【文章內(nèi)容簡介】 形狀盡可能對稱，便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡向加工功能來編程，以節(jié)省編程時(shí)間。 數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別 ,在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計(jì)中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件加工的整個(gè)工藝過程中，因而要與其它加工工藝銜接好。常見工藝流程如圖 示。 4 圖 21 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題 ： 工序的劃分 根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： （ 1）以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容 較少的零件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 （ 2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制（主要是內(nèi)存容量），機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制（如一道工序在一個(gè)工作班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會增加出錯(cuò)與檢索的困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。 （ 3）以加工部位劃分工序。對于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。 （ 4）以粗、精加工劃分工 序。對于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來說，凡要進(jìn)行粗、精加工的過程，都要將工序分開。 順序的安排 順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行： （ 1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮； （ 2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工； （ 3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)； 數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接 數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工 5 工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn)，如要不要留加工余量，留多少；定位面與孔的精度要求及形位公差；對校形工序的技術(shù)要求；對毛坯的熱處理狀態(tài)等，這樣才能使各工序達(dá)到相互滿足加工需要，且質(zhì)量目標(biāo)及技術(shù)要求明確，交接驗(yàn)收有依據(jù)。 第三章 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法 在選擇了數(shù)控加工工藝內(nèi)容和確定了零件加工路線后，即可進(jìn)行數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)。數(shù)控 加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運(yùn)動軌跡確定下來，為編制加工程序作好準(zhǔn)備。 確定走刀路線和安排加工順序 走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。確定走刀路線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1） 尋求最短加工路線 如加工圖 所示零件上的孔系。 圖的走刀路線為先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔。若改用 圖的走刀路線，減少空刀時(shí)間，則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍，提高了加工效率。 圖 31 進(jìn)給路線圖 (2)最終輪廓一次走刀完成 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來 。 6 圖 32 走刀路線圖 如圖 32a 為用行切方式加工內(nèi)腔的走刀路線，這種走刀能切除內(nèi)腔中的全部余量，不留死角，不傷輪廓。但行切法將在兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度，而達(dá)不到要求的表面粗糙度。所以如采用 圖的走刀路線，先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。圖 也是一種較好的走刀路線方式。 (3) 選擇切入切出方向考慮刀具的進(jìn)、退刀 （切入、切出）路線時(shí)，刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕。 圖 33 切入切出點(diǎn)的選擇 (4)選擇使工件在加工后變形小的路線 對橫截面積小的細(xì)長零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去除余量法安排走刀路線。安排工步時(shí)，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工步。 7 確定定位和夾緊方案 在確定定位和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： （ 1）盡可能做 到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一； （ 2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面； （ 3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長的裝夾方案； （ 4）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。 如圖 34a 薄壁套的軸向剛性比徑向剛性好，用卡爪徑向夾緊時(shí)工件變形大，若沿軸向施加夾緊力，變形會小得多。在夾緊圖 所示的薄壁箱體時(shí)，夾緊力不應(yīng)作用在箱體的頂面，而應(yīng)作用在剛性較好的凸邊上，或改為在頂面上三點(diǎn)夾緊，改變著力點(diǎn)位置，以減小夾緊變形 ,如圖 所示。 圖 34 夾緊力作用點(diǎn) 與夾緊變形的關(guān)系 確定刀具與工件的相對位置 對于數(shù)控機(jī)床來說，在加工開始時(shí)，確定刀具與工件的相對位置是很重要的，這一相對位置是通過確認(rèn)對刀點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。對刀點(diǎn)是指通過對刀確定刀具與工件相對位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。對刀點(diǎn)可以設(shè)置在被加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上與零件定位基準(zhǔn)有一定尺寸聯(lián)系的某一位置，對刀點(diǎn)往往就選擇在零件的加工原點(diǎn)。 對刀點(diǎn)的選擇原則 （ 1）所選的對刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡單； 8 （ 2）對刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置； （ 3）對刀點(diǎn)應(yīng)選在加工時(shí)檢驗(yàn)方便、可靠的位置； （ 4） 對刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。 圖 35 對刀點(diǎn) 例如，加工圖 35 所示零件時(shí)，當(dāng)按照圖示路線來編制數(shù)控加工程序時(shí)，選擇夾具定位元件圓柱銷的中心線與定位平面 A 的交點(diǎn)作為加工的對刀點(diǎn)。顯然，這里的對刀點(diǎn)也恰好是加工原點(diǎn)。 在使用對刀點(diǎn)確定加工原點(diǎn)時(shí)，就需要進(jìn)行 “ 對刀 ” 。所謂對刀是指使 “ 刀位點(diǎn) ” 與 “ 對刀點(diǎn) ” 重合的操作。每把刀具的半徑與長度尺寸都是不同的，刀具裝在機(jī)床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置。 “ 刀位點(diǎn) ” 是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。如圖 所示，圓柱銑刀的刀位點(diǎn)是刀具中心線與刀具底面的交點(diǎn)；球頭銑刀的刀位點(diǎn)是球頭的球心點(diǎn)或球頭頂點(diǎn)；車刀的刀位點(diǎn)是刀尖或刀尖圓弧中心；鉆頭的刀位點(diǎn)是鉆頭頂點(diǎn)。各類數(shù)控 機(jī)床的對刀方法是不完全一樣的，這一內(nèi)容將結(jié)合各類機(jī)床分別討論。 換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀進(jìn)行加工的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過程中要自動換刀。對于手動換刀的數(shù)控銑床，也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。為防止換刀時(shí)碰傷零件、刀具或夾具，換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。 9 確定切削用量 圖 36 刀位點(diǎn) 對于高效率的金屬切削機(jī)床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 編程人員在確定每道工序的切削用量時(shí)，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說明書中的規(guī)定去選擇。也可以結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比法確定切削用量。在選擇切削用量時(shí)要充分保證刀具能加工完一個(gè)零件，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于半個(gè)工作班的工作時(shí)間。 背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度 允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以 減少走刀次數(shù)，提高加工效率