【文章內(nèi)容簡介】 路線和保證加工精度兩者的關系。就精加工而言,應在保證加工精度的前提下，盡量縮短加工路線,即先精后短；而對于粗加工，要注重縮短加工路線。同時不能影響加工精度，先短后精 。2．工序劃分的要點工藝設計中的工序劃分，應根據(jù)工序集中的原則，關注以下要點。粗精分開若零件(單件) 的全部表面均由數(shù)控機床加工，工序的劃分一般按先粗加工，后半加工，最后精加工，依次分開進行；即粗加工全部完成之后再進行半精加工、 精加工。粗加工時可快速切除大部分余量，再依次精加工各個表面，這樣可提高生產(chǎn)效率，又可保證零件的加工精度和表面粗糙度。而對于某一加工表面,則應按粗加工、半精加工、精加工順序完成。對于一些位置精度要求較高加工表面，可采用前者； 而對于一些尺寸精度要求較高者,考慮到零件的剛度、 變形及尺寸精度等因素,建議采用后者。尤其是對于精度要求較高的加工表面，在粗、 精加工工序之間，零件最好擱置一段時間，使粗加工后零件的變形得到較為充分的恢復，再進行精加工， 這樣有利于提高加工精度。一般情況下，精加工余量以留毫米為宜。精銑時應盡量采用順銑方式，以保證零件表面質量。此外， 在可能條件下，盡量在普通機床或其他機床上對零件進行粗加工， 以減輕數(shù)控機床的負荷和保證加工精度。3．一次定位對于一些在加工中易因重復定位而產(chǎn)生誤差的零件，應采用一次定位的方式按順序進行換刀作業(yè)。例如：加工箱體類零件的各軸線孔系，可依次連續(xù)加工完成同一軸線上的各孔，以提高孔系的同軸度及位置公差，然后再加工其他坐標位置的孔，確?？紫档奈恢镁?。根據(jù)零件特征，盡可能減少裝夾次數(shù)。在一次裝夾中，盡可能完成較多的加工表面，減少輔助時間，提高數(shù)控加工的生產(chǎn)效率。4．先面后孔通常，可按零件加工部位劃分工序，一般先加工簡單的幾何形狀，后加工復雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位,后加工精度要求較高的部位；先加工平面，后加工孔。例如： 銑平面鏜孔復合加工，可按先銑平面后鏜孔順序進行。因為銑削時切削力較大,零件易變形，待其恢復變形后再鏜孔，有利于保證孔的加工精度。其次，先鏜孔再銑平面，孔口就會產(chǎn)生毛刺、飛邊,影響孔的裝配。5．減少換刀在數(shù)控加工中，應盡可能按刀具進入加工位置的順序集中刀具，即在不影響加工精度的前提下，減少換刀次數(shù)，減少空行程，節(jié)省輔助時間。零件在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工表面。當一把刀具完成加工的所有部位后，盡可能為下道工序作些預加工。例如： 使用小鉆頭為大孔預鉆位置孔或劃位置痕，或用前道工序的刀具為后道工序先進行粗加工，然后換刀后完成精加工或加工其他部位。對于一些不重要的部位，盡可能使用同一把刀具完成同一個工位的多道工序加工。6．連續(xù)加工在加工半封閉或封閉的內(nèi)外輪廓中，應盡量避免加工停頓現(xiàn)象。由于零件、刀具、機床這一工藝系統(tǒng)在加工過程中暫時處于動態(tài)平衡彈性變形狀態(tài)下, 若忽然進給停頓, 切削力會明顯減小，就會失去原工藝系統(tǒng)的平衡，使刀具在停頓處留下劃痕( 或凹痕) 。因此，在輪廓加工中應避免進給停頓現(xiàn)象，保證零件表面的加工質量。7．同向行程為提高數(shù)控機床的定位精度，刀具應盡量采用同向( 或單向) 趨近定位點和加工點的方法，以減少機械傳動系統(tǒng)( 如絲桿間隙)對定位精度的影響?？蛰d運行時，應當按照先快后慢分級降速的順序,接近并到達預定點，以避免速度快、慣性過大而影響其運行和定位精度。例如：對于一些位置精度要求較高的各孔加工時，應特別關注各孔加工順序的安排，若安排不當， 就有可能把坐標軸的反向間隙帶入行程中，會直接影響各孔之間的位置精度。各孔的加工順序和路線應按同向行程進行,以免引入反向誤差。 加工方案又稱工藝方案，數(shù)控機床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內(nèi)容。 在數(shù)控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別 輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。只有 樣，才能使所制定加工方案合理，從而達到質量優(yōu)、效率高和成本低的目的。 制定加工方案的一般原則為：先粗后精，先近后遠，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。 (1) 先粗后精 為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精加工質量，在切削加工時，應先安排粗加工工序，在較短的時間內(nèi)，將精加工前大量的加工余量(如圖34中的虛線內(nèi)所示部分)去掉，同時盡量滿足精加工的余量均勻性要求。當粗加工工序安排完后，應接著安排換刀后進行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，當粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時，則可安排半精加工作為過渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。 在安排可以一刀或多刀進行的精加工工序時，其零件的最終輪廓應由最后一刀連續(xù)加工而成。這時，加工刀具的進退刀位置要考慮妥當，盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切 和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。 (2) 先近后遠 這里所說的遠與近，是按加工部位相對于對刀點的距離大小而言的。在一般情況下，特別是在粗加工時，通常安排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。對于車削加工，先近后遠有利于保持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。 (3) 先內(nèi)后外 對既要加工內(nèi)表面(內(nèi)型、腔)，又要加工外表面的零件，在制定其加工方案時，通常應安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔，后加工外表面。這是因為控制內(nèi)表面的尺寸和形狀較困難，刀具剛性相應較差，刀尖(刃)的耐用度易受切削熱影響而降低，以及在加工中清除切屑較困難等。 (4) 走刀路線最短 確定走刀路線的工作重點，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的。走刀路線泛指刀具從對刀點(或機床固定原點)開始運動起，直至返回該點并結束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、切出等非切削空行程。 在保證加工質量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省整個加工過程的執(zhí)行時間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機床進給機構滑動部件的磨損等。優(yōu)化工藝方案除了依靠大量的實踐經(jīng)驗外，還應善于分析，必要時可輔以一些簡單計算。上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質量。這些都有賴于編程者實際加工經(jīng)驗的不斷積累與學習。 (5) 加工路線與加工余量的關系 在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯件上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時，則要注意程序的靈活安排。安排一些子程序對余量過多的部位先作一定的切削加工。 1）對大余量毛坯進行階梯切削時的加工路線 2）分層切削時刀具的終止位置 確定切削用量與進給量 在編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時，一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高機械加工質量和產(chǎn)量。影響切削條件的因素有：機床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預期壽命及最大生產(chǎn)率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量；機床的壽命。 上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進給率為主要因素。 切削速度快慢直接影響切削效率。若切削速度過小，則切削時間會加長，刀具無法發(fā)揮其功能；若切削速度太快，雖然可以縮短切削時間，但是刀具容易產(chǎn)生高熱，影響刀具的壽命。決定切削速度的因素很多，概括起來有： 1. 刀具材料。刀具材料不同，允許的最高切削速度也不同。高速鋼刀具耐高溫切削速度不到，碳化物刀具耐高溫切削速度可達以上，陶瓷刀具的耐高溫切削速度可高達。 2. 工件材料。工件材料硬度高低會影響刀具切削速度，同一刀具加工硬材料時切削速度應降低，而加工較軟材料時，切削速度可以提高。 3. 刀具壽命。刀具使用時間(壽命)要求長，則應采用較低的切削速度。反之，可采用較高的切削速度。 4. 切削深度與進刀量進行切削1．工件安裝的基本原則在數(shù)控機床上工件安裝的原則與普通機床相同，也要合理地選擇定位基準和夾緊方案。為了提高數(shù)控機床的效率，在確定定位基準與夾緊方案時應注意以下3點：（1）力求設計基準、工藝基準與編程計算基準的統(tǒng)一。（2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工表面。（3）避免采用占機人工調整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。2．夾具的選擇數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要能協(xié)調零件與機床坐標系的尺寸關系。除此之外，還要考慮以下兩點：（1）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調夾具和其他通用夾具，以縮短準備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用。（2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。加工中心的回零點通常設置在機床各軸靠近正方向極限的位置，通過減速行程開關粗定位而由零位點脈沖精確定位。機床參考點對機床原點的坐標是一個已知定值。也就是說，可以根據(jù)機床參考點在機床坐標系中的坐標值間接確定機床原點位置?；亓悴僮饔址Q為返回參考點操作。當返回參考點的工作完成之后，顯示器即顯示出機床參考點在機床坐標系中的坐標值。表明機床坐標系自動建立。在數(shù)控加工程序中可用相關指令使刀具經(jīng)過一個中間點自動退離到參考點。機床參考點已由機床制造商測定后輸入數(shù)控系統(tǒng)，并記錄在機床說明書中，用戶不得改變。一般加工中心的機床原點、機床參考點的位置所示。但許多數(shù)控機床參考點坐標值設置為零，此時機床坐標系的原點也就是機床的參考點，機床坐標系中的絕對坐標值均顯示為負值 。對刀就是使刀具上的刀位點與對刀點重合。刀位點是刀具上的一個基準點，刀位點相對運動的軌跡就是上述介紹的加工路線。亦稱編程軌跡。對刀點是數(shù)控加工時刀具相對工件運動的起點。也就是程序的期點。編程時首先應選取好的對刀的位置。選擇對刀點的原則是；在機床上容易找正，在加工中便于檢查，編程時便于數(shù)值計算，對刀誤差小。對刀點可選擇在零件的某點，如零件的定位孔中心，也可以選擇零件外某點，但必須與零件的定位基準有一定得坐標尺寸的關系，所示對刀點即使程序的起點，也可以是程序的終點。因此在成批生產(chǎn)中要考慮對刀點重復的精度。本章分析了加工中心的組成以及加工中心的應用特點，重點總結了自動加工編程中的加工路線的確定，另外也介紹了加工中心的裝夾定位。第3章 加工中心常用工具數(shù)控加工刀具必須適應數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點,一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機床動力頭上,因此已逐漸標準化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。1．根據(jù)刀具結構可分為：（1）整體式；（2）鑲嵌式，采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；（3）特殊型式，如復合式刀具，減震式刀具等。2．根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：（1）高速鋼刀具；（2）硬質合金刀具；（3）金剛石刀具；（4）其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀其等。3．從切削工藝上可分為:（1）車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀其等多種；（2）鉆削刀具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；（3）鏜削刀具；（4）銑削刀具等。數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點：a、剛性好(尤其是粗加工刀具)，精度高，抗振及熱變形??；b、互換性好，便于快速換刀；C、壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；d、刀具的尺寸便于調整，以減少換刀調整時間；e、刀具應能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；f、系列化，標準化，以利于編程和刀具管理。平底立銑刀是銑削加工的主要刀具之一，如圖31所示。主要進行粗銑，去除大量毛坯，小面積水平平面或者輪廓精銑。圖31 平面立銑刀2．圓角銑刀圓角銑刀結合了球頭銑刀和平底銑刀的共同點，如圖32所示，是粗銑精銑加工常用刀具之一。圖32 平底銑刀帶倒角3．球頭銑刀球頭銑刀是刀刃類似球頭的裝配于銑床上用于銑削各種曲面、圓弧溝槽的刀具，如圖33所示。球頭銑刀也叫R刀，球頭銑刀可以銑削模具鋼、鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、工具鋼、一般鐵材，屬于立銑刀。33 球頭銑刀鼓形刀形狀類似鼓形，如圖34所示。它的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上,端面無切削刃。加工時控制刀具上下位置,相應改變刀刃的切削部位,可以從工件上切出從負到正的不同斜角。成型銑刀一般是為特定形狀的工件或者加工內(nèi)容專門設計制作的，如圖35所示。圖34 鼓形銑刀圖35成型銑刀面銑刀，是用于銑削加工的、具有一個或多個刀齒的旋轉刀具。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的余量。面銑刀主要用于在銑床上加工平面、臺階等，如圖36所示。圖36 面銑刀鍵槽銑刀是一種銑削刀具，刃徑極限誤差分e8，d8兩種。鍵槽銑刀小螺旋角(20度)、槽深、近似直線折背、 和 麻花鉆 有點相似。鍵槽銑刀主要用于加工鍵槽與槽，鍵槽銑刀對銑鍵槽很好用，如圖37所示。圖37 鍵槽銑刀選擇刀具總的原則是:安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度高。在進行刀具選擇時需要注意以下問題：。實際生產(chǎn)中，立銑刀常用來加工平而零件周邊輪廓；硬質合金刀片銑刀常用來銑削平面；高速鋼立銑刀常用來加工凸臺、四槽球頭洗刀常用來加工立體型面和變斜角輪廓外形。2．由于球頭刀具的端部切削速度為零,切削行距一般取得很濃密，因此，球頭銑刀常用于曲面的精加工來保證加工精度。3．必須采用標準刀柄,以便換裝刀具。4．平衡好刀具成本和加工成本之間的關系。1．確定合理切削用量的意義切削用量包括背吃刀量a，切削速度V、進給量f等。數(shù)控加工對同一加工過程選用不同的切削用量,會產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應能保證工件的加工質量和刀具所有壽命,充分發(fā)揮機床潛力,最大限度發(fā)揮刀具的切削性能，并能獲得高生產(chǎn)率和低加工成本。2．切削用量的選擇原則粗加工切削用量的選擇原則