數(shù)控編程及加工過程分析——以一個(gè)板類零件加工過程為例

胡懋平?jīng)鰴C(jī)電工程學(xué)校

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數(shù)控編程及加工過程分析——以一個(gè)板類零件加工過程為例

胡懋
平?jīng)鰴C(jī)電工程學(xué)校

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已是衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造工業(yè)水平的重要標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)是技術(shù)性極強(qiáng)的工作，要求從業(yè)人員具有很高的機(jī)械加工工藝知識(shí)，數(shù)控編程知識(shí)和數(shù)控操作技能。本論文以一個(gè)板類零件的完整加工過程為主題，從對(duì)其工藝分析入手，機(jī)床、刀具的選擇及程序的編制，到加工完成及該零件的檢驗(yàn)，完整而系統(tǒng)的說明了這一零件的加工過程。根據(jù)此類零件加工工藝規(guī)律，簡(jiǎn)要總結(jié)分析此類加工件加工中容易出現(xiàn)的問題。通過對(duì)零件結(jié)構(gòu)，尺寸精度，形位精度，加工難點(diǎn)，工藝關(guān)鍵點(diǎn)的深入分析，以期提高數(shù)控編程及加工的水平。

1　零件圖

2　工藝分析

此圖包括主視圖、剖視圖、軸側(cè)圖、左視圖。將工件坐標(biāo)系建立在工件表面中心處。加工中使用立式加工中心、采用數(shù)控加工中心精密平口鉗裝夾。加工中使用的量具及用量有刀具、內(nèi)徑千分表、外徑千分表、卡尺、百分表.此圖的難點(diǎn)有橢圓凸臺(tái)、葫蘆凸臺(tái)、兩側(cè)耳朵凸臺(tái)。加工中考慮讓刀、變形、精度保證等方面問題。選擇刀具時(shí)注意刀具不應(yīng)該和工件有干涉，選擇要適當(dāng)。根據(jù)圖紙的要求和所用的機(jī)床及夾具等制訂工藝過程、刀具表、工步等內(nèi)容見以下論文內(nèi)容。

零件工序分析的依據(jù)是：

2.1同一加工不僅表面按粗加工，半精加工，精加工次序完成，或全部加工表面按先粗加工，然后半精加工，精加工分開進(jìn)行。

2.2對(duì)于既要銑面又要鏜孔的零件，如各種箱體，可以先銑平面后鏜孔，這樣可以提高孔的加工精度。

2.3相同工件集中加工，應(yīng)盡量按就進(jìn)位置加工，以縮短刀具移動(dòng)距離，減少空運(yùn)行時(shí)間。

2.4在一次定位裝夾中，盡可能完成所有能夠加工的表面，以免出現(xiàn)定位誤差。

工序步驟如下：

工序一 選用Φ40端面立銑刀粗/精銑大平面。

工序二 選用Φ10三刃直柄立銑刀銑外輪廓，以保證精度。

工序三 選用Φ10三刃直柄立銑刀銑葫蘆的外輪廓，以保證尺寸精度。

工序四 選用Φ8三刃直柄立銑刀銑橢圓外輪廓。

工序五 選用Φ8三刃直柄立銑刀銑兩側(cè)邊凸臺(tái)，以保證兩凸臺(tái)對(duì)稱。

工序六 選用Φ5中心鉆銑Φ20和Φ40孔的中心孔，以保證尺寸精度。

工序七 選用Φ10直柄麻花鉆鉆Φ20孔的底孔。

工序八 選用Φ10三刃直柄立銑刀銑Φ20孔。

工序九 選用Φ20直柄麻花鉆鉆Φ40孔的底孔。

工序十 選用Φ10三刃直柄立銑刀銑Φ40孔。

工序十一 選用Φ8三刃直柄立銑刀銑Φ8孔。

工序十二 選用Φ8三刃直柄立銑刀銑I-R3的孔。

工藝路線表：

3　刀具的選擇和切削用量的確定

3.1選擇刀具的原則

安裝調(diào)整簡(jiǎn)單方便，剛度好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具的剛度。

3.2切削用量的原則

粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，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)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書，切削用量手冊(cè)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。

3.3刀具表（見下表）

4　零件的檢驗(yàn)

4.1加工中的檢驗(yàn)

自動(dòng)測(cè)量裝置，作為輔助裝置安裝在機(jī)床上。這種檢驗(yàn)方式能在不影響加工的情況下，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，主動(dòng)地控制機(jī)床的工作過程，如改變進(jìn)給量，自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒吣p，自動(dòng)退刀、停車等，使之適應(yīng)加工條件的變化，防止產(chǎn)生廢品，故又稱為主動(dòng)檢驗(yàn)。主動(dòng)檢驗(yàn)屬在線檢測(cè)，即在設(shè)備運(yùn)行，生產(chǎn)不停頓的情況下，根據(jù)信號(hào)處理的基本原理，掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及必要調(diào)整。在線檢測(cè)在機(jī)械制造中的應(yīng)用越來越廣。

刀具表

4.2加工后的檢驗(yàn)

通常在專用檢驗(yàn)夾具上進(jìn)行檢驗(yàn)。單件小批生產(chǎn)中，尺寸精度一般用外徑千分尺檢驗(yàn)；大批大量生產(chǎn)時(shí)，常采用光滑極限量規(guī)檢驗(yàn)，長(zhǎng)度大而精度高的工件可用比較儀檢驗(yàn)。表面粗糙度可用粗糙度樣板進(jìn)行檢驗(yàn)；要求較高時(shí)則用光學(xué)顯微鏡或輪廓儀檢驗(yàn)。圓度誤差可用千分尺測(cè)出的工件同一截面內(nèi)直徑的最大差值之半來確定，也可用千分表借助V形鐵來測(cè)量，若條件許可，可用圓度儀檢驗(yàn)。圓柱度誤差通常用千分尺測(cè)出同一軸向剖面內(nèi)最大與最小值之差的方法來確定。主軸相互位置精度檢驗(yàn)一般以軸兩端頂尖孔或工藝錐堵上的頂尖孔為定位基準(zhǔn)，在兩支承軸頸上方分別用千分表測(cè)量。

5　基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算

根據(jù)設(shè)定的工件坐標(biāo)系，使用CAXA編程軟件對(duì)實(shí)物進(jìn)行實(shí)體編輯，通過繪圖軟件測(cè)量得出圓弧倒角切點(diǎn)坐標(biāo)，簡(jiǎn)化編程難度。

5.1葫蘆外輪廓

5.2銑Φ88的孔

6　加工中容易出現(xiàn)的問題及解決辦法

問題1：加工時(shí)對(duì)零件的裝夾定位不能保證。

解決辦法：此零件屬于不規(guī)則零件，裝夾難度大，故在裝夾零件時(shí)采用定位基準(zhǔn)孔、擋塊及壓板相結(jié)合來確保。

問題2：橢圓精加工時(shí)輪廓度達(dá)不到要求。

解決辦法：橢圓精加工時(shí)盡量把宏程序分度角度變小。問題3：編制程序時(shí)圓弧加工軌跡不正確。

解決辦法：大于180度的圓弧編制程序時(shí)R應(yīng)為負(fù)。

77　結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床加工具有高精度、高柔性、高效率等特點(diǎn)，尤其適合加工具有復(fù)雜曲線和曲面輪廓的零件。傳統(tǒng)的機(jī)床不能完成形狀輪廓復(fù)雜的工件，而且難以保證零件的精度要求，采用加工中心加工此零件，可以提高加工中的穩(wěn)定性，減少加工工序。降低機(jī)床的故障率，提高加工精度，削減廢料量，縮短檢驗(yàn)時(shí)間，降低刀具成本，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1]陳志雄主編《數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù)》，電子工業(yè)出版社，2003

[2]徐宏海主編《數(shù)控加工工藝》,中央廣播電視大學(xué)出版社，2008

關(guān)鍵字：數(shù)控編程 加工工藝 工藝關(guān)鍵點(diǎn)