工时，通过电机驱使所述刀具对所述待指铣工件在破壁后，然后根据所述待指铣工件所需开设孔、槽等的尺寸进行横切，故合理的切削用量指横切进给速度，其中所述横切进给速度为所述刀具沿径向的进给速度，较佳的，通过优化所述刀具横切进给速度，实现驱使所述刀具以合理的切削用量对所述待指铣工件进行指铣加工，可选的，所述横切进给速度为4000mm/min-10000mm/min。

可选的，所述电机的主轴转速需满足≥12000r/min，较佳的，将所述刀具装配在所述电机上，再通过所述电机带动所述刀具进行转动，以使所述刀具能够对所述工件进行指铣加工，可选的，所述电机的实际主轴转速需满足≥12000r/min，且所述刀具的直径越小，则其转速越大，具体对应关系为：直径5mm的指铣刀转速为17000r/min；直径6mm的指铣刀转速为16500r/min；直径8mm的指铣刀转速为16000r/min；较佳的，所述电机的额定转速为18000r/min，所述电机为功率在3kw-6kw范围内的调速电机，满足指铣加工时的实际工作转速需求。

可选的，横切进给速度的优化具体由以下步骤实现：

设定初选每齿进给量，并通过公式：

可选的，通过公式：f

可选的，所述刀具为指铣刀，较佳的，指铣刀选用单刃铣刀或双刃铣刀，可选的，双刃铣刀采用浅容屑槽结构，以提高所述刀具的刀体的硬度和刚性，可选地，所述刀具为采用钨钴硬质合金(YG8)制成，且所述刀具表面设有DLC的PVD涂层，较佳的，所述刀具表面的DLC的PVD涂层为2～3微米，可显著降低摩擦因数，改善刀具表面的摩擦性能和排屑能力，显著提高耐磨性和抗冲击韧性，改善刀具切削性能，提高刀具表面抗氧化性能，使刀具可以承受更高的切削热，提高切削速度、加工效率、和刀具寿命；可选的，所述刀具的刀柄直径优选为8mm,所述刀具的刀体直径小于或等于刀柄直径，进而依被加工对象的尺寸要求，可取4mm、5mm、6mm、8mm等，进一步的，所述刀具的总长优选为100mm,夹持长度优选为50mm,悬伸长度优选为50mm,刃长不超过30mm；可选的，所述刀具周刃的前角为12°-15°，第一后角为15°-20°，以使所述刀具更加锋利，提高破壁效率，进一步提高破壁效率以及刀具寿命；可选的，所述刀具的螺旋升角为50°-52°，较佳的，所述刀具的周刃所在位置的螺旋升角为50.5°，并采用双后角结构，有利所述刀具在加工时的排屑，减小轴向分力，防止工件在壁厚方向振颤，从而实现优化所述刀具的结构，通过优化的所述刀具结合合理的切削用量，对所述待指铣工件进行指铣加工，能够实现在保证刀具使用寿命的前提下，提高材料切除率，实现高效的指铣加工，以达到最佳的加工效果。

实施例五：

本实施例中公开了一种铝门窗异型材高速指铣系统，包括储存器和处理器；

储存器，用于储存程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行如上述实施例一至四任一所述的铝门窗异型材高速指铣方法。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。