由於數控加工的(de)複(fù)雜性(如不同的機床,不同的材料,不同的刀具,不同的切削方式,不同(tóng)的參數設定等等),決定了從從事數控加工(無論(lùn)是加工還是編程)到到達一定(dìng)水平,必須經(jīng)過一段比較長的時間(jiān),此手冊是工程(chéng)師在長期實際生(shēng)產過程中總結出來的、有關數(shù)控(kòng)加工工藝、工序、常用刀具參數(shù)的選擇、加工過程中的監控等方麵的一些經驗總匯,可(kě)供大家參(cān)考。
數控加工工序的劃分(fèn)一般可按下列方法進行:
(1)刀具集(jí)中分序法就是按所用(yòng)刀具劃分工序,用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位(wèi)。這樣可(kě)減(jiǎn)少換刀次數,壓(yā)縮空程時間,減少不必要的定位誤差。
(2)以加工部位分序法對於加工(gōng)內容很多的零件,可按其結構特點(diǎn)將(jiāng)加工(gōng)部分分成幾(jǐ)個部分,如(rú)內形、外(wài)形、曲麵或平(píng)麵等。一般先加工平麵、定位(wèi)麵,後加工孔;先加工簡單的幾何形狀,再加工複雜的(de)幾何形狀;先加工精度較低的部位,再(zài)加工精度要求較(jiào)高的部位。
(3)以粗、精加(jiā)工(gōng)分序法對於易發生加工變形的零件,由於粗加工後可(kě)能發生的變形而需要進行校形,故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工(gōng)序分開。綜(zōng)上(shàng)所述,在(zài)劃分工序時,一定(dìng)要視零件的結構與工藝性,機床的功能,零件數控加工內容的多少,安裝次數及本單位生產(chǎn)組(zǔ)織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則(zé)還是采(cǎi)用(yòng)工(gōng)序(xù)分散(sàn)的原則,要根據實際(jì)情況來確定,但一定(dìng)力求合理。
加工順序的安排應根(gēn)據零件的結構和毛坯狀況,以及定位夾緊的需(xū)要來考慮,重(chóng)點是工件的剛性不被破壞。順序一般應按下列(liè)原則進行:
(1)上道工序的加工不能影響下道工序(xù)的定位與夾緊,中間穿插有通用機床(chuáng)加工工(gōng)序的也要綜合考慮。
(2)先進行內形內腔加工序,後進行外形(xíng)加工工序。
(3)以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的(de)工序最好連接進行,以(yǐ)減少重(chóng)複定位次數,換刀次數與挪動壓板次數。
(4)在同一次安裝中進行的多道工序,應先(xiān)安排對工件剛性破壞小的工序。
在確定定位基準與夾緊方(fāng)案時應注意(yì)下(xià)列三(sān)點:
(1)力求設計、工(gōng)藝(yì)、與編程計算的基準統一。
(2)盡量減少裝夾次(cì)數,盡可能做到在(zài)一次定位後就能加工出全部(bù)待加工表麵。
(3)避免采用(yòng)占機(jī)人工調整(zhěng)方案。
(4)夾具要開(kāi)暢,其定位、夾緊機構不能影響加工中的走刀(dāo)(如(rú)產生碰撞),碰到此類情況時,可采(cǎi)用用虎鉗或(huò)加底板抽(chōu)螺絲的方式裝夾。
1.對刀點可以設在(zài)被加(jiā)工零件的上,但注意對刀點必須是基(jī)準位或已精加(jiā)工過的部(bù)位,有時在第一道工序後對刀點被加工毀壞,會導(dǎo)致第二道工序和之後的對(duì)刀(dāo)點無從查找,因此在第一道工序對刀時注意要在與定位基準有相對固定尺寸關係的地方設立一個相對對刀位置,這樣可以根據它們之間的相對位置關係找回原對刀(dāo)點。這個相對對對刀位置(zhì)通常設在機床(chuáng)工作台或夾具上。其選擇原則如下:
1)找正容(róng)易。
2)編程方便。
3)對刀誤差小。
4)加工時(shí)檢查方便、可查。
2.工件坐標係的原點位置是由操作者自己設定的,它在工件裝夾完畢後,通過對(duì)刀確定,它反映的(de)是工件與機床零點之間的距離位置關係。工件坐標(biāo)係一旦(dàn)固定,一般不作改(gǎi)變。工件坐標係與編程坐標係兩者(zhě)必須統一,即在加工(gōng)時,工件(jiàn)坐標係和編程坐標係(xì)是一致的。
走刀路線是指數控加工過程中刀具相對於被(bèi)加工件的(de)運動軌跡(jì)和方向。加工(gōng)路(lù)線的合理選擇是非常重(chóng)要的,因為它與零件的加工精度和(hé)表麵質量(liàng)密卻相(xiàng)關。在(zài)確定走刀路線是主要考慮下列幾點:
1)保證零(líng)件的加工精度要求。
2)方便數(shù)值計算,減少編程工作量。
3)尋求最短加工路線,減少空(kōng)刀時間以提高加工效率。
4)盡量減少程序段數(shù)。
5)保證工件輪廓(kuò)表麵加工後的粗(cū)糙度的要求,最終輪廓應安排最後(hòu)一走刀連續加工出來。
6)刀具的進退刀(切入與切出)路線也要認真考慮,以(yǐ)盡量減(jiǎn)少在輪廓處停刀(切削力突然變化造成彈性變形)而留下刀痕,也要避免在輪廓麵上(shàng)垂直下(xià)刀而劃傷工件。
工件在找正及程序調試完成之後,就可進入自動加工階段。在自動加工過程中,操作者要對切削(xuē)的過程進行監控,防止出現(xiàn)非正常切(qiē)削(xuē)造成工件質量問題及(jí)其它事故(gù)。
對切削過程進行監控主要考慮以下幾(jǐ)個方麵:
1.加工過程監控粗加工主要考慮的是工件表(biǎo)麵的多餘餘量的快速切(qiē)除。在機床自動(dòng)加工過程(chéng)中,根據設定的(de)切(qiē)削用(yòng)量,刀具按預定的切削軌跡自動切削。此時操作者應注(zhù)意通過切削負荷表觀察自動加工過程中的切削負荷變化情況,根(gēn)據刀具的承(chéng)受(shòu)力狀況,調整切削用量,發(fā)揮機床的最大效率。
2.切削過程中切削聲(shēng)音的監控在自動切削(xuē)過(guò)程中(zhōng),一(yī)般(bān)開始切削時,刀具(jù)切削工件的聲音是穩定的、連續的、輕快的,此時機床的運動是平穩的。隨著切削過程的進行(háng),當工件上有硬質點或刀(dāo)具磨損或刀具送夾等原因後,切削過程出現不穩定,不穩定的表現是切削聲音發生變化,刀具(jù)與工件之間會出現相互撞擊聲,機(jī)床會出現(xiàn)震動。此時應及時調整(zhěng)切削用量及切削條件,當(dāng)調整(zhěng)效果不明顯(xiǎn)時,應暫停(tíng)機床,檢查刀具及(jí)工件狀況。
3.精加(jiā)工過程監控精加工(gōng),主要是保證工件的加工尺寸和加工表麵質量,切削速度較高(gāo),進給量較(jiào)大。此時應著重注意積屑瘤對(duì)加工表麵的影響,對於型腔加工,還應注意拐角處加工過切與讓刀。對於上述問題的解決,一是要注意調整切削液的噴淋位置,讓加工表(biǎo)麵時刻處於最(zuì)佳]的冷卻條件;二是要(yào)注意觀察(chá)工件的已加工麵質量,通過調(diào)整切削用量,盡(jìn)可能避免質量的變化。如調整仍無明顯效果,則應停機檢察原程序編得是否合理。
特別注意的是,在暫停檢查或停機檢查時,要(yào)注意刀具的位置。如(rú)刀具在切削過程中停機,突然的主軸停轉,會(huì)使工件表麵產生刀痕。一般應在刀具離開切削狀態時,考慮停(tíng)機。
4. 刀具監控刀具的質量(liàng)很大程度決定了工件的加工質量。在自(zì)動加(jiā)工切削過程中(zhōng),要通過聲音監(jiān)控、切削時間(jiān)控製、切削過程中暫停檢查、工件表麵(miàn)分析等方法判斷(duàn)刀具(jù)的正(zhèng)常磨損狀況及非正常(cháng)破(pò)損狀況。要根據加工要求,對刀具及時處理,防止發生由刀具未及時處理(lǐ)而產生(shēng)的加工質量問題。
1.平麵銑削時應選用不重磨(mó)硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時,盡量采用二次走刀加工,第一次走刀最好用(yòng)端銑(xǐ)刀粗銑,沿工件表麵連(lián)續走刀。每(měi)次走刀寬(kuān)度推薦至為刀具直徑的60%--75%。
2.立銑刀(dāo)和鑲硬質合金刀片的端銑刀主要用於加工凸台、凹槽和箱口麵。
3.球刀、圓(yuán)刀(亦稱圓鼻刀)常用於加工曲麵和變斜角輪廓外形。而球刀多用於半精加工和精加工。鑲硬質合金刀具的圓刀多用於開粗。
(一)加工程序單是數控加工工(gōng)藝設計的內容之一,也是需要操作者遵守、執行的規程,是加工(gōng)程序的具體(tǐ)說明,目的是讓操作者明確(què)程序(xù)的內容、裝(zhuāng)夾和定位方式、各個加工程序所(suǒ)選用的刀具既應注意(yì)的問題等。
(二)在加工程序單裏,應(yīng)包括:繪圖和編程文(wén)件(jiàn)名,工件名稱,裝夾(jiá)草圖,程序名,每個程序所使用的刀(dāo)具、切削的最大深度,加工性質(如粗加工還是精加工),理論加工時(shí)間(jiān)等。
在確定(dìng)加工工藝後,編程前要了解:1、工件裝(zhuāng)夾方式;2、工件毛胚的大小----以(yǐ)便確定加工的範圍或是否需要多次裝夾;3、工件的(de)材料----以便選擇加工所使用何種刀(dāo)具;4、庫存的刀具有哪些----避(bì)免在加工(gōng)時因無此(cǐ)刀具要修改程(chéng)序,若一定要用到此刀具(jù),則可以提前準(zhǔn)備。
安全高度的(de)設定原則:一般高過島(dǎo)嶼的最高麵(miàn)。或者將編程零點設在最高麵,這樣(yàng)也可(kě)以最(zuì)大限度避免撞刀的危險。
因為不同的機床所能認到的地址碼(mǎ)和NC程序格式(shì)不同,所(suǒ)以要(yào)針對所使用的機床選擇正確的後處理格(gé)式才能保證編出來的程序可以運行。
程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種,CNC是(shì)指程序通過媒體介質(如軟盤,讀帶機,通訊線等)輸送到(dào)機床的存儲器(qì)存儲起來,加工時(shí)從存儲器裏調出程序來進行加工(gōng)。由於(yú)存儲(chǔ)器的(de)容量受大小的限製,所以當程序(xù)大的時候可采(cǎi)用DNC方式(shì)進行加工,由於DNC加工時機床直接從控製電腦讀取程序(也即是邊送邊做),所以不受存儲器(qì)的容量受大小的限製(zhì)。
(一)切(qiē)削用量有(yǒu)三大要素(sù):切削深度,主軸轉速和進給速度.切削用量的選擇總體原則是:
少切削,快進(jìn)給(即切削深度小,進給(gěi)速度快)
(二)按材料分類,刀具一般(bān)分為(wéi)普通硬質白鋼刀(材料為高速(sù)鋼),塗層(céng)刀具(如鍍鈦等),合金刀具(如鎢鋼,氮化硼刀具等).