數(shù)控加工零件工藝設(shè)計(jì)

高強(qiáng)

摘 要：在零件的加工中數(shù)控加工技術(shù)占了很大的比重，文章介紹了數(shù)控加工的加工過程以及零件的加工特性，對零件的加工工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)，同時又討論了零件加工的關(guān)鍵點(diǎn)，分析了零件的工藝結(jié)構(gòu)，對使用數(shù)控技術(shù)加工零件有很高的價值。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工；零件；工藝設(shè)計(jì)

中圖分類號：V262.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）33-0106-02

1 概述

最近幾年，數(shù)控技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，而數(shù)控機(jī)床作為數(shù)控技術(shù)的重要部分，在很多行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，同時也受到了人們的關(guān)注。當(dāng)我們使用數(shù)控機(jī)床來對零件進(jìn)行加工時，最需要解決的問題就是如何處理零件。一般來說，使用數(shù)控機(jī)床和使用普通機(jī)床對零件進(jìn)行加工的工藝相同之處有很多，但同時也有很多差別，其中差別主要在于使用數(shù)控機(jī)床加工零件的工藝更加復(fù)雜，更難操作。所謂分析加工零件的工藝，也就是對零件的加工進(jìn)行前期準(zhǔn)備，對于加工零件過程中需要進(jìn)行的編程來說，有手工編程也有自動編程，在進(jìn)行編程的前期需要分析被加工的零件，并且必須保證加工過程周全。

本文主要對數(shù)控技術(shù)加工零件的過程進(jìn)行了分析，以求能夠使整個加工過程更加標(biāo)準(zhǔn)，對每個零件進(jìn)行分類，對各類零件如何進(jìn)行數(shù)控加工進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)合適的最優(yōu)化加工方案。加工方案應(yīng)該包括四點(diǎn)，也就是規(guī)劃在何處加工、如何確定加工基準(zhǔn)、如何確定加工策略以及如何規(guī)劃整個加工流程。

2 基本概念

2.1 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容

一般情況下，在分析如何對零件實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工之前，首先需要對加工過程的內(nèi)容有所了解。需要注意的的要點(diǎn)有五個：第一選擇加工的元件必須符合數(shù)控機(jī)床，同時將整個加工流程進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定。第二在對零件進(jìn)行加工前必須仔細(xì)分析被加工零件的圖紙，將零件需要加工的內(nèi)容以及需要采取的技術(shù)進(jìn)行深入了解，再以此來確定如何正確對零件進(jìn)行加工。第三對零件加工工藝進(jìn)行分析時，分析的主要內(nèi)容有劃分加工工序、選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)以及刀具夾子等。第四完成零件的設(shè)計(jì)后，需要對整個零件加工過程進(jìn)行優(yōu)化，包括優(yōu)化切割過程中刀具的入刀點(diǎn)、在何處進(jìn)行換刀以及如何控制整個加工過程中存在的誤差等等。第五一切準(zhǔn)備就緒后，就可以將指令輸入到數(shù)控機(jī)床中，對零件進(jìn)行編制和加工。

2.2 零件的加工特征分析

對于零件來說，其具有的特征有結(jié)構(gòu)、加工要求以及加工尺寸等等。本文設(shè)計(jì)了合適的模型對每個零件進(jìn)行了全方位了分析，希望加工者可以對零件各方面的特性和尺寸等有更深刻的了解，便于加工。因此，在對零件進(jìn)行描述時必須保證全面準(zhǔn)確。對于零件的特征來說，其作為一種有形狀的實(shí)物來說，還有一定的功能，主要由很多幾何形狀組合而成，在進(jìn)行某些加工后就可以得到整個零件。正是因?yàn)槿绱耍瑢α慵姆诸惥头浅Ｖ匾?/p>

對于零件來說，因?yàn)槠渚哂卸鄻有裕栽谶M(jìn)行分類時，每類的特征應(yīng)該保證其可以覆蓋到很多種零件，使整個分類過程更加高效、簡單。對于設(shè)計(jì)者來說，需要對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)出來的零件必須可以滿足使用要求，在性能方面必須絕不含糊。對于制作人來說，對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時必須考慮零件的加工方面存在的問題，必須讓零件便于加工。此外，對于零件進(jìn)行特征方面的分類還與每個特征本身的定義有關(guān)，對于不同的定義有不同的特征分類。對零件進(jìn)行定義主要有兩種。如果對零件整個設(shè)計(jì)流程來說，可以將其具有的特征分為加工、設(shè)計(jì)、分析以及公差等等；如果對零件本身的特征性質(zhì)來說，可以將其分為材料、形狀以及精度等等。

3 數(shù)控加工零件工藝設(shè)計(jì)

3.1 零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)

在對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)加工前，在每個零件的設(shè)計(jì)圖上，使用的尺寸標(biāo)注必須保證一致，不僅是因?yàn)檫@樣可以更好地使各零件彼此協(xié)調(diào)，還因?yàn)檫@樣可以減少零件加工過程中遇到問題的可能性，對編程和確定編程原點(diǎn)有很大幫助。一般來說，在設(shè)計(jì)者對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時，都傾向于將零件的功能和配置放在首位，而很少會考慮到各零件的尺寸等，所以在對零件進(jìn)行繪制時都傾向于圖1（b）所示的標(biāo)注方法，為零件的加工過程帶來了很大的麻煩。而因?yàn)槲覀兯庸こ鰜淼牧慵紝儆诟呔攘慵⑶壹庸C(jī)床也具有著較高精度，所以設(shè)計(jì)者們在對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時最好將標(biāo)注方法變?yōu)榻y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)注坐標(biāo)。

3.2 定位基準(zhǔn)的選擇

在對被加工的零件圖紙進(jìn)行分析時，應(yīng)該同時考慮零件的尺寸以及形位公差，對加工的表面進(jìn)行分類，分為重要和次要兩種，同時對兩種表面提出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在保證基準(zhǔn)選擇原則的情況下，對零件的定位基準(zhǔn)進(jìn)行確定，保證零件的定位以及安裝。在選擇定位基準(zhǔn)時，必須要考慮到不要將其選擇在易使零件變形的位置，也要考慮到零件的基準(zhǔn)選取不能對刀具的運(yùn)動產(chǎn)生影響。

4 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

4.1 統(tǒng)一零件的幾何類型及尺寸

零件的內(nèi)腔與外形應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，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。內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太小內(nèi)槽圓角的大小，決定著刀具直徑的大小。所以，對于圖2所示的零件，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)。圖2（b）與圖2（a）相比，轉(zhuǎn)角圓弧半徑R大，可以采用直徑較大的立銑刀來加工。加工平面時，進(jìn)給次數(shù)也相應(yīng)減少，表面加工質(zhì)量也會好一些，因而工藝性較好；反之，工藝性較差。

4.2 統(tǒng)一定位基準(zhǔn)

零件銑槽底平面時，槽底圓角半徑r不要過大，銑刀端面刃與銑削平面的最大接觸直徑d=D-2r（D為銑刀直徑），當(dāng)D一定時，r越大，銑刀端面刃與銑削平面的最大接觸面積越小，加工平面的能力越差，工藝性就越差。當(dāng)r大到一定程度時，甚至必須用球頭銑刀加工，這是應(yīng)該盡量避免的應(yīng)盡可能在一次裝夾中完成所有能加工表面的加工要選擇便于各個表面都能加工的定位方式，若需要二次裝夾，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中若沒有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，會因工件重新安裝產(chǎn)生定位誤差，而使加工后的兩個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位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。

5 結(jié)束語

目前來說，在我國機(jī)械領(lǐng)域的數(shù)控加工問題存在著難以將效率提高的問題，同時，在工廠對零件進(jìn)行加工的過程中每個人的操作都不同，存在著一定程度的編程問題，很多人編程水平不合格。本文主要對零件的數(shù)控加工進(jìn)行了研究，提出了要統(tǒng)一畫圖時的零件標(biāo)注尺寸以及位基準(zhǔn)等方案，對零件進(jìn)行仔細(xì)分析，并且牢牢把握數(shù)控加工特點(diǎn)，對零件幾何因素進(jìn)行分析，加工出符合標(biāo)準(zhǔn)的好產(chǎn)品。

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