由於數控(kòng)加工的複雜性(如不同的機床,不同的(de)材料,不同(tóng)的刀具,不同的切削方式,不同的參數設定等等),決(jué)定了從(cóng)從事數控加工(無(wú)論是加工還是編程)到到達一定水平,必須經過一段比較長的時間,此手冊是工程師在長期實際生產過程中總結出來的、有關數控加工(gōng)工藝、工序、常(cháng)用刀具參數的選擇、加工過程中的監控等方麵(miàn)的一些經(jīng)驗(yàn)總匯,可供大家參考。
數控(kòng)加工工(gōng)序的劃分一般可按下列方法進行:
(1)刀具集中分(fèn)序法就是(shì)按所用刀具劃分(fèn)工序,用同一把刀具加工完零件上所有可(kě)以完成的部位。在用(yòng)第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少(shǎo)換刀次數,壓縮(suō)空程時間,減少不必要的定位誤差。
(2)以加工部位分序法對於加工內容(róng)很多的零件,可按其結構特點將(jiāng)加(jiā)工(gōng)部分分成幾個部分,如內形、外形、曲麵或平麵等。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位,再加工精度要求較高的部位(wèi)。
(3)以粗、精加工分序法對於易(yì)發生(shēng)加工變形的零件,由於粗加(jiā)工後可能發生的變形而需要進(jìn)行校形,故一般來說凡要進行粗、精加工的(de)都要將工序分開。綜上所述,在劃(huá)分(fèn)工(gōng)序時,一定要視零件的結構(gòu)與工藝性(xìng),機床的功能,零(líng)件數控加工內容的多少,安裝次(cì)數及本單位生產組織(zhī)狀況(kuàng)靈活掌(zhǎng)握(wò)。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分(fèn)散的原則,要根據實際情況來確(què)定,但一定力求合理。
加工順序的安排應(yīng)根(gēn)據零件的結構和毛坯狀況,以(yǐ)及定位夾緊的需要來考(kǎo)慮,重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應按下列原則進行:
(1)上道工序的加(jiā)工不(bú)能影響下道工序的定位與夾(jiá)緊,中(zhōng)間穿插有通用機床加工工序(xù)的也要綜合考慮。
(2)先進行(háng)內形內腔加工序,後進行外形加工工序(xù)。
(3)以相同定位、夾緊方式或同一把刀加(jiā)工的工序最好連接進行,以減少(shǎo)重複定位次數,換刀次(cì)數(shù)與挪動(dòng)壓板次數。
(4)在同一次安裝中進行(háng)的多道工序,應先安排對工件(jiàn)剛性破壞小的工序。
在確定定位基準與夾緊方案時(shí)應注意(yì)下列三點:
(1)力求(qiú)設計、工藝、與編程計算的基準(zhǔn)統一。
(2)盡(jìn)量減少裝夾次數,盡可能做到在(zài)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整方案。
(4)夾具(jù)要開暢,其定位、夾緊機構(gòu)不(bú)能影響加工中的走刀(如產生碰撞),碰到此類(lèi)情況時,可采用(yòng)用(yòng)虎鉗或加(jiā)底板抽螺絲的(de)方式裝夾。
1.對刀點可以設在被加工零件的上,但注意(yì)對刀點必須是基準位或已精加工過(guò)的部位,有時在第一(yī)道(dào)工序後對刀點被加工毀(huǐ)壞,會導致第二道工序(xù)和之後的對刀點無從查找,因此在第一道工序對刀時(shí)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(zhì),這樣可以根據它們(men)之間(jiān)的相對位置關係找回原對刀點。這個相(xiàng)對對對刀位置通常設(shè)在(zài)機床(chuáng)工作台或夾具上。其選(xuǎn)擇原則如下:
1)找正容(róng)易。
2)編程(chéng)方便。
3)對刀(dāo)誤差小。
4)加(jiā)工時(shí)檢查方便、可查。
2.工件坐標(biāo)係的原點位置是由操作者自己設定的,它在工件裝夾完畢後(hòu),通過對刀(dāo)確定,它反映的是工件與機床零點之間的距離位置關(guān)係。工件坐標係(xì)一旦固定,一般不(bú)作改變。工件坐標係與編程坐標係(xì)兩者必(bì)須統一,即在(zài)加工時,工件坐標係和(hé)編程坐標(biāo)係是一致的。
走刀路(lù)線(xiàn)是指數控加工過程中(zhōng)刀具(jù)相對於被加工件的運動軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的,因為它與零件的(de)加工精度和表麵質量密卻相(xiàng)關。在確(què)定走刀路線是(shì)主要考慮下列幾點:
1)保證零件的加工精(jīng)度要求。
2)方便(biàn)數值計算,減少編程工作量。
3)尋求(qiú)最短加工路線,減少(shǎo)空刀時間以提高加工效率。
4)盡量減少程(chéng)序段數。
5)保證工件輪廓表麵加工後的粗糙度的要求,最終(zhōng)輪廓應安排最後一走刀(dāo)連續加工出來。
6)刀具的進退刀(切入(rù)與(yǔ)切出)路線(xiàn)也(yě)要認真考慮,以盡量減少在輪廓處停刀(切削力突然變(biàn)化造成彈性變形)而(ér)留下刀痕,也要避免在(zài)輪廓麵上垂直下刀而劃傷工件。
工件(jiàn)在找正及程序調試完成之後(hòu),就可進入自動加工階段。在自動加工過(guò)程中,操作者要對切削的(de)過(guò)程進行監控,防止出現非正常切削造成工件質(zhì)量問(wèn)題及其它事故。
對切削(xuē)過程進行監控主(zhǔ)要考慮(lǜ)以下幾(jǐ)個方麵:
1.加工過程(chéng)監控粗(cū)加工主(zhǔ)要考慮的是工件(jiàn)表麵(miàn)的多餘餘量的快速切除。在機床自動加工過程中,根據設定的(de)切削用量,刀具按預定的切削(xuē)軌跡自(zì)動切(qiē)削。此(cǐ)時操作者應注意通過切削負荷表觀察自動加(jiā)工過程中的切削負荷變(biàn)化情況,根據刀具的承受力狀況,調整切削用量,發揮機床的最大效率。
2.切削過程中切削聲(shēng)音的監控(kòng)在自動(dòng)切削過程中,一般開始切削時,刀具切削工件(jiàn)的(de)聲音是穩定的、連續的、輕(qīng)快的,此時機床(chuáng)的運動是(shì)平穩的(de)。隨著切(qiē)削過程的進行,當工件上有硬質點或刀具磨損或刀具送夾等原因後,切削過程出現不穩定,不穩定的表現是切(qiē)削聲音發生變化,刀具與工件之間會出現相互撞(zhuàng)擊聲,機床會(huì)出現震(zhèn)動。此(cǐ)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,應暫停(tíng)機床,檢查刀具及工件狀況。
3.精加工過程監控精(jīng)加工,主要是保證工件的加工尺寸和加工表麵質量,切削速度(dù)較高(gāo),進給量較大。此時應著重注意積屑瘤對加工表麵的影響,對於型腔加工,還應注意拐角處加工過切(qiē)與讓刀。對於上述問題的解決,一是(shì)要注意(yì)調整切削液的噴淋位置,讓加工表麵時刻處於最佳]的冷卻條件;二是(shì)要注意觀(guān)察工件的已加工麵質量,通(tōng)過調整切削用量,盡可能避免質量的變化。如調整(zhěng)仍無明顯效果,則應停機檢察原程序(xù)編得是(shì)否合理。
特別注意的是,在暫停檢查或停機檢查(chá)時,要注意刀具的(de)位置。如刀(dāo)具在切削過程中停機,突然的主軸(zhóu)停轉(zhuǎn),會使工件(jiàn)表麵產(chǎn)生刀痕。一(yī)般(bān)應在刀具離開切削狀態時,考(kǎo)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(gōng)質量。在自動加工切削過程中(zhōng),要通過聲音監控、切削時間控製、切削過程中暫停檢(jiǎn)查、工件表麵分(fèn)析等方法判(pàn)斷刀具的正常磨損狀況及非正常破損狀況。要根據加工要求,對刀具及時處理(lǐ),防止發生由刀具未及時處理(lǐ)而產生的加工質(zhì)量問題(tí)。
1.平麵銑削時應選用(yòng)不重(chóng)磨硬質合金端(duān)銑刀或立銑刀。一般銑削時,盡(jìn)量采用二次走刀加工,第一次走刀最好用端銑刀粗銑,沿工件表麵連續走刀。每次走刀寬度推薦(jiàn)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(jiā)工凸台、凹槽和箱口麵。
3.球刀、圓(yuán)刀(亦稱圓鼻刀)常用於加工曲麵和變斜角輪廓外形。而球刀多(duō)用於半精加(jiā)工和精加工。鑲硬質合金刀具的圓刀多用於開粗。
(一)加工程序單是(shì)數控(kòng)加工工藝設計的(de)內容之一,也是需要操作者(zhě)遵守、執行的規程,是加工程序的具體說明,目的是讓(ràng)操作者明確程序的內容、裝夾和定位方式、各個加工(gōng)程序所選用的刀具既應注意的問題等。
(二)在加(jiā)工程序單裏,應包括:繪圖和編程文件名(míng),工件名(míng)稱,裝夾草圖,程序名(míng),每個程序所使用的刀具、切削(xuē)的最大(dà)深度,加工性質(如粗加工還是精加工),理論(lùn)加工時間(jiān)等。
在確定加工工藝後,編程前要了解:1、工件裝(zhuāng)夾方式;2、工件毛胚的大小----以便確定加工的範圍或是否需要多次裝夾;3、工件的材料----以便選擇加工所使用何種刀具;4、庫存的刀具有哪些----避免(miǎn)在加工時因無此(cǐ)刀具要修改(gǎi)程序,若一定要用到此刀具,則可以提前準備。
安全(quán)高度的設定原則:一般高(gāo)過島嶼的最高麵。或者將(jiāng)編程零(líng)點設在最高麵(miàn),這樣也可以最大(dà)限度(dù)避免撞刀的危險。
因為不同的機床所能認到的地(dì)址碼和NC程序格式不同,所以要針對所使用的機床選擇正確的後處理格式才能保證編出來的程序可以運行。
程序輸送的(de)方式可分為CNC和DNC兩種,CNC是指程序通過媒體介質(如軟盤,讀帶機,通(tōng)訊線等)輸送到機床的存(cún)儲器存儲起來,加(jiā)工時從存儲器裏調出程序來進行加工。由於存儲器的(de)容量受大小(xiǎo)的(de)限製,所以當程序大的時候可采用DNC方式進行加工,由於DNC加工時機床直接從控製電腦讀取程序(也即是邊(biān)送邊做),所以不受存儲器的容(róng)量(liàng)受大小的限製。
(一)切削用量有三大要素:切削深度,主軸轉速和進給速度.切削用量的選擇總體原則是:
少(shǎo)切削,快進給(即切削深度小,進給速度快)
(二)按材料分類,刀(dāo)具一般分為普通硬質白鋼刀(材料為高速鋼),塗層刀具(如鍍鈦(tài)等),合金刀具(如鎢鋼,氮化硼刀具等).