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数控机床的出现是工业一大不断进步的表现,它能良好的化解复杂、精密、小批、明快的零件加工问题,是一种灵巧的、高工作效率的手动化机床。程序编制人员在利用数控机床加工时,首先得进行工艺分析。依照被加工钻孔的材料、线条花纹、加工精度等换用最合适的机床,制定加工方案,确认零件的加工顺序,各成品所用,夹具和切削用量等。
一、机床的合理换用
在数控机床上加工零件时,一般有两种情形。
第一种情形:有零件双色和吕普县,要优先选择适宜加工该零件的数控机床。
第二种情形:已经有了数控机床,要优先选择适宜在该机床上加工的零件。
无论哪种情形,考量的因素主要有,吕普县的材料和类、零件线条花纹复杂程度、体积大小、加工精度、零件数量、退火明确要求等。概括起来有三点:
① 要确保加工零件的技术明确要求,加工出合格的产品。
② 有利于提高劳动生产率。
③ 尽可能降低生产成本(加工费用)。
二、数控加工零件工艺性分析
数控加工工艺性分析涉及面很广,在短萼从数控加工的可能性和方便快捷性两各方面加以分析。
(一) 零件双色上体积数据的得出应合乎程式设计方便快捷的原则
1.零件图上体积标示方法应适应数控加工的特点在数控加工零件图上,应以同一个计算方法里韦县体积或直接得出座标体积。这种标示方法既易于程式设计,也易于体积之间的相互协同,在保持设计计算方法、工艺计算方法、检测计算方法与程式设计原点设置的一致性各方面带来很大方便快捷。虽然零件设计人员一般在体积标示中较多地考量装配等使用优点各方面,而不得不换用局部零散的标示方法,这样就会给成品安排与数控加工带来许多不便。虽然数控加工精度和重复功能定位精度都很高,不常因造成较大的积累数值而破坏使用优点,因而可将局部的零散标示法改为同一个计算方法里韦县体积或直接得出座标体积的标示法。
2.形成零件线条的欧几里得原素的前提应充份
在手工程式设计时要计算基点或节点座标。在手动程式设计时,要对形成零件线条的所有欧几里得原素进行定义。因而在分析零件图时,要分析欧几里得原素的给定前提是否充份。如梯形与直线,梯形与梯形在双色上单位向量,但依照图上得出的体积,在计算单位向量前提时,变成了相交或相离状态。虽然形成零件欧几里得原素前提的不充份,使程式设计时无法下手。遇到这种情形时,应与零件设计者协商化解。
(二) 零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点
1) 零件的内腔和外形最好换用标准化的欧几里得类型和体积。这样可以减少规格和换刀次数,使程式设计方便快捷,生产效益提高。
2) 第一层梯形的大小决定着直径的大小,因而第一层梯形直径不该过小。零件工艺性的好坏与被加工线条的高低、转接梯形直径的大小等有关。
3) 零件铣床底平面时,槽底梯形直径r不该过大。
4) 应换用标准化的计算方法功能定位。在数控加工中,若没有标准化计算方法功能定位,常因钻孔的拆下而导致加工后的两个面上线条位置及体积不协同现象。因而要避免上述问题的造成,确保三次装夹加工后其相对位置的准确性,应换用标准化的计算方法功能定位。
零件上最好有最合适的孔做为功能定位计算方法孔,若没有,要设置工艺孔做为功能定位计算方法孔(如在吕普县上增加工艺凸耳或在后续成品要铣去的余量上设置工艺孔)。若无法制出工艺孔时,最起码也要用经过精加工的表层做为标准化计算方法,以减少三次装夹造成的数值。此外,还应分析零件所明确要求的加工精度、体积公差等是否可以得到确保、有无引起矛盾的多余体积或影响成品安排的封闭体积等。
三、加工方法的优先选择与加工方案的确认
(一)加工方法的优先选择
加工方法的优先选择原则是确保加工表层的加工精度和表层温度梯度的明确要求。虽然获得同一个级精度及表层温度梯度的加工方法一般有许多,因而在实际优先选择时,要结合零件的花纹、体积大小和退火明确要求等全面考量。例如,对于IT7级精度的孔换用镗削、铰削、切削等加工方法均可达至精度明确要求,但箱体上的孔一般换用镗削或铰削,而不宜换用切削。一般小体积的箱体孔优先选择铰孔,当截面积较大时则应优先选择镗孔。此外,还应考量劳动生产率和经济性的明确要求,以及工厂的生产设备等实际情形。常用加工方法的经济加工精度及表层温度梯度可查阅有关工艺手册。
(二)加工方案确认的原则
零件上比较精密表层的加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达至的。对这些表层仅仅依照质量明确要求优先选择相应的最后加工方法是不够的,还应正确地确认从吕普县到最后成形的加工方案。确认加工方案时,首先应依照主要表层的精度和表层温度梯度的明确要求,初步确认为达至这些明确要求所需要的加工方法。例如,对于截面积不大的IT7级精度的孔,最后加工方法取精铰时,则精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。
四、成品与工步的划分
(一) 成品的划分
在数控机床上加工零件,成品可以比较集中,在一次装夹中尽可能完成大部分或全部成品。首先应依照零件双色,考量被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作,若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工,哪一部分在其他机床上加工,即对零件的加工成品进行划分。
(二)工步的划分
工步的划分主要从加工精度和工作效率两各方面考量。在一个成品内往往需要换用不同的和切削用量,对不同的表层进行加工。为了易于分析和描述较复杂的成品,在成品内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则:
1) 同一个表层按粗加工、半精加工、精加工依次完成,或全部加工表层按先粗后精加工分开进行。
2) 对于既有铣面又有镗孔的零件,可先铣面后镗孔。按此方法划分工步,可以提高孔的精度。因为铣床时切削力较大,钻孔易发生变形。先铣面后镗孔,使其有一段时间恢复,减少由变形引起的对孔的精度的影响。
3) 按划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀时间短,可换用按划分工步,以减少换刀次数,提高加工工作效率。
总之,成品与工步的划分要依照具体零件的结构特点、技术明确要求等情形综合考量。
五、零件的安装与夹具的优先选择
(一) 功能定位安装的基本原则
1) 力求设计、工艺与程式设计计算的计算方法标准化。
2) 尽量减少装夹次数,尽可能在一次功能定位装夹后,加工出全部待加工表层。
3) 避免换用占机人工调整式加工方案,以充份发挥数控机床的效能。
(二) 优先选择夹具的基本原则
数控加工的特点对夹具提出了两个基本明确要求:一是要确保夹具的座标方向与机床的座标方向相对固定;二是要协同零件和机床座标系的体积关系。除此之外,还要考量以下四点:
1) 当零件加工批量不大时,应尽量换用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹具,以缩短生产准备时间、节省生产费用。
2) 在成批生产时才考量换用专用夹具,并力求结构简单。
3) 零件的装卸要快速、方便快捷、可靠,以缩短机床的停顿时间。
4) 夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表层的加工,即夹具要开敞其功能定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀(如造成碰撞等)。
六、的优先选择与切削用量的确认
(一) 的优先选择
的优先选择是数控加工工艺中重要内容之一,它不仅影响机床的加工工作效率,而且直接影响加工质量。程式设计时,优先选择通常要考量机床的加工能力、成品内容、钻孔材料等因素。与传统的加工方法相比,数控加工对的明确要求更高。不仅明确要求精度高、刚度好、耐用度高,而且明确要求体积稳定、安装调整方便快捷。这就明确要求换用新型优质材料制造数控加工,并优选参数。
选取时,要使的体积与被加工钻孔的表层体积和花纹相适应。生产中,平面零件周边线条的加工,常换用立铣刀。铣床平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工吕普县表层或粗加工孔时,可选镶硬质合金的玉米铣刀。优先选择立铣刀加工时,的有关参数,推荐按经验数据选取。曲面加工常换用球头铣刀,但加工曲面较平坦部位时,以球头顶端刃切削,切削前提较差,因而应换用环形刀。在单件或小批量生产中,为取代多座标联动机床,常换用鼓形刀或锥形刀来加工飞机上一些变斜角零件加镶齿盘铣刀,适用于在五座标联动的数控机床上加工一些球面,其工作效率比用球头铣刀高近十倍,并可获得好的加工精度。
在加工中心上,各种分别装在刀库上,按程序规定随时进行选刀和换刀工作。因而必须有一套连接普通的接杆,以便使钻、镗、扩、铰、铣床等成品用的标准,迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。做为程式设计人员应了解机床上所用刀杆的结构体积以及调整方法,调整范围,以便在程式设计时确认的径向和轴向体积。目前我国的加工中心换用TSG工具系统,其柄部有直柄(三种规格)和锥柄(四种规格)两种,共包括16种不同用途的刀。
(二) 切削用量的确认
切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法,需要优先选择不同的切削用量,并应编入程序单内。合理优先选择切削用量的原则是,粗加工时,一般以提高劳动生产率为主,但也应考量经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在确保加工质量的前提下,兼顾切削工作效率、经济性和加工成本。具体数值应依照机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。
七、对刀点与换刀点的确认
在程式设计时,应正确地优先选择“对刀点”和“换刀点”的位置。“对刀点”就是在数控机床上加工零件时,相对于钻孔运动的起点。虽然程序段从该点开始执行,所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”。
对刀点的优先选择原则是:
1. 易于用数字处理和简化程序编制;
2. 在机床上找正容易,加工中易于检查;
3. 引起的加工数值小。
对刀点可选在钻孔上,也可选在钻孔外面(如选在夹具上或机床上)但必须与零件的功能定位计算方法有一定的体积关系。为了提高加工精度,对刀点应尽量选在零件的设计计算方法或工艺计算方法上,如以孔功能定位的钻孔,可选孔的中心做为对刀点。的位置则以此孔来找正,使“刀位点”与“对刀点”重合。工厂常用的找正方法是将千分表装在机床主轴上,然后转动机床主轴,以使“刀位点”与对刀点一致。一致性越好,对刀精度越高。所谓“刀位点”是指车刀、镗刀的刀尖;钻头的钻尖;立铣刀、端铣刀刀头底面的中心,球头铣刀的球头中心。
零件安装后钻孔座标系与机床座标系就有了确认的体积关系。在钻孔座标系设定后,从对刀点开始的第一个程序段的座标值;为对刀点在机床座标系中的座标值为(X0,Y0)。当按绝对值程式设计时,不管对刀点和钻孔原点是否重合,都是X2、Y2;当按增量值程式设计时,对刀点与钻孔原点重合时,第一个程序段的座标值是X2、Y2,不重合时,则为(X1十X2)、Y1+ Y2)。对刀点既是程序的起点,也是程序的终点。因而在成批生产中要考量对刀点的重复精度,该精度可用对刀点相距机床原点的座标值(X0,Y0)来校核。
所谓“机床原点”是指机床上一个固定不变的极限点。例如,对车床而言,是指车床主轴回转中心与车头卡盘端面的交点。加工过程中需要换刀时,应规定换刀点。所谓“换刀点”是佰刀架转位换刀时的位置。该点可以是某一固定点(如加工中心机床,其换刀机械手的位置是固定的),也可以是任意的一点(如车床)。换刀点应设在钻孔或夹具的外部,以刀架转位时不碰钻孔及其它部件为准。其设定值可用实际测量方法或计算确认。
八、加工路线的确认
在数控加工中,刀位点相对于钻孔运动的轨迹称为加工路线。程式设计时,加工路线的确认原则主要有以下几点:
1) 加工路线应确保被加工零件的精度和表层温度梯度,且工作效率较高。
2) 使数值计算简单,以减少程式设计工作量。
3) 应使加工路线最短,这样既可减少程序段,又可减少空刀时间。 度等情形,确认是一次走刀,还是多次走刀来完成加工以及在铣床加工中是换用顺铣还是换用逆铣等。
对点位控制的数控机床,只明确要求功能定位精度较高,功能定位过程尽可能快,而相对钻孔的运动路线是无关紧要的,因而这类机床应按空程最短来安排走刀路线。除此之外还要确认轴向的运动体积,其大小主要由被加工零件的孔深来决定,但也应考量一些辅助体积,如的引入距离和超越量。
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