【正文】 。 下一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? 選擇刀具時，除了采用合適的刀具材料外，還要使其尺寸與工件的尺寸和形狀相適應(yīng)。銑平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金面銑刀 。加工毛坯表面或粗加工時，可選用玉米齒硬質(zhì)合金螺旋立銑刀。 ? 刀具半徑 r應(yīng)小于零件內(nèi)輪廊的最小曲率半徑 ，一般取 r=( ) 。 ? ? .加工外形及通槽時，選取 L=H+rg+(510)mm ( rg為刀尖角半徑 )。 粗加工內(nèi)輪廊面時，銑刀最大直徑 D1可按下式計算，如 圖 5 6所示 。 為圓角鄰邊夾角等分線上的加工余量 。 為圓角兩鄰邊的最小夾角。 ? 對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形刀、錐形刀及盤形刀 (見 圖 57)。為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的高速度、高效率的效能，在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時應(yīng)注意以下幾點 : ? 應(yīng)具有較高的定位精度，定位基準(zhǔn)盡量與設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、編程計算的基準(zhǔn)保持一致，以減小定位誤差 。 ? 避免采用占機人工調(diào)整式加工方案，應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。 ? .力求結(jié)構(gòu)簡單，并大力推廣組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用 。 ? 夾具上各零件應(yīng)不妨礙機床對工件各表面的加工，即夾具要敞開，其定位、夾緊機構(gòu)等不能影響加工中的走刀 。 ? ? (1)組合夾具組合夾具俗稱積木式夾具，是一種標(biāo)準(zhǔn)化程度及精度都較高的通用夾具，主要適用于數(shù)控銑床加工。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? (3)液壓、電動及氣動夾具這類夾具便于自動控制定位和夾緊，其應(yīng)用范圍較寬。 ? ? 在編寫數(shù)控加工程序時，應(yīng)正確地選擇對刀點和換刀點的位置。由于程序段從該點開始執(zhí)行，所以對刀點又稱為程序起點或起刀點。②在機床上找正容易，加工中便于檢查 。 ? 對刀點可選在工件上，也可以選在工件外。如 圖 5 8中 的 X和 Y坐標(biāo)，這樣才能確定機床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的關(guān)系。如以孔定位的工件，可選孔的中心作為對刀點。工廠常用的找正方法是將千分表裝在機床主軸上，轉(zhuǎn)動機床主軸，使 JJ位點與對刀點一致。所謂JJ位點是指車刀、鎖刀的刀尖，鉆頭的鉆尖，立銑刀、端銑刀頭底面的中心，球頭銑刀的球頭中心。在工件坐標(biāo)系設(shè)定后，從對刀點開始的第一個程序段的坐標(biāo)值，為對刀點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值 (X0,Yo)。當(dāng)按增量坐標(biāo)編程時，對刀點與工件零點重合時，第一個程序段的坐標(biāo)值是 X2 ,Y2，不重合時，則為 (X1+X2) ,(Y1+Y2)。該精度可用對刀點相距機床原點的坐標(biāo)值 (X0 ， Yo)來校核。換刀點是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時的位置。換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時與工件及其他部件不發(fā)生運動干涉為準(zhǔn)。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? ? 走刀路線 (又稱加工路線 )，就是刀位點相對于工件運動的軌跡和方向。例如，銑削加工時是采用順銑還是采用逆銑，是一次走刀還是多次走刀等。為充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能，應(yīng)使加工路線最短，減少空行程時間。例如在鉆削 圖 5 9(a)所示的工件時，圖 59(c)所示的空行程進(jìn)給路線比圖 59(b)所示的常規(guī)的空行程進(jìn)給路線要短。例如 圖 510所示的鉆孔情況， Zd為孔的深度 。鉆通孔時刀具超越量取 510知 ? 式中， Zp為鉆頭鉆錐長 。 為鉆頭半頂角。例如 圖 511所示，銑削外輪廓時，銑刀應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線切向切入和切出。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? 在銑削 圖 5 12所示凹槽一類的封閉內(nèi)輪廓時，其切入和切出無法外延，銑刀要沿零件輪廓的法線方向切入和切出，此時，切入點和切出點盡可能選在零件輪廓兩幾何元素的交點處。 ? 在輪廓加工過程中應(yīng)盡量避免進(jìn)給停頓。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? 在數(shù)控機床上加工螺紋時，沿螺距方向的 Z向進(jìn)給和主軸的旋轉(zhuǎn)要保持嚴(yán)格的速比關(guān)系。 一般取 25mm，對大螺距的螺紋取大值 。若螺紋收尾處無退刀槽，收尾處的形狀與數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)，一般取 45176。 ? 銑削曲面時，常用球頭刀采用 “ 行切法 ” 進(jìn)行加工。 ? ? 數(shù)控機床加工中的切削用量是表示機床的主運動和進(jìn)給運動大小的重要參數(shù)，它包括背吃刀量切削速度、進(jìn)給速度。 下一頁 上一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? v的確定 ? 切削速度又稱線速度，它是指切削時，刀具切削刃上某點相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度。 ? ap的確定 ? 背吃刀量是指在垂直于進(jìn)給方向上，待加工表面與已加工表面間的距離。在剛度允許的情況下，盡可能使 a，選得等于工件的加工余量。當(dāng)零件的精度要求較高時，則考慮留出 半精加工和精加工的切削余量，一般取 0. 2 0. 5 mm。 下一頁 上一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? f的確定 ? 進(jìn)給速度是指單位時間內(nèi)或主軸旋轉(zhuǎn)一周，刀具沿進(jìn)給方向移動的距離。要求較高時，進(jìn)給速度應(yīng)取小一些，一般取 205Omm/min。 ? ? .刀具或工件的空行程，可以設(shè)定盡量高的進(jìn)給速度 。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? ? 如 圖 514所示，銑刀由 A向 B運動，若進(jìn)給速度較高，由于慣性作用，在拐角 B點可能出現(xiàn)“超程”現(xiàn)象，即將拐角處的金屬切去一些，而導(dǎo)致加工誤差。為了保證加工效率，可將 AB分為兩段，在 AA’ 段為正常進(jìn)給速度， A39。低速段的進(jìn)給速度要根據(jù)機床的動態(tài)性能和允許的“超程誤差”大小來決定。它是編程員在編制加工程序單時作出的與程序單相關(guān)的技術(shù)文件。工藝文件有多種形式，使用者可以根據(jù)本廠的生產(chǎn)習(xí)慣與管理形式等進(jìn)行編制。 ? ? 數(shù)控加工時，為了提高生產(chǎn)率，一般采用機床外預(yù)調(diào)刀具，并將測量好的刀具尺寸寫到刀具卡中。刀具卡片內(nèi)容如 表 54所示。它主要包括機床控制面板調(diào)整單和數(shù)控加工零件安裝、零點設(shè)定卡片兩部分。如進(jìn)給倍率、切削液開關(guān)的位置等。 ? (2)數(shù)控加工程序單數(shù)控加工程序單是編程人員根據(jù)工藝分析情況，經(jīng)過數(shù)值計算，按照數(shù)控系統(tǒng)特定的指令代碼編制的。不同的數(shù)控系統(tǒng)，程序單的格式不同。 上一頁 下一頁 返回 數(shù)控機床加工工藝分析 ? ? 數(shù)控加工工藝卡片與普通機床加工工藝卡片有諸多相似之處，不同的是數(shù)控加工工藝卡片應(yīng)反映使用的輔具、刀具切削參數(shù)、切削液等，它是操作人員進(jìn)行數(shù)控加工的主要指導(dǎo)性工藝資料。 ? 在數(shù)控機床上只加工工件的一個工步時，也可不填寫工序卡。 ? 另外，在數(shù)控加工工藝文件中，對于軌跡較復(fù)雜的銑削和圓弧切入、切出的銑削加工還應(yīng)繪制刀具軌跡圖。所謂數(shù)控加工的數(shù)值計算，是根據(jù)工件圖，按已確定的走刀路線和允許的編程誤差，計算數(shù)控系統(tǒng)所需輸入的數(shù)據(jù)。如兩直線的交點，直線與圓弧、圓弧與圓弧之間的交點或切點等。日前，一般的數(shù)控系統(tǒng)都具有直線、圓弧插補功能，所以對于僅由直線和圓弧兩種幾何元素構(gòu)成的平面輪廓，只要計算出基點坐標(biāo)和圓心坐標(biāo)即可。逼近線段的交點或切點稱為節(jié)點。在編程時按節(jié)點劃分程序段。下面以非圓曲線的節(jié)點計算為例展開講述。非圓曲線的節(jié)點就是逼近線段的交點。將這三個方面用數(shù)學(xué)關(guān)系來求解，即可求得相應(yīng)的節(jié)點坐標(biāo)。 ? ? 這種計算方法是使所有逼近線段的長度相等，從而求出節(jié)點坐標(biāo)。 程序編制中數(shù)值節(jié)點的計算 ? ? ? 等間距法就是將某一坐標(biāo)軸劃分成相等的間距。根據(jù)曲線方程，由xi求得 Yi， ? 如此求得的一系列點就是節(jié)點。設(shè)工件的允許擬和誤差為 ,一般 取成零件公差的 1/101/5 ,要求曲線 y=f(x)與相鄰兩節(jié)點連線間的法向距離小于 。若只有一個解，表示直線 m’n’ 與y=f(x)相切，擬合誤差等于 。 ? ? 等誤差法就是使所有逼近線段的誤差 8相等。在采用直線逼近非圓曲線的擬合方法中，是一種較好的方法。這些節(jié)點往往以表格形式給出，所以稱為列表曲線。處理列表曲線的一般方法是，根據(jù)已知列表點導(dǎo)出插值函數(shù) (稱為第一次擬合 )，再根據(jù)插值函數(shù)進(jìn)行插點密化，即求得新的節(jié)點 (稱為第二次擬合 )，然后根據(jù)這些足夠多的節(jié)點編制擬合線段 (常用直線段 )程序。在此不做詳細(xì)介紹，讀者如需要，可以參考有關(guān)專著。數(shù)控車床是日前使用較為廣泛的數(shù)控機床之一。車削用量的選擇原則是 :粗車時，首先考慮選擇盡可能大的背吃刀量 ap其次選擇較大的進(jìn)給量 f，最后確定合適的切削速度 v。因此，根據(jù)以上原則選擇粗車切削用量有利于提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本。所以精車時應(yīng)選用較小的背吃刀量 ap和進(jìn)給量 f，并選用切削性能好的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度 v。對于主軸采用交流變頻調(diào)速的數(shù)控車床，由于主軸在低轉(zhuǎn)速時扭矩降低，尤其應(yīng)注意此時的切削用量選擇。 ? (2)合理選擇刀具刀具尤其是刀片的選擇是保證加工質(zhì)量提高加工效率的重要環(huán)節(jié)。 上一頁 下一頁 返回 ? 數(shù)控車床能兼作粗、精車削，因此粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。此外，為減少換刀時間和方便對刀，應(yīng)盡可能采用機夾刀和機夾刀片。一般數(shù)控車床用得較為普遍的是硬質(zhì)合金刀具和高速鋼刀具。具體選擇時可參考切削用量手冊 上一頁 下一頁 返回 ? ? 對于數(shù)控車床，采用不同的數(shù)控系統(tǒng)，其編程方法和編程指令的規(guī)定不盡相同。 ? 在編制加工程序前要認(rèn)真閱讀機床說明書和編程手冊，以便了解數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)的功能及其他的有關(guān)參數(shù)。 ? 輔助功能輔助功能如 表 5 9所示。 G1999是取消每分鐘進(jìn)給，恢復(fù)每轉(zhuǎn)進(jìn)給，即將進(jìn)給速度單位恢復(fù)為 mm/ r 上一頁 下一頁 返回 ? s功能主軸轉(zhuǎn)速指令，主軸轉(zhuǎn)速一般用 r/min表示 (系統(tǒng)默認(rèn) )。 G1997是取消恒線速度控制的指令，即將主軸轉(zhuǎn)速單位恢復(fù)為 r/min ? ? (1)分析工件圖樣根據(jù)工件圖樣對工件的形狀、加工精度、技術(shù)條件、毛坯等進(jìn)行詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)上確定加工的工步順序和裝夾方法，合理選用切削用量和刀具的形狀、尺寸、規(guī)格以及刀具在回轉(zhuǎn)刀架上的安裝位置等。選擇最短的刀具路徑，以提高效率 。 上一頁 下一頁 返回 ? (2)數(shù)學(xué)處理確定加工工藝方案后，根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線，計算刀具運動軌跡，以獲得刀位數(shù)據(jù)。對于復(fù)雜零件的數(shù)學(xué)處理一般手工計算難以勝任，需借助計算機輔助計算。 Z軸為主軸軸線方向，刀具遠(yuǎn)離工件的方向為正向。 上一頁 下一頁 返回 ? (2)機床原點機床原點為機床上的一個固定點，是由機床生產(chǎn)廠確定的。 ? (3)參考點及機床坐標(biāo)系參考點是指刀架 (刀架相關(guān)點 )距離機床原點最遠(yuǎn)的一個固定點。 ? 如果以機床原點為坐標(biāo)原點，建立一個 Z軸與 X軸的直角坐標(biāo)系，則此坐標(biāo)系就稱為機床坐標(biāo)系。當(dāng)?shù)都芊祷貦C床參考點時，裝在 X向和Z向滑板上的兩擋塊分別壓下對應(yīng)的開關(guān)，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號，滑板運動停止，即完成廠返回機床參考點的操作。當(dāng)完成廠返回機床參考點的操作后， C RT屏幕上立即顯示出刀架相關(guān)點在機床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，即建立起廠機床坐標(biāo)系。 ? (4)刀架相關(guān)點是指刀架上的某一位置點。所有刀具的長度補償值均是刀尖相對刀架相關(guān)點的長度尺寸。 )其他各項尺寸均是以此點為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注。以工件原點為坐標(biāo)原點建立一個 XZ直角坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。通常工件原點選擇在工件右端面、左端面或卡爪的前端面。而工件坐標(biāo)系的 Z軸一般與主軸軸線重合， X軸隨工件原點位置不同而異。 圖 520所示為以工件右端面為工件原點的工件坐標(biāo)系。絕對指令是對各軸移動到終點的坐標(biāo)值進(jìn)行編程的方法，稱為絕對編程法。 ? 絕對編程時，用 X, Z表示 X軸與 Z軸的坐標(biāo)值 。在實際編程中，通常用絕對 上一頁 下一頁 返回 ? 編程法，這樣可以減少編程錯誤。 ? (7)直徑編程與小數(shù)點編程數(shù)控車床均采用直徑編程與小數(shù)點編程。小數(shù)點編程是指在輸入 x, z坐標(biāo)值或 U, W移動量時，要采用小數(shù)點格式。在程序輸入時，要特別注意小數(shù)點的輸入。為便于編程，應(yīng)建立一個工件坐標(biāo)系，使刀具在此坐標(biāo)系中進(jìn)行加工。 ? 該指令規(guī)定刀具起刀點 (或換刀點 )至工件原點的距離。如圖 520所示， 0為工件原點， P0為刀尖起始點，設(shè)定工件坐標(biāo)系的指令為 ? G50 Z480. 0 ? 執(zhí)行此程序段后，系統(tǒng)內(nèi)部對 (300, 480)進(jìn)行記憶，并顯示在顯示器上，這就相當(dāng)于系統(tǒng)內(nèi)建立了一個以工件原點為坐標(biāo)原點的工件坐標(biāo)系。 ? 同是車 40 mm端面和 40mm x 20mm外圓，如圖 521 (a)所示，將工件原點設(shè)定在工件左端面的 O點 (不考慮 S, T, M功能 )。 ? N0160 CO1 XO 。 ? N0230 G00 。 上一頁 下一頁 返回 ? 如圖 521(b)所示，將工件原點設(shè)定在工件石端面的 O點。 ? N0160 CO1 XO 。