【正文】 互狀態(tài)下進(jìn)行的。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在 數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的 30%～ 40%，金屬切除量占總數(shù)的 80%～ 90%。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)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，陶瓷刀具等。數(shù)控刀具的分類(lèi)有多種方法。 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專(zhuān)用刀柄。 其它刀具： 汽車(chē)、摩托車(chē)專(zhuān)用的小模數(shù)漸開(kāi)線(xiàn)外齒輪、花鍵軸零部件批產(chǎn)工藝采用 滾壓、搓擠無(wú)屑加工工藝技術(shù)，研發(fā)出專(zhuān)用刀具及特種數(shù)控機(jī)床，使特定的工件批產(chǎn)效率提高幾十倍，而且質(zhì)量、精度十分穩(wěn)定。 拉削刀具類(lèi)： 在現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的支持下，研發(fā)出各種專(zhuān)用外輪廓精密成形、組合拉刀及車(chē) 拉組合成形拉削刀具，配以專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控銑刀、專(zhuān)用復(fù)合孔加工刀具均應(yīng)用了高速迴轉(zhuǎn)體動(dòng)平衡及安全夾固技術(shù)，一些高速迴轉(zhuǎn)刀體上還應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)原理，利用旋風(fēng)冷切削刃，在干式 切削加工時(shí)降低切削刃的溫度，提高刀具壽命。 數(shù)控銑刀均已采計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、切削摸擬仿真及數(shù)控加工技術(shù)成形制造。適應(yīng)數(shù)控高速、平穩(wěn)三維空間銑削加工技術(shù)的要求。 數(shù)控銑刀類(lèi)： 整體式立銑刀：硬質(zhì)合金立銑刀側(cè)刃采用大螺旋升角 (≤ 62176。 )絲錐，其切削錐視被加工零件材料軟、硬狀況，設(shè)計(jì)專(zhuān)用刃傾角、前角等。國(guó)外研制出采用工具系統(tǒng)內(nèi)部推拉桿軸向運(yùn)動(dòng)或高速離心力帶平衡滑塊移動(dòng)，一次走刀完成鏜削球面 (曲面 )、斜面及反向走刀切削加工零件背面的數(shù) 控智能精密鏜刀，代表了鏜刀發(fā)展方向。 )切削刃、無(wú)刃擠壓鉸削及油孔內(nèi)冷卻的結(jié)構(gòu)是其總體發(fā)展方向，最大鉸削孔徑己達(dá)φ≤ 400ｍｍ?？傮w而言：采用鑲嵌模塊式硬質(zhì) (超硬 )材料切削刃 (含齒冠 )及油孔內(nèi)冷卻、大螺旋槽等結(jié)構(gòu)是其目前發(fā)展趨勢(shì)。 機(jī)夾式鉆頭：鉆尖采用長(zhǎng)方異形專(zhuān)用對(duì)稱(chēng)切削刃、鉆削力徑向自成平衡的可轉(zhuǎn)位刀片替代其它幾何形狀、鉆削力徑向總體合成平衡的可轉(zhuǎn)位刀片，以減小鉆削振動(dòng)，提高鉆尖自定心性能、壽命和孔的加工精度。 )結(jié)構(gòu)等。隨著零件毛坯制造技術(shù)進(jìn)步，零件毛坯幾何尺寸及切削 余量控制較為精確，數(shù)控刀具新結(jié)構(gòu)、新品種的研發(fā)主要集中在輕、中負(fù)荷切削范圍內(nèi)，并以專(zhuān)用孔加工、拉削、滾 (擠、碾壓 )壓、銑削及車(chē)削等五類(lèi)刀具的變革較為活躍，配套研發(fā)其相應(yīng)刀片斷屑槽形。 影響數(shù)控車(chē)削加工路線(xiàn) 的因素較多，必須根據(jù)具體情況確定合理的工藝方案，才能收到預(yù)期的效果。圖 (b)為斜線(xiàn)走刀路線(xiàn)，切削截面由小逐漸增大，排屑較暢，所以切削條件大為改善；由于取消了軸向進(jìn)刀，程序段數(shù)可減少一半。 數(shù)控 銑床加工的流程 14 喇叭口部分由錐面及三個(gè)圓弧組成，既深又窄 (深度為 19． m，端部圓弧 )，常用 “ 小角刀 ” 加工，刀頭半徑為 .3左右，刀具強(qiáng)度差。圖中的粗加工走刀次數(shù)僅為示意，具體的走刀次數(shù)，應(yīng)視每次的切削深度而定。 如圖 211 所示的零件在加工時(shí)余量不均勻，其表面形狀復(fù)雜，毛坯為棒料。零件毛坯多為棒料或鍛件，加工余量大且不均勻，因此合理地制定粗加工時(shí)的加工路線(xiàn)是編程的關(guān)鍵所在。為保證表面質(zhì)量，最好選圖29 中的 (L)和 (c)所示的走刀路線(xiàn)。 如圖 2— 8(a)所示，如刀具徑向切入，則轉(zhuǎn)向輪廓加工時(shí)運(yùn)動(dòng)方向要改變，此時(shí)切削力的大小和方向也將改變，在工件表面有短暫的停留時(shí)間，因工藝系統(tǒng)的彈性變形，在工件表面會(huì)產(chǎn)生刀痕；如改為圖 2— 8(b)所示的切向方向切人和切出，則表面較徑向切入時(shí)要光潔。 銑削平面和外輪廓：一般選用端銑刀的端刃或立銑刀的側(cè)刃進(jìn)行加工。 銑削輪廓的加工路線(xiàn) 銑削輪廓：一般采用圖 2— 7 所示的三種方式進(jìn)行。如圖 25所示．對(duì)于排列不規(guī)則的孔一般先以?xún)蓚€(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)移動(dòng)， 當(dāng)一個(gè)坐標(biāo)軸到達(dá)其終點(diǎn)時(shí)先停下來(lái)，而另一個(gè)坐標(biāo)軸則繼 續(xù)運(yùn)數(shù)控 銑床加工的流程 12 動(dòng)直到也到達(dá)其終點(diǎn)，即已到達(dá)規(guī)定位置。應(yīng)盡可能縮短走刀路線(xiàn)，減少空行程的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。確定加工路線(xiàn)應(yīng)在保證零件加工精度和表面粗糙度前提下，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。在數(shù)控加工中若沒(méi)有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，會(huì)因工件重新安裝產(chǎn)生定位誤差，從而使加工后的兩個(gè) 面上的輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)，因此，為保證二次裝夾加工后其相對(duì)位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。當(dāng)r大到一定程度時(shí)，甚至必須用球頭銑刀加工，這是應(yīng)該盡量避免的。 ③ 零件銑槽底平面時(shí)，槽底圓角半徑 r 不要過(guò)大。反之，工藝性較差。對(duì)于圖 431 所示零件，其結(jié)構(gòu)工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)角圓弧半徑的大小等因素有關(guān)。 (2) 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 ① 零件的內(nèi)腔與外形應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的幾何類(lèi)型和尺寸，這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，方便編程，提高生產(chǎn)效益。手工編程時(shí)，要依據(jù)這些條件計(jì)算每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；自動(dòng)編程時(shí)，則要根據(jù)這些條件對(duì)構(gòu)成零件的所有幾何元素進(jìn)行定義 ，無(wú)論哪一個(gè)條件不明確，都會(huì)導(dǎo)致編程無(wú)法進(jìn)行。為工件定位、安裝和夾具設(shè)計(jì)提供依據(jù)。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)生較大的累積誤差而破壞零件的使用特性，因此，可將局部的分散標(biāo)注法改為同一基準(zhǔn)標(biāo)注或直接標(biāo)注坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，又有利于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)的統(tǒng)一。 二 .加工 零件 工藝 性 的分析 對(duì)數(shù)控加工零件的工藝性分析，主要包括產(chǎn)品的零件圖樣分析和結(jié)構(gòu)工藝性分析兩部分。語(yǔ)言數(shù)控自動(dòng)編程指將加工零件的幾何尺寸、工藝要求、切削參數(shù)及輔助信息等用數(shù)控語(yǔ)言編寫(xiě)成源程序后，輸入到計(jì)算機(jī)中，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理得到零件加工程序。圖形數(shù)控自動(dòng)編程是指將零件的圖形信息直接輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)自動(dòng)編程軟件的處理，得到數(shù)控加工程序。因而，自動(dòng)編 程的特點(diǎn)就在于編程工作效率高，可解決復(fù)雜形狀零件的編程難題。 零 件 圖 樣 工 藝 人 員 夾具表 機(jī)床表 刀具表 工 藝 規(guī) 程 編 程 人 員 加 工 程 序 初 稿 加 工 程 序 修 改 編程手冊(cè) 數(shù)控 銑床加工的流程 9 采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程時(shí)，數(shù)學(xué)處理、編寫(xiě)程序、檢驗(yàn)程序等工作是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，由于計(jì)算機(jī)可自動(dòng)繪制出刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，使編程人員可及時(shí)檢查程序是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改，以獲得正確的程序。據(jù)國(guó)外資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)采用手工編程時(shí)，一段程序的編寫(xiě)時(shí)間與其在機(jī)床上運(yùn)行加工的實(shí)際時(shí)間之比，平均約為 30： 1，而數(shù)控機(jī)床不能開(kāi)動(dòng)的原因中有 20%~30%是由于加工程序編制困難，編程時(shí)間較長(zhǎng)。 數(shù)控 銑床加工的流程 8 圖 手工編程 一般對(duì)幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需的加工程序不長(zhǎng)，計(jì)算比較簡(jiǎn)單，用手工編程比較合適。 （ 1）手工編程 手工編程指主要由人工來(lái)完成數(shù)控編程中各個(gè)階段的工作。若能采用與被加工零件材料相同的材料進(jìn)行試切，則更能反映實(shí)際加工效果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)加工的零件不符合加工技術(shù)要求時(shí)，可修改程序或采取尺寸補(bǔ)償?shù)却胧?。?duì)于形狀復(fù)雜和要求高的零件，也可采用鋁件、塑料或石蠟等易切材料進(jìn)行試切來(lái)檢驗(yàn)程序。通?？刹捎脵C(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)的方式，來(lái)檢查機(jī)床動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)軌 跡的正確性，以檢驗(yàn)程序。 （ 4）程序檢驗(yàn) 將編寫(xiě)好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，就可控制數(shù)控機(jī)床的加工工作。程序編制人員使用數(shù)控系統(tǒng)的程序指令，按照規(guī)定的程序格式，逐段編寫(xiě)加工程序。當(dāng)零件的幾何形狀與控制 系統(tǒng)的插補(bǔ)功能不一致時(shí)，就需要進(jìn)行較復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般需要使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算，否則難以完成。 分析零件圖樣和制定工藝方案 數(shù) 學(xué) 處 理 編 寫(xiě) 程 序 程 序 校 驗(yàn) 數(shù)控 銑床加工的流程 7 （ 2）數(shù)學(xué)處理 在確定了工藝方案后，就需要根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線(xiàn)等，計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。如圖 ，編程工作主要包括： 圖 數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟 （ 1）分析零件圖樣和制定工藝方案 這項(xiàng)工作的內(nèi)容包括：對(duì)零件圖樣進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容和要求；確定加工方案；選擇適合的數(shù)控機(jī)床；選擇或設(shè)計(jì)刀具和夾具；確定合理的走刀路線(xiàn)及選擇合理的切削用量等。 數(shù)控 銑床加工的流程 6 一 .數(shù)控加工 基礎(chǔ) ： 數(shù)控程序編制的概念 在編制數(shù)控加工程序前，應(yīng)首先了解：數(shù)控程序編制的主要工作內(nèi)容，程序編制的工作步驟，每一步應(yīng)遵循的工作原則等，最終才能獲得滿(mǎn)足要求的數(shù)控程序 數(shù)控程序編制的定義 編制數(shù)控加工程序是使用數(shù)控機(jī)床的一項(xiàng)重要技術(shù)工作，理想的數(shù)控程序不僅應(yīng)該保證加工出符合零件 圖樣要求的合格零件，還應(yīng)該使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，使數(shù)控機(jī)床能安全、可靠、高效的工作。 從生產(chǎn)規(guī)模上看，已有像航天數(shù)控集 華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司、北京機(jī)床研究所等可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化基地。特別對(duì)于多品種、少批量的零件更是如此。 現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床其突出的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行高精度加工和多樣化加工，完全可以取代其他的加工方法。就連仿形機(jī) 床和組合機(jī)床也解決不了高精度與小批量這個(gè)矛盾。 對(duì)于現(xiàn)代制造業(yè)，數(shù)控機(jī)床非常適合那些形狀復(fù)雜、精密和批量小的零件。我們把從數(shù)控系統(tǒng)外部輸入的直接用于加工的程序稱(chēng)為數(shù)控加工