數(shù)控加工中如何進(jìn)行加工工藝設(shè)計

孫建

【摘要】 在工廠具體施工之中，數(shù)控加工出現(xiàn)問題主要為在設(shè)計上存在的一定的問題，本文在探討數(shù)控加工同普通的加工工藝的不同點，進(jìn)而論述了其如何進(jìn)行加工工藝。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)控加工；加工工藝；設(shè)計

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備不斷在機(jī)加工領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，推動著先進(jìn)生產(chǎn)力的不斷變革和更新特別是數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用起到了不可取代的作用。它為各復(fù)雜的加工技術(shù)和精度以及多樣性提供了可能性。因此，從事數(shù)控專業(yè)者掌握數(shù)控技術(shù)的加工工藝設(shè)計過程，是做好切削加工的關(guān)鍵一步。下面就對設(shè)計過程的確定進(jìn)行淺析和探討。

1、數(shù)控機(jī)床加工與普通機(jī)床加工工藝的區(qū)別

數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝相比較，由于采憑數(shù)控機(jī)床加工具有加工工序少，所需專用工裝數(shù)量少等特點克服了普通機(jī)床加工工藝方法的弱點。

1.1、從加工工序來看，數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比普通機(jī)床力工的工序內(nèi)容復(fù)雜。

1.2、從編程來看，數(shù)控加工程序的編制要比普通機(jī)床編制藝規(guī)程項目多，而且復(fù)雜。

1.3、從工件裝夾來看，采用數(shù)控加工的工件，工件在一次夾下就能完成撞、銑、鉸、攻絲等多種加工，而普通機(jī)床則須要經(jīng)過多次裝夾才能實現(xiàn)各種加工。

因此，數(shù)控加工工藝具有復(fù)合性特點，它要求編程人員設(shè)計數(shù)控工藝方案、編制數(shù)控程序時必須做到“內(nèi)容十分詳具體，工藝設(shè)計嚴(yán)密、合理”。

2、零件數(shù)控加工的工藝設(shè)計原則

設(shè)計零件數(shù)控加工的工藝過程時應(yīng)遵循以下原則：

2.1、工序最大限度集中、一次定位的原則

一般在數(shù)控機(jī)床上，特別是在加工中心上加工零件，工序可以最大限度集中，即零件在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成本臺數(shù)控機(jī)床所能加工的大部分或全部工序。數(shù)控加工傾向于工序集中，可以減少機(jī)床數(shù)量和工件裝夾次數(shù)，減少不必要的定位誤差，生產(chǎn)率高。對于同軸度要求很高的孔系加工，應(yīng)在一次安裝后，通過順序連續(xù)換刀來完成該同軸孔系的全部加工，然后再加工其他坐標(biāo)位置的孔，以消除重復(fù)定位誤差的影響，提高孔系的同軸度。

2.2、先粗后精的原則

在進(jìn)行數(shù)控加工時，根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時，應(yīng)遵循粗、精加工分開原則來劃分工序，即先粗加工全部完成之后再進(jìn)行半精加工、精加工。對于某一加工表面，應(yīng)按粗加工——半精加工——精加工順序完成。粗加工時應(yīng)當(dāng)在保證加工質(zhì)量、刀具耐用度和機(jī)床——夾具——刀具——工件工藝系統(tǒng)的剛性所允許的條件下，充分發(fā)揮機(jī)床的性能和刀具切削性能，盡量采用較大的切削深度、較少的切削次數(shù)得到精加工前的各部余量盡可能均勻的加工狀況，即粗加工時可快速切除大部分加工余量、盡可能減少走刀次數(shù)，縮短粗加工時間。精加工時主要保證零件加工的精度和表面質(zhì)量，故通常精加工時零件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)精加工而成。為保證加工質(zhì)量，一般情況下，精加工余量以留0.2～0.6mm為宜。粗、精加工之間，最好隔一段時間，以使粗加工后零件的變形得到充分恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，以提高零件的加工精度。3.先近后遠(yuǎn)、先面后孔的原則。按加工部位相對于對刀點的距離大小而言，在一般情況下，離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。對于車削而言，先近后遠(yuǎn)還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。對于既有銑平面又有鏜孔的零件的加工中，可按先銑平面后鏜孔順序進(jìn)行。因為銑平面時切削力較大，零件易發(fā)生變形，先銑面后鏜孔，使其有一段時間恢復(fù)，待其恢復(fù)變形后再鏜孔，有利于保證孔的加工精度，其次，若先鏜孔后銑平面，孔口就會產(chǎn)生毛刺、飛邊，影響孔的裝配。

3、數(shù)控加工之中如何進(jìn)行將加工工藝設(shè)計

3.1、確定數(shù)控加工方案

首先確定零件上由數(shù)控加工的表面，通過對零件圖樣的分析，選擇最適合、最需要的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)控加工。其次選擇合適的機(jī)床，選擇機(jī)床時應(yīng)綜合考慮數(shù)控機(jī)床的規(guī)格：包括坐標(biāo)軸行程和主軸電機(jī)功率等內(nèi)容，并且要考慮數(shù)控機(jī)床的精度，應(yīng)該根據(jù)零件關(guān)鍵部位的加工精度的要求選擇數(shù)控機(jī)床的精度等級。

3.2、確定加工工序內(nèi)容

定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)是加工中用來使工件在機(jī)床或夾具上定位的所依據(jù)的工件上的點、線、面。按工件上用作定位的表面狀況把定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)和輔助基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)選擇原則為：以不加工表面作為粗基準(zhǔn)、選擇要求加工余量均勻的表面作為粗基準(zhǔn)、選擇余量小的表面作為粗基準(zhǔn)、選擇平整、光潔、尺寸足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)并且粗基準(zhǔn)盡量避免重復(fù)使用。精基準(zhǔn)選擇原則為：基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、自為基準(zhǔn)原則和互為基準(zhǔn)原則，并且要考慮到所選擇的基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確，裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。

劃分工序零件是由多個表面構(gòu)成的，這些表面都有自己的精度要求，各表面之間也有相應(yīng)的精度要求。為了達(dá)到零件精度要求，加工順序安排應(yīng)遵循一定的原則。先粗后精原則各加工表面的加工順序按照粗加工、半精加工、精加工的順序進(jìn)行，目的是逐步提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量?；鶞?zhǔn)面先加工原則在加工一開始，總是先把用作精加工基準(zhǔn)的表面加工出來，因為定位基準(zhǔn)的表面精確，裝夾誤差就小。先內(nèi)后外原則對于精密套筒，其外圓與孔的同軸度要求較高，一般采用先孔后外圓的原則，既先以外圓作為定位基準(zhǔn)加工孔，再以精度較高的孔作為定位基準(zhǔn)加工外圓，這樣可以保證外圓和孔之間具有較高的同軸度要求。

3.3、對刀點與換刀點的確定

對刀點是數(shù)控加工中刀具相對工件運動的起點。巧妙選擇不僅可以節(jié)省加工過程的執(zhí)行時間，還能減少不必要的刀具損耗和機(jī)床運動部件的磨損。在編程時無論是刀具相對工件移動還是工件相對刀具移動都是把工件看成靜止，刀具在運動。通常把對刀點稱為程序原點啟可以設(shè)在被加工零件上，也可以設(shè)在與零件定位基準(zhǔn)有固定尺寸關(guān)系的夾具上的某一位置。其選擇原則應(yīng)該以找正容易、編程方便、對刀誤差小、加工時方便可靠。多刀加工的機(jī)床編程而設(shè)置的，因為換刀點位置要適當(dāng)，太遠(yuǎn)時調(diào)刀空行程太長，生產(chǎn)效率低汰近則可能在刀具轉(zhuǎn)位時使刀具和工件發(fā)生碰撞。

3.4、切削用量的確定

切削用量包括切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時一般以提高生產(chǎn)效率為主但應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本岸精加工和精加工時應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗確定。

4、結(jié)語

現(xiàn)代數(shù)控加工與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，無論在加工工藝，加工的自動控制，還是在加工設(shè)備與工裝等諸多方面均有所不同。用數(shù)控機(jī)床加工零件比用普通機(jī)床加工零件更應(yīng)重視加工之前的工藝分析。由于零件復(fù)雜多樣，外形輪廓、毛坯材料、大小不盡相同，因此編程人員在擬定零件數(shù)控加工工藝時，應(yīng)進(jìn)行充分、全面的工藝分析，靈活、合理地設(shè)計工藝，向優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的目標(biāo)方向努力。

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