數控加工工藝
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數控加工工藝范文第1篇
[論文摘要]數控機床的加工工藝與普通機床的加工藝雖有諸多相同之處，但也有許多不同之處。為此，分析了數控車削的加工工藝。
一、數控車削加工工藝的內容
數控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括以下幾個方面：
（一）選擇并確定零件的數控車削加工內容；（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；（三）工具、夾具的選擇和調整設計；（四）工序、工步的設計；（五）加工軌跡的計算和優(yōu)化；（六）數控車削加工程序的編寫、校驗與修改；（七）首件試加工與現場問題的處理；（八）編制數控加工工藝技術文件；總之，數控加工工藝內容較多，有些與普通機床加工相似。
二、數控車削加工工藝分析
工藝分析是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝制定得合理與否，對程序的編制、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編制出一個合理的、實用的加工程序，要求編程者不僅要了解數控車床的工作原理、性能特點及結構。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則并結合數控車床的特點，認真而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各表面的加工順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。
（一）零件圖分析
零件圖分析是制定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性，選擇工藝基準。
1．尺寸標注方法分析
零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統(tǒng)一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統(tǒng)一的設計基準，可考慮在不影響零件精度的前提下選擇統(tǒng)一的工藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。
2．輪廓幾何要素分析
在手工編程時，要計算每個節(jié)點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義。因此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。
3．精度和技術要求分析
對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內容包括：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采取其他加工方式彌補時，應給后續(xù)工序留有余量；對圖紙上有位置精度要求的表面，應保證在一次裝夾下完成；對表面粗糙度要求較高的表面，應采用恒線速度切削（注意：在車削端面時，應限制主軸最高轉速)。
（二）夾具和刀具的選擇
1．工件的裝夾與定位
數控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準；對于套類零件，則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。
2．刀具選擇
刀具的使用壽命除與刀具材料相關外，還與刀具的直徑有很大的關系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。
（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端面車刀等。這類車刀加工零件時，零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。
（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表面外，特別適宜于車削各種光滑連接的成型面。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃的每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。
（3）成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時間和方便對刀，便于實現機械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量采用機夾可轉位式車刀。
（三）切削用量選擇
數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S（或切削速度υ）及進給速度F（或進給量f）。
切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根據機床說明書中規(guī)定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最后再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利于斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定。
（四）劃分工序及擬定加工順序
1．工序劃分的原則
在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。
（1）保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行。
（2）提高生產效率原則。為減少換刀次數，節(jié)省換刀時間，提高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再換另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減少空行程。
2．確定加工順序
制定加工順序一般遵循下列原則：
（1）先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度。
（2）先近后遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近后遠車削還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。
（3）內外交叉。對既有內表面又有外表面需加工的零件，應先進行內外表面的粗加工，后進行內外表面的精加工。
（4）基面先行。用作精基準的表面應優(yōu)先加工出來，定位基準的表面越精確，裝夾誤差越小。
數控加工工藝范文第2篇
關鍵詞：薄壁零件；數控；加工工藝
薄壁零件的高效精密的數控加工技術是當代高新技術產業(yè)的基礎，是制造業(yè)在核心技術競爭力方面的代表，也是體現國家的制造技術水平先進與否的一個標志。薄壁零件在現代工業(yè)的各個領域都有應用，如汽車制造業(yè)、軍事工業(yè)等。不可否認在薄壁零件加工中是存在一定問題，常常會出現不合格的零件，造成浪費。所以我們有必要通過對薄壁零件加工工藝問題的分析研究，優(yōu)化薄壁零件制造加工措施，進而解決薄壁零件加工中所存在的問題，保證薄壁零件的精度和質量，提高所制造加工零件的合格率。
1 薄壁零件概述
薄壁零件顧名思義，其顯著特點就是壁薄，同時它還存在著強度差與抗變形能力低的特點。加工過程中的表面硬化、顫振、熱力、切削等因素都關系到薄壁零件的變形與否。數控加工的過程可分為三部分，即設計與編程、加工與監(jiān)控和成品檢驗三階段。對薄壁零件加工來說，突出問題就是零件變形不易控制。這也說明薄壁零件的加工對加工技術、裝夾方式、切割刀具及切割工藝都有著極高的要求。
2 影響薄壁零件數控加工精度的因素分析
薄壁零件具有輕量化的動態(tài)性能，不過保障薄壁零件的加工精度卻是工業(yè)生產的一個瓶頸，薄壁零件在數控加工過程中容易變形、損壞。想要提高薄壁零件加工的精度就需要對影響其精度的因素進行研究。對薄壁零件數控加工過程中易出現變形，影響零件精度的因素進行分析后，得出存在以下幾種主要影響因素。
2.1 熱因素導致薄壁零件變形。通常情況下，比較薄的零件加工過程中受到切削熱的作用時，都會不同程度產生熱變形現象，導致零件的加工精度下降以及質量不合格等。分析其原因得出：當薄壁零件數控加工完成裝夾工序后，再陸續(xù)進行精車與半精車以及粗車加工程序，產生一定程度的切削熱量是必然的，然而薄壁零件在受熱作用的情況下發(fā)生變形也是必然的，結果就是零件的精度無法得以保證。
2.2 受力因素導致薄壁零件變形。薄壁零件的加工材料是一類較輕薄的材質，這類材料在某種外力的作用下，會出現一定程度的變形，這樣就會使薄壁零件的形狀、長度等精度受到不同程度的影響。比如在利用三爪卡盤夾緊零件的過程中，薄壁零件就會在外力的影響下變?yōu)槿切蔚?，這樣零件內孔的加工余量就會分布不均。當內孔真正的加工完成后，松開卡盤，零件受彈性影響恢復成原來的形狀，這一過程就會出現誤差。
2.3 振動因素導致薄壁零件變形。一般情況下，薄壁零件在受到切削力的作用時特別是徑向切削力，會產生振動和變形現象，對零件的外形、長度、表面的粗糙度以及位置精度等都會產生影響。
2.4 刀具的角度因素導致薄壁零件變形。主偏角決定徑向切削力和零件加工軸向的分配，對于剛性較差的薄壁零件來說，刀具的主偏角要接近90度。刀具的角度直接影響零件表面的粗糙度。
2.5 操作不當導致薄壁零件變形。不規(guī)范的操作工序以及不正確的切屑流向也是導致薄壁零件變形的主要因素。精車之前沒有進行釋放變形、精車時過大的切削量都會引起薄壁零件的變形。當切屑流向不正確時，導致加工過程中的切屑堵塞在切削工具與零件之間，進而引發(fā)薄壁零件的變形。
3 優(yōu)化薄壁零件數控加工工藝的措施
3.1 對所加工零件的特性進行分析。在使用數控車床加工薄壁零件時，需要考慮裝夾的定位和零件加工精度兩個問題。
首先是裝夾定位分析，在利用數控車床對零件加工時要考慮零件裝夾的可靠度，還要考慮到薄壁零件加工精度問題。零件過于輕薄的就不能使用三爪卡盤。在精密的薄壁零件數控加工程序中要慎重地對零件的定位以及夾緊裝置進行分析，對可能會引起零件變形的外力作用的大小及方向進行仔細分析，設置切合加工實際需求的專用夾具。如果工件的剛性不夠，而零件的受力又很大，容易發(fā)生振動的時候，可以考慮臨時增加零件壁厚的辦法來提高薄壁零件的剛度，比如在空心處澆灌石膏、明礬或松香等材料，在零件加工完成后再對其進行去除。
其次分析薄壁零件的加工精度。目前常用的FANUC 0i數控系統(tǒng)的螺紋編程指令有G92螺紋車削循環(huán)，G76復合形螺紋削循環(huán)等。G76的車削過程是斜入式，就是說通過用單側刀刃車削零件，以此來防止過分磨損刀刃，不過這樣生產出來的螺紋會出現表面不平的現象，刀尖角度的不夠標準，最終使得牙型精度降低。而用指令G92進行加工，雖然能使牙型的精度得以提高，但它采用的是直進式方式進行車削，會產生比較大的車削力，使得切屑的排放受到阻礙，還會加大刀刃的磨損。
3.2 選擇合適的刀具。在薄壁零件的數控加工過程中，需要對刀具進行仔細的選取。比如，對車刀的選擇，一般情況下，硬質合金90度的車刀適用于外圓的粗車與精車工藝，機夾刀則是螺紋的車刀之首選，這是由此刀具刀尖角度比較精確，并且損壞后也很容易更換的優(yōu)點決定的；其次是對鏜刀的選擇，內孔的鏜刀更多的選擇機夾刀，因為這種刀剛性好不需要刃磨，可以減少換刀的時間還能夠減免零件的振動變形，使得振紋的出現機率降低。
3.3 優(yōu)化零件加工的切削參數。切削的深度對薄壁零件加工過程中所產生的切削力的大小有著直接的影響。減小切削的深度，雖然會增加數控機床加工過程中的走刀次數，但是可以減免由于切削力增大而導致零件變形的出現。除此之外，加工過程中切削的速度同樣也會對切削力有影響，使用高速切削對薄壁零件進行加工，可以起到削弱切削力的作用，也可以降低加工時的溫度，防止熱力變形的出現。
3.4 選擇科學合理的工藝工序。制定科學合理的加工工序路線是保證薄壁零件數控加工工藝質量的關鍵所在。制造企業(yè)要將分析重點放在薄壁零件變形規(guī)律上面，了解掌握薄壁零件變形的規(guī)律，重視防止零件加工過程中存在的變形問題，以零件的生產技術要求及加工過程中的受力分析情況為根據來選擇合理的定位，緊密貼合定位元件與零件定位面之間的接觸，防止薄壁零件生產過程中振動變形的發(fā)生。選擇科學合理的工序路線就是合理的選擇夾具與零件的夾緊方式和定位基準，并且保證在加工過程中的基準始終協(xié)調一致，對加工余量要進行合理地分配；對相同零件的不同部分進行精加工的工序，要根據具體情況選擇最優(yōu)化的加工順序。
4 結束語
當前的經濟發(fā)展要求制造企業(yè)提高對薄壁零件的高精加工的要求。結合自身的生產實際條件，對現在的薄壁零件數控加工工藝進行研究分析，綜合當前的數控加工的方式，不斷的完善對生產工藝的分析，改進設計，優(yōu)化方案，不斷的積累薄壁零件的生產加工經驗，提高零件的加工質量和生產效率，帶動薄壁零件數控加工工藝整體水平的發(fā)展，進一步提高零件加工的精確度，生產出對環(huán)境污染小、表面質量好、符合現代加工工藝要求的薄壁零件，最終使產品立于不敗之地，使制造企業(yè)的競爭力得以提高。
參考文獻
[1]周敏，魏加爭.一種薄壁零件數控車工加工工藝[J].科技創(chuàng)新導報，2011（12）.
數控加工工藝范文第3篇
一、教材整合要突出工作過程
《數控加工工藝》課程的內容較多，枯燥無味，不易理解。要恰當地整合教學內容，以滿足學生就業(yè)的實際工作崗位的需要?！稊悼丶庸すに嚒钒ㄋ拇竽K，第一模塊是工藝、刀具、夾具等基礎知識；第二模塊是不同復雜程度的數控車削工藝；第三模塊是數控銑、加工中心加工工藝；第四模塊是特種加工部分?！稊悼丶庸すに嚒方虒W內容整合就是改變原來的知識體系，關注各部分的共同要素，重新安排學習內容的具有開發(fā)性的教學活動。學生學習《數控加工工藝》的過程，本質上是實踐知識構建的過程。因此，在《數控加工工藝》教學中，要抓住主干知識，以工作過程的順序整合教學內容。例如，圓弧槽的編程與加工，以前是按照“讀圖、分析、制定方案、文件編制、實施評估、修改完善”等環(huán)節(jié)進行教學。在學習結束后，才讓學生實際加工。整合《數控加工工藝》教學內容后，直接給學生布置圓弧槽的編程與加工的任務，讓學生在做中學。學生首先通過查閱書籍、上網查找資料，掌握G17、G18、G19、G02、G03指令的功能及應用，把程序編寫出來。然后學生到實操場運用華中數控HNC-21M/22M機床程序進行核實，并且選擇?6的立銑刀進行對刀，采用逆銑螺旋線切入工件進行加工。在這個“做”的過程中，學生不僅掌握了數控銑和加工中心加工工藝，并且掌握了實際加工的工藝、刀具夾具及數控車削工藝基礎知識，培養(yǎng)了學生綜合應用能力。
二、課堂教學要突出學生主體作用
有效教學必須充分依靠學生，要以學生為主體，充分調動學生的學習積極性。在《數控加工工藝》課程開展有效教學必須從學生自身尋找提高有效性的切入點。首先，發(fā)揮學生學習的主體作用，就要把任務交給學生，讓學生自主地、自覺地學習。例如，在學習加工階梯軸時，我布置的工作任務是加工一個階梯軸，并且以Φ40mm毛坯外圓為安裝基準，并取零件右端面中心為工件坐標系零點，讓學生自主探究加工工藝。學生的表現非常積極，他們以小組為單位分解工作任務，確定工件的裝夾方式，分析加工工藝路線，選擇切削用量，研討階梯軸程序。課堂上同學們各抒己見，十分活躍。其次，對于比較復雜的知識，教師要創(chuàng)造條件，指導學生自主、合作學習。
三、創(chuàng)設情境要關注學生分析能力
教學情境是指教師在教學過程中創(chuàng)設的情感氛圍，是通過語言表達、事物描述等手段，創(chuàng)設一種以學習為主體，分析和解決問題事件的真實性情境。在《數控加工工藝》教學中，教師既可以帶領學生到實操場去真實感受操作加工工藝，也可以通過多媒體等手段創(chuàng)設虛擬的W習情境幫助學生體會、理解加工工藝知識。創(chuàng)設教學情景是十分重要的，必須具有典型性、真實性、復雜性，還要注意到隨著學習的深入，創(chuàng)設的情境層次性。
教師要善于根據具體的教學，引導學生探究知識，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。例如，對軸套零件圖進行數控加工工藝分析，情景創(chuàng)設方法是多樣的，教師可以根據學生掌握知識和技能的程度，以作業(yè)或報告的形式交給學生，也可以利用課堂中的多媒體將實例展現出來，或者由學生提出具問題作為實例來分析，思考。
四、實踐教學要關注學生的專業(yè)技能
數控加工工藝范文第4篇
【關鍵詞】數控車床;削加工;工藝
在當前，隨著計算機技術傳感技術的快速發(fā)展，數控加工技術已經成為機械加工現代化的重要基礎和關鍵技術。數控車床加工工藝主要包含了精密機械、電子、電力拖動、自動控制以及故障診斷等多方面的技術，該項工程屬于高精度、高效率的幾點一體化產品，因此在加工過程中需要不斷提高加工工藝，最終實現復雜零件的自動加工，并且結合CAD＼CAM技術等，使得機械加工的柔性自動化水平得到提升。
一、數控車削加工工藝
數控車削加工工藝在機械制造過程中采用的是數控車床加工零件中所運用的方法以及技術手段之和。其中主要包含著選擇并確定零件的數控車削加工內容、圖紙分析、工具以及夾具的選擇和調整設計、具體制造工序;加工軌跡的計算和進一步優(yōu)化;數控車削加工程序的編寫、校證以及修改等;試加工與現場問題的處理狀況;編制數控加工工藝的技術文件。針對以上加工工藝進行具體制造，提高數控車削加工的工作效率。
二、具體工藝分析
數控車削加工工藝在具體制造過程中，首先要做好工藝準備工作，然后編制合理的程序，進一步提高機床加工功率保證零件的精度。在編制過程中要結合數控車削加工的特點以及工作原理，掌握編程的語言及格式，最終確定合理的切削用量，在正確的操作下，逐步完成。具體的加工工藝內容是：明確圖紙要求，對其進行分析并結合零件加工的要求具體實施;確定工件在數控車床上的裝夾方式;選擇合理的刀具以及切削用量具體實施加工如下：
1、數控車床車削加工的零件圖加工工藝
零件圖作為制定數控車削加工工藝的首要任務，要具體分析尺寸標注方法、輪廓幾何要素以及精度等，具體表現在：（1）標注尺寸分析。由于標注尺寸分析與普通加工圖紙的尺寸標注方法具有一定的差異性因此在具體標注尺寸過程中要按照統(tǒng)計基準來標注，促進編程的程序更加簡單，并且保證設計基準、工藝基準以及編程基準相統(tǒng)一。在標注過程中一定要按照統(tǒng)一的工藝基準實施，簡化編程程序，提高精度。（2）結構工藝性。為了確保結構更加合理，因此在編程中要對零件的鄂倫口進行幾何點的定義，分析幾何元素的給定條件，確保其數字處理有效。另外在分析過程中要審查零件的結構是否合理。在設計過程中要使得零件的機構能夠滿足數控車床的要求，提高加工效率。（3）確保技術和精度科學合理。數控車床車削加工工藝過程中，對零件的加工要確保其精度和技術合理，為加工方法、裝夾方式以及刀具等選擇提供重要保障。在具體實施過程中要嚴格按照圖紙要求進行，確保工序有效進行。針對圖紙位置上精度要求比較高的表面，應該采用一次裝夾完成，另外針對圖紙位置上精度比較粗糙的表面，要采用恒線速度切割，限制主軸的最高轉速，提高加工的精度以及效率。
2、加工工藝中選擇夾具和刀具
數控車床車削加工過程中應該盡可能地減少裝夾次數，在對其進行定位時，對于軸類零件，一般情況下是以外圓柱面作為定位的基準位置，針對套類零件，要以內控作為定位的基準，具體的裝夾要根據零件外形以及具體需要具體進行。在數控車床車削加工過程中針對刀具的選擇是提高加工效率以及提高精度的重要保障，因此在加工過程中對于刀具的選擇要求其具有：強度高、耐磨性好以及剛性好等特點，并且要選擇新型優(yōu)質材料，確保加工過程中的質量。
3、確定加工工序及其原則
通常數控車床車削加工中分為粗加工、半精加工以及精加工三個階段，因此為了提高加工質量確保其精度，在具體加工工序中要遵循先粗后細的原則，逐步提高加工的精度;先近后遠，根據刀點的距離具體進行;內外交叉的原則，先加工表面粗的地方，在進行精細加工;基面先行地原則，用作精基準的表面先進行加工，主要的目的是提高定位基準地精度，減小裝夾的誤差。在具體工序劃分中，要按照工序集中的原則進行，確保零件加工集中盡可能地減少工序內完成，在進行一次裝夾完成之后，表面大部分加工基本完成，確保加工的位置及其精度。
4、數控車床車削加工中的切削量選擇
切削量的選擇對于零件加工精度以及表明的粗糙程度有著之間的關系，在數控車削加工中切削用量直接影響著車床與刀具之間的配合程度。一般情況下，切削用量既要保證加工安全還需要提高零件的質量及其生產效率。因此在加工過程中需要遵循的原則是，遇到表面比較粗的車床，在剛度允許的范圍內，盡可能地選擇吃刀量以及進給量比較大的工具，來進一步提高加工的效率。在遇到車床表面比較精細時，應該選擇背吃刀量和進給量比較小的工具，來確保加工質量及其精度。另外還需要確保合理的切削速度，為數控車床切削加工質量提供重要保障。
三、總結
綜上所述，為了確保數控車床車削加工工藝水平，提高數控車床加工的效率、精度以及自動化程度，因此，要結合科學技術水平，選擇合理地程序，以及具體刀具等，另外在加工過程中還需要掌握熟練的編程技巧，結合數控車床車削加工的特點，確保零件加工的精度和效率。另外在加工工藝中，按照施工圖紙中的要求，根據車床表面的粗燥程度具體實施，確保零件的結構設計合理，車床車削加工效果明顯，生產效率不斷提高。該項加工工藝水平的研究，有助于推動我國數控車床加工制造業(yè)的不斷發(fā)展。
參考文獻：
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數控加工工藝范文第5篇
【關鍵詞】 數控車床 車削加工工藝 工藝分析 車削
一、問題的提出
數控車削加工主要包括工藝分析、程序編制、裝刀、裝工件、對刀、粗加工、半精加工、精加工。而數控車削的工藝分析是數控車削加工順利完成的保障。
數控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括以下幾個方面:
(一)選擇并確定零件的數控車削加工內容;(二)對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析;(三)工具、夾具的選擇和調整設計;(四)切削用量選擇;(五)工序、工步的設計;(六)加工軌跡的計算和優(yōu)化;(七)編制數控加工工藝技術文件。
筆者觀察了很多數控車的技術工人,閱讀了不少關于數控車削加工工藝的文章,發(fā)現大部分的使用者采用選擇并確定零件的數控車削加工內容、零件圖分析、夾具和刀具的選擇、切削用量選擇 、劃分工序及擬定加工順序、加工軌跡的計算和優(yōu)化、編制數控加工工藝技術文件的順序來進行工藝分析。
但是筆者分析了上述的順序之后,發(fā)現有點不妥。因為整個零件的工序、工步的設計是工藝分析這一環(huán)節(jié)中最重要的一部分內容。工序、工步的設計直接關系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。工序、工步的設計不合理將直接導致零件的形位公差達不到要求。換言之就是工序、工步的設計不合理直接導致產生次品。
二、分析問題
目前,數控車床的使用者的操作水平非常高,并且能夠獨立解決很多操作上的難題,但是他們的理論水平不是很高,這是造成工藝分析順序不合理的主要原因。
造成工藝分析順序不合理的另一個原因是企業(yè)的工量具設備不足。
三、解決問題
其實分析了工藝分析順序不合理的現象和原因之后,解決問題就非常容易了。需要做的工作只要將對零件的分析順序稍做調整就可以。
筆者認為合理的工藝分析步驟應該是:
(一)選擇并確定零件的數控車削加工內容;(二)對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析;(三)工序、工步的設計;(四)工具、夾具的選擇和調整設計;(五)切削用量選擇;
(六)加工軌跡的計算和優(yōu)化;(七)編制數控加工工藝技術文件。
本文主要對二、三、四、五三個步驟進行詳細的闡述。
(一)零件圖分析
零件圖分析是制定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性,選擇工藝基準。
1.選擇基準
零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車床的加工特點,以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程,又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統(tǒng)一。
2.節(jié)點坐標計算
在手工編程時,要計算每個節(jié)點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義。
3.精度和技術要求分析
對被加工零件的精度和技術進行分析,是零件工藝性分析的重要內容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上,才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。
(二)工序、工步的設計
1.工序劃分的原則
在數控車床上加工零件,常用的工序的劃分原則有兩種。
(1)保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中,粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。 為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響,則應將粗、精加工分開進行。
(2)提高生產效率原則。為減少換刀次數,節(jié)省換刀時間,提高生產效率,應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后,再換另一把刀來加工其他部位,同時應盡量減少空行程。
2.確定加工順序
制定加工順序一般遵循下列原則 :
(1)先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進行,逐步提高加工精度。
(2)先近后遠。離對刀點近的部位先加工,離對刀點遠的部位后加工,以便縮短刀具移動距離,減少空行程時間。此外,先近后遠車削還有利于保持坯件或半成品的剛性,改善其切削條件。
(3)內外交叉。對既有內表面又有外表面需加工的零件,應先進行內外表面的粗加工,后進行內外表面的精加工。
(4)基面先行。用作精基準的表面應優(yōu)先加工出來,定位基準的表面越精確,裝夾誤差越小。
(三)夾具和刀具的選擇
1.工件的裝夾與定位
數控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面,盡量減少裝夾次數,以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件,通常以零件自身的外圓柱面作定位基準;對于套類零件,則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外,還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇 。
2.刀具選擇
刀具的使用壽命除與刀具材料相關外,還與刀具的直徑有很大的關系。刀具直徑越大,能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下,采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命,提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。
(四)切削用量選擇
數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S(或切削速度υ)及進給速度F(或進給量f )。
切削用量的選擇原則,合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根據機床說明書中規(guī)定的要求,以及刀具的耐用度去選擇,(下轉第90 頁)
(上接第81 頁)也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是:粗車時,首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap;其次選擇較大的進給量f;最后再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數,提高加工效率,增大進給量有利于斷屑。精車時,應著重考慮如何保證加工質量,并在此基礎上盡量提高加工效率,因此宜選用較小的背吃刀量和進給量,盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min )可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000/πD(D為工件或刀/具直徑 mm)計算得出,也可以查表或根據實踐經驗確定。
三、結 語
數控機床作為一種高效率的設備,欲充分發(fā)揮其高性能、高精度和高自動化的特點,除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外,還應在編程前進行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝,以得到最優(yōu)的加工方案。
參考文獻
