由於數控加工的複雜性(如不同的機床,不同的材料,不同的刀具,不同的切削方式,不(bú)同的參數設定等等),決定了從從事數控加工(無論(lùn)是加工還是編程)到到達一定水平,必須經過一段比較長的時間(jiān),此手冊是工程(chéng)師在長期實際生(shēng)產過程中總結出來的、有關數控加(jiā)工工藝、工(gōng)序、常用刀具參數的選擇、加工過程中的監控等方麵的一些經驗總匯,可供(gòng)大家參考。
數控加工工序的劃分一般可按下列方法進行:
(1)刀具集中分序法就是按所用刀具劃分工序,用同一(yī)把刀具加工完零件上所(suǒ)有可以完成的部位。在用第二把刀、第(dì)三把完成它(tā)們可以完成的其它部位(wèi)。這樣可(kě)減少換刀次(cì)數,壓縮空程時間,減少不必要的定(dìng)位誤差。
(2)以(yǐ)加(jiā)工部位分序法對於加工內容很多的零(líng)件,可按(àn)其結構特點將加工部分分(fèn)成幾個部分,如內形、外形、曲(qǔ)麵(miàn)或平麵等。一般先加工平麵、定位麵,後加工孔;先加工簡單的幾何形狀,再加工複雜(zá)的幾何形狀;先加工精度較低的部(bù)位,再(zài)加工精度(dù)要(yào)求較高的部位。
(3)以粗(cū)、精加工分序法對於易發生加工變形的零(líng)件,由於粗加工後可能發生的變形而需要進行校形,故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分(fèn)開。綜上所述,在劃分工序時,一定要視零件的結構與工藝性,機床的功能,零件數控加工內容(róng)的多少,安裝(zhuāng)次數及本單位(wèi)生產(chǎn)組織狀(zhuàng)況靈活掌握。另建(jiàn)議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則,要根據實(shí)際(jì)情況(kuàng)來(lái)確定,但一定力求合理。
加工順序的安排應根據(jù)零(líng)件的結構和毛坯(pī)狀(zhuàng)況,以及定位夾緊的(de)需(xū)要來考(kǎo)慮,重點是工件的剛性不被破壞(huài)。順序一般應按下列原則進行:
(1)上道工序的加工不能影響下道工序(xù)的定位與夾緊,中間穿插有(yǒu)通用機床(chuáng)加(jiā)工(gōng)工序的也要綜(zōng)合考慮。
(2)先進行內形內腔加工序,後進(jìn)行外形加工工序(xù)。
(3)以相同(tóng)定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進行,以減少重複定位次數,換刀次數與挪動壓板次數(shù)。
(4)在同(tóng)一(yī)次(cì)安裝中進行的多道工序,應先(xiān)安排對工件剛性破壞小的工序。
在確定定位基準與夾緊方案時應注意下列三點:
(1)力求設計、工藝、與編(biān)程計算的(de)基準統(tǒng)一。
(2)盡(jìn)量減(jiǎn)少裝夾次(cì)數,盡可能做到在一次定位後就能加工出全部待加工表麵。
(3)避免采用占機人工調(diào)整方案。
(4)夾具要開暢,其(qí)定位、夾緊機構不能影響加工中的走刀(如產生碰(pèng)撞(zhuàng)),碰到(dào)此類情況時,可采用用虎鉗或加底板抽螺絲(sī)的方式(shì)裝夾。
1.對(duì)刀點(diǎn)可以(yǐ)設(shè)在被加工零件的上(shàng),但注意對刀點必須是(shì)基準位或已精加工過的部位,有時在第一道工序(xù)後對刀(dāo)點被加工毀壞(huài),會導致第二道工序和之後的對刀點無從查找,因此在第一道(dào)工序對刀時注意要在與定位基準有相對固定尺寸關係的地方設立一個相對對刀位置,這樣(yàng)可以根據它們之間(jiān)的相(xiàng)對(duì)位置關係找回原對刀點。這個相對對(duì)對刀位置通常設在機床工作台或夾具上。其選擇原則如下:
1)找正容易。
2)編程方便(biàn)。
3)對(duì)刀誤差小。
4)加工時檢查方便、可(kě)查。
2.工件坐標係的原點位置是由操作(zuò)者自己設定的,它(tā)在工件裝夾完畢(bì)後,通過對刀確定,它反映的是工件與機(jī)床零點之間的距離位置關係。工件坐標係一旦固定,一般不作改變。工(gōng)件坐標係與編程坐標(biāo)係兩者必須統一,即在加工時,工件(jiàn)坐標係和編程坐標(biāo)係是一致的。
走刀路線是指數控加工過程中刀具相對於被加工件的運動軌跡和方向。加工(gōng)路線的合理選擇是非常重要的,因為它與零件的加工精度和表麵質量密卻相關。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點:
1)保證零件的加工精度要求(qiú)。
2)方便數值計算,減少(shǎo)編程工作量。
3)尋求最短加工路線,減少空刀時間以(yǐ)提高(gāo)加(jiā)工效率。
4)盡量減少程序段數。
5)保證工件輪廓表麵加(jiā)工後的粗糙度的(de)要(yào)求,最終輪廓應安排最後一走(zǒu)刀連續(xù)加工出(chū)來。
6)刀具的進退刀(切入與切出)路線也要認真考慮,以盡量減少在輪(lún)廓處停刀(切削力突然變化造成彈性(xìng)變形)而留下刀(dāo)痕,也要避免在輪廓麵上垂直下刀而(ér)劃傷(shāng)工(gōng)件。
工件在找正及程序調(diào)試完成之後,就可進入自動加工階段。在自動加工過程中,操作者要對(duì)切削的過程進行監控,防止出(chū)現非正常(cháng)切(qiē)削造成工件質量問題及其它事故。
對切削過(guò)程進行監控主要(yào)考(kǎo)慮以下幾個方麵:
1.加工過程監控粗加工主要考慮的是(shì)工件表麵的多餘(yú)餘量的快速切除。在機床自動加工過程(chéng)中(zhōng),根據設定的切削用量,刀具按預定(dìng)的切削軌跡自(zì)動切(qiē)削。此時操作(zuò)者應注意通過切削負荷表觀察自動加工過程中的切削負荷變化情況,根據刀具的承受力狀況,調整切削用量,發揮(huī)機床(chuáng)的最大效率。
2.切削過程中切削聲音的監控在自動切削過程(chéng)中,一般開始切削時,刀具切削工件的聲音是穩定(dìng)的、連續的(de)、輕快(kuài)的,此時機床的(de)運動是平穩的。隨著切削(xuē)過程(chéng)的進行,當工件上有硬質點或刀具磨損或刀具送夾等原因後,切削過(guò)程出現不穩(wěn)定(dìng),不穩定的表現(xiàn)是切削聲音發生變化,刀具與(yǔ)工件之間會出現相互撞擊聲,機床會出現震動(dòng)。此時應及時調整切削用量及(jí)切(qiē)削條件,當調整效果不明顯時(shí),應暫(zàn)停機床,檢查刀具及工件狀況。
3.精加工過程監控精加工(gōng),主(zhǔ)要是保證工件的加工尺寸和加工表麵質量,切削速度較高,進給量較大。此時應著重注意積屑瘤對加工表(biǎo)麵(miàn)的影響,對於型腔加工,還應注意拐角處加工過切與讓刀(dāo)。對(duì)於上(shàng)述問(wèn)題(tí)的解決,一是要注意調整切削液的噴(pēn)淋位置,讓加工表麵時刻處於(yú)最佳]的冷卻條件;二是要注(zhù)意觀察工件的(de)已加工麵(miàn)質量,通過調整切削用量,盡可能避免質量的變(biàn)化。如調整仍無明顯效果,則應停機檢察原程序編得(dé)是否合理。
特別注意的是,在暫停檢查或停機(jī)檢查時,要注意刀具的位置。如刀具在切削過程中(zhōng)停機,突然的(de)主軸停(tíng)轉(zhuǎn),會使工件(jiàn)表麵產(chǎn)生刀痕。一般應在刀具離開切(qiē)削狀態時(shí),考慮停機。
4. 刀具監控刀具的質量很大程度決定了工件的加工質量。在自動加工切削過程中,要通過聲音監控、切削時間控製、切削過程中暫停(tíng)檢(jiǎn)查、工件表麵分析等方法判斷刀具的正常磨損狀(zhuàng)況及非正常破(pò)損狀況。要根據加(jiā)工要求,對刀具及時處理,防止發生(shēng)由刀具未及時處理而產(chǎn)生的加工質量問題。
1.平麵銑削時應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。一般銑(xǐ)削時,盡量(liàng)采用二次走刀加工,第一次走刀最好用端銑刀粗銑,沿工件表麵連續走刀。每次走刀寬度推(tuī)薦至為刀具直徑的60%--75%。
2.立銑刀和鑲硬質合金刀片的端銑刀主要用於加工凸台、凹槽和箱口麵。
3.球刀、圓刀(亦稱圓鼻刀)常用於加工曲麵和變斜角輪廓外形。而球(qiú)刀多(duō)用於半(bàn)精加工和精加工。鑲硬質合金刀(dāo)具的(de)圓刀多用於開粗。
(一)加工程序(xù)單是(shì)數控加工工藝設計的內容之一(yī),也是需(xū)要操作者遵守、執行的規程,是加工程序的具體說明,目的是讓操作者明確程序的內容、裝夾和定位方式、各個加工程序所選用的刀具(jù)既應注意的問題等。
(二)在加工程序(xù)單裏,應包括:繪圖和編程文(wén)件名,工件(jiàn)名稱,裝夾(jiá)草圖,程序名,每個程序所使用的刀具、切削的最大(dà)深度,加工性(xìng)質(如粗加(jiā)工還是精加工),理論加工時間(jiān)等。
在確定(dìng)加工工(gōng)藝後(hòu),編(biān)程前要了解:1、工件裝夾方式;2、工件毛胚的大小----以便確定加工的範圍或是否(fǒu)需要多次裝夾;3、工件的(de)材料----以便選擇加工(gōng)所使用何種刀具;4、庫存的刀具有(yǒu)哪些----避免在加工時因無此刀具要修改程序,若一定要用到此刀具(jù),則可以提前準備。
安全(quán)高度的設定原則:一般高過島嶼的最高麵。或者將編程零(líng)點設在最高麵,這樣也可以最大限度避免撞刀的危險。
因為不同的機床所能認(rèn)到的地址(zhǐ)碼和NC程序格式不同,所以要針(zhēn)對所使用(yòng)的機床選擇正確的後處理格式才能保證編(biān)出來的程(chéng)序可以運行(háng)。
程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種,CNC是指程序通過媒體介(jiè)質(zhì)(如軟盤,讀帶(dài)機,通訊線等)輸送到機床的存儲器存儲起來,加工(gōng)時從存儲器裏調出程序(xù)來進(jìn)行加工。由於存儲器的容量受大小的限製,所以當程序大的時候可采用DNC方式進行加工,由於(yú)DNC加工時機床直接從控製(zhì)電腦讀取程序(也即是(shì)邊送邊做),所以不受存儲器的容量受大小的限製。
(一)切削用量有三(sān)大要素:切削深度,主軸轉速和進給速度.切削用量的(de)選(xuǎn)擇總體原(yuán)則是:
少切削,快進給(即切削深度小,進給速度快)
(二(èr))按材料(liào)分類,刀(dāo)具一般分為普通硬質白鋼刀(材料為高速鋼(gāng)),塗層刀具(如鍍鈦等),合金刀具(如鎢鋼,氮化硼刀具等).