【文章內容簡介】 響銑床效率的發(fā)揮，而且將直接影響到零件的加工質量。正因為數控加工采用了計算機控制系統和數控機床，使得數控加工與普通加工相比具有加工自動化程度高、精度高、質量穩(wěn)定、生成效率高、周期短、設備使用費用高等特點。數控加工工藝上與普通加工工藝也具有一定的差異。A. 數控加工工藝內容要求更加具體、詳細 普通加工工藝：許多具體工藝問題，如工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人員根據實際經驗和習慣自行考慮和決定，一般無須工藝人員在設計工藝規(guī)程時進行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由試切保證。 數控加工工藝：所有工藝問題必須事先設計和安排好，并編入加工程序中。數控工藝不僅包括詳細的切削加工步驟，還包括工夾具型號、規(guī)格、切削用量和其他特殊要求的內容，以及標有數控加工坐標位置的工序圖等。在自動編程中更需要確定詳細的各種工藝參數。B. 數控加工工藝要求更嚴密、精確 普通加工工藝：加工時，可以根據加工過程中出現的問題，比較自由地進行人為調整。 數控加工工藝：自適應性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮，否則導致嚴重的后果。如攻螺紋時，數控機床不知道孔中是否已擠滿切屑，是否需要退刀清理一下切屑再繼續(xù)加工。又如非數控機床加工，可以多次“試切”來滿足零件的精度要求；而數控加工過程，嚴格按規(guī)定尺寸進給，要求準確無誤。因此，數控加工工藝設計要求更加嚴密、精確。 C. 制定數控加工工藝要進行零件圖形的數學處理和編程尺寸設定值的計算 編程尺寸并不是零件圖上設計的尺寸的簡單再現。在對零件圖進行數學處理和計算時，編程尺寸設定值要根據零件尺寸公差要求和零件的形狀幾何關系重新調整計算，才能確定合理的編程尺寸。 D. 考慮進給速度對零件形狀精度的影響 制定數控加工工藝時，選擇切削用量要考慮進給速度對加工零件形狀精度的影響。在數控加工中，刀具的移動軌跡是由插補運算完成的。根據插補原理分析，在數控系統已定的條件下，進給速度越快，則插補精度越低，導致工件的輪廓形狀精度越差。尤其在高精度加工時，這種影響非常明顯。 E. 強調刀具選擇的重要性 復雜形面的加工編程通常采用自動編程方式。自動編程中，必須先選定刀具再生成刀具中心運動軌跡，因此對于不具有刀具補償功能的數控機床來說，若刀具預先選擇不當，所編程序只能推倒重來。F. 數控加工工藝的特殊要求 1) 由于數控機床比普通機床的剛度高，所配的刀具也較好，因此在同等情況下，數控機床切削用量比普通機床大，加工效率也較高。 2) 數控機床的功能復合化程度越來越高，因此現代數控加工工藝的明顯特點是工序相對集中，表現為工序數目少，工序內容多，并且由于在數控機床上盡可能安排較復雜的工序，所以數控加工的工序內容比普通機床加工的工序內容復雜。 3) 由于數控機床加工的零件比較復雜，因此在確定裝夾方式和夾具設計時，要特別注意刀具與夾具、工件的干涉問題。 G. 數控加工程序的編寫、校驗與修改是數控加工工藝的一項特殊內容普通工藝中，劃分工序、選擇設備等重要內容，對數控加工工藝來說屬于已基本確定的內容，所以制定數控加工工藝的著重點是整個數控加工過程的分析，關鍵在確定進給路線及生成刀具運動軌跡。復雜表面的刀具運動軌跡生成需借助自動編程軟件，既是編程問題，當然也是數控加工工藝問題。這也是數控加工工藝與普通加工工藝最大的不同之處。 數控銑床加工工藝的主要內容 根據實際應用需要，數控銑床加工工藝主要包括以下內容： ① 確定適合在數控銑床上加工的零件或加工內容。② 對擬定在數控銑床加工的零件或加工內容進行工藝分析。通過分析被加工零件的圖樣，針對零件加工結構內容及技術要求初步擬定適當的工藝措施。③ 確定零件的總體加工方案。包括確定零件整個加工過程的工序劃分、各工序間的順序、數控銑床上加工工序與非數控加工工序的銜接等。 ④ 數控銑床上的加工工序的設計。如選取零件的定位基準、裝夾方案的確定、工步的劃分、刀具的選擇和確定切削用量及確定加工路線等。⑤ 確定數控加工前的調整方案。如對刀方案、換刀點、刀具預調和刀具補償方案及確定加工路線等。 加工方法的確定機械零件的結構形狀是多種多樣的，但它們都是由平面、外圓柱面、內圓柱面或曲面、廓形面等基本表面組成的。加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，應結合零件的結構形狀、尺寸大小、材料及生產類型等因素全面考慮。根據十字架模具的特征，采用數控銑削加工。 數控加工工藝路線的設計數控加工工藝路線設計是下一步工序設計的基礎，其設計的質量會直接影響零件的加工質量與生產效率。設計工藝路線時應對零件圖、毛坯圖認真消化，結合數控加工的特點靈活運用普通加工工藝的一般原則，盡量把數控加工工藝路線設計得更合理一些。 數控銑削加工零件的工序順序在數控銑床上加工零件，工序比較集中，在一次裝夾中，盡可能完成全部工序。根據數控機床的特點，為了保持數控銑床的精度，降低生產成本，延長使用壽命，通常把零件的粗加工，特別是基準面、定位面的加工在普通機床上進行。 銑削加工零件劃分工序后，各工序的先后順序排定通常要考慮如下原則：(1)基面先行原則：用作精基準的表面應優(yōu)先加工出來。(2)先粗后精原則： 各個表面的加工順序按照粗加工→半精加工→精加工→光整加工的順序依次進行，逐步提高表面的加工精度和減小表面粗糙度。(3)先主后次原則： 零件的主要工作表面、裝配基面應先加工，從而能及早發(fā)現毛坯中主要表面可能出現的缺陷。次要表面可穿插進行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進行。(4)先面后孔原則： 對平面輪廓尺寸較大的零件，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，這樣安排加工順序，一方面用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠；另一方面在加工過的平面上加工孔，孔加工的編程數據比較容易確定，并能提高孔的加工精度，特別是鉆孔時的軸線不易歪斜。 對于十字飛鏢來說，后 3 個原則很容易理解，不再敘述，下面重點講述基面先行原則，對它的應用往往是排列工序的關鍵，也是難點。 定位基準的選擇是決定加工順序的重要因素。在安排加工工序之前，應先找出零件的主要加工表面，并了解它們之間主要的相互位置精度的要求。而定位基準的選擇對零件各主要表面的相互位置精度又有著直接的影響。一些彼此有較高精度要求的表面應盡量在一次安裝中加工出來，這樣可減少零件的安裝誤差對它們之間的相互位置精度的影響。用作精基準的表面應優(yōu)先加工出來，因為定位基準的表面越精確，裝夾誤差就越小。任何一個較高精度的表面在加工之前，作為其定位基準的表面必須已加工完畢。加工這些定位基準面時又必須以另外的表面來作為定位粗基準。因此當工藝分析時工序的精定位基準初步確定后，向前可推出加工定位精基準的工序，向后推出以工序的精定位基準加工的工序，這樣便可以逐步得到整個工藝過程的加工順序的大致輪廓。因此，根據提供的圓棒型毛坯，首先找出較為平整的表面，把它作為定位基準進行加工。 數控銑削工序的各工步順序 由于數控機床集中工序加工的特點，在數控銑床上的一個加工工序，一般為多工步，使用多把刀具。因此在一個加工工序中應合理安排工步順序，它直接影響到數控銑床加工的精度、效率、刀具數量和經濟性。安排工步時除考慮通常的工藝要求之外，還應考慮下列因素：①以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的內容，最好接連進行，以減少刀具更換次數，節(jié)省輔助時間。②在一次安裝的工序中進行多個工步，應先安排對工件剛性破壞小的工步。③工步順序安排和工序順序安排是類似的，如都遵循由粗到精的原則。先進行重切削、粗加工，去除毛坯大部分加工余量，然后安排一些發(fā)熱小、加工要求不高的加工內容(如鉆小孔、攻螺紋等)，最后再精加工。④考慮走刀路線，減少空行程。如決定某一結構的加工順序時，還應兼顧到鄰近的加工結構的加工順序，考慮相鄰加工結構的一些相似的加工工步能否統一起來，用一把刀接連加工，減少換刀次數和空行程移動量。數控工藝路線的設計是下一步走刀路線的設計基礎，會對零件的加工質量與生產效率造成較大的影響，設計工藝路線時應認真分析零件圖，結合數控加工的特點和實際經驗來靈活運用普通加工工藝的一般原則，盡量把數控加工工藝路線設計得更趨合理。根據以上分析，首先采用等高線粗加工，初步加工整體形狀，然后用擺線式粗加工加工出三個槽，最后采用三維偏置精加工完成最后的加工。 走刀路線的設計在數控加工中，刀具刀位點在整個加工工序中相對于工件的運動軌跡稱為走刀( 加工 )路線，它不但包括了工序的內容，而且也反映出工序的順序。走刀路線是編寫程序的依據之一。因此，在確定走刀路線時最好畫一張工序簡圖，將已經擬定出的走刀路線畫上去(包括進刀、退刀路線)，這樣可為編程帶來不少方便。編程時，加工路線的確定原則主要有以下幾點： 1)加工路線應保證被加工零件的加工精度和表面粗糙度要求，且效率要高。 2)應使加工路線最短，這樣可簡化程序段和減少空走刀時間，以提高生產率。 3)保證零件的工藝要求。 4)利于簡化數值計算，減少程序段的數目和程序編制的工作量。 另外確定加工路線時，還要考慮工件的加工余量和機床刀具的系統剛度等情況，確定是一次走刀還是多次走刀完成加工。 銑削平面的加工路線刀具切入工件時，應避免沿零件外廓的法向切入，而應沿外廓曲線延長線的切向切入，以避免在切入處由于法向力過大產生刀具的刻痕而影響表面質量，保證零件外廓曲線平滑過渡。同理，在切離工件時，在工件的輪廓處直接退刀，會造成進給停頓，使工件表面出現凹坑，因此也應該沿零件輪廓延長線的切向逐漸切離工件。 為保證零件表面質量，對刀具的切入和切出程序需要精心設計。銑削外表面輪廓時，銑刀的切入和切出點應沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面，而不應沿法向直接切入零件，以避免加工表面產生劃痕，保證零件輪廓光滑。銑削封閉的內輪廓表面時，若內輪廓曲線允許外延，則應沿切線方向切人、切出。若內輪廓曲線不允許外延，刀具只能沿內輪廓曲線的法向切入、切出，此時刀具的切入、切出點應盡量選在內輪廓曲線兩幾何元素的交點處。當內部幾何元素相切無交點時，為防止刀補取消時在輪廓拐角處留下凹口，刀具切入、切出點應遠離拐角。此外，輪廓加工中應避免進給停頓。因為加工過程中的切削力會使工藝系統產生彈性變形并處于相對平衡狀態(tài)，進給停頓時，切削力突然減小會改變系統的平衡狀態(tài)，刀具會在進給停頓處的零件輪廓上留下刻痕。為提高工件精度和減小表面粗糙度，可以采用多次走刀的方法，粗加工余量一般以 為宜，而且精銑時宜采用順銑，~5m糙度的值。 夾具的選擇數控銑床工件裝夾一般都是以平面工作臺為安裝的基礎，定位夾具或工件，并通過夾具最終定位夾緊工件，使工件在整個加工過程中始終與工作臺保持正確的相對位置。數控加工用的夾具大都是通用性的，編程人員在大多數情況下不進行實際設計，而是選用。數控加工