數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)
數(shù)控加工時(shí),在選擇時(shí),一般可按下列順序考慮:
( 1 )通用機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容;
(2)通用機(jī)床難加工,質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容;
(3)通用機(jī)床加工效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容,可在數(shù)控機(jī)床尚存在富裕加工能力時(shí)選擇。
不適于數(shù)控加工的內(nèi)容
加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后,在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。相比之下,下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工:
(1)占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn),需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容;
(2)加工部位分散,需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時(shí),采用數(shù)控加工很麻煩,效果不明顯,可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工;
(3)按某些特定的制造依據(jù)(如樣板等)加工的型面輪廓。
(4)數(shù)控加工工藝性分析
結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。
尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)
在數(shù)控編程中,所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此零件圖樣上最好直接給出坐標(biāo)尺寸,或盡量以同一基準(zhǔn)引注尺寸。
幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確
在程序編制中,編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因?yàn)樵谧詣?dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義,手工編程時(shí)要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),無(wú)論哪一點(diǎn)不明確或不確定,編程都無(wú)法進(jìn)行。
定位基準(zhǔn)可靠
在數(shù)控加工中,加工工序往往較集中,以同一基準(zhǔn)定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn),或在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。
如左下圖所示的零件,為增加定位的穩(wěn)定性,可在底面增加一工藝凸臺(tái),如右下圖所示。
統(tǒng)一幾何類型及尺寸
零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型及尺寸,這樣可以減少換刀次數(shù),還可能應(yīng)用控制程序或?qū)S贸绦蛞钥s短程序長(zhǎng)度。
數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的要區(qū)別,在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過(guò)程,而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過(guò)程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計(jì)中一定要注意到,由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件加工的整個(gè)工藝過(guò)程中,因而要與其它加工工藝銜接好。常見工藝流程如下圖所示。
數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì) 中應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
1、工序的劃分
根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn),數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行:
(1)以一次安裝、加工作為一道工序。
(2)以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序
(3)以加工部位劃分工序
(4)以粗、精加工劃分工序
2、順序的安排
順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行:
(1)上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊,中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮;
(2)先進(jìn)行內(nèi)腔加工,后進(jìn)行外形加工;
(3)以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序,最好連續(xù)加工,以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。
3、數(shù)控加工工藝與普通工序的銜接
數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序,如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí),要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn),如要不要留加工余量,留多少;定位面與孔的精度要求及形位公差;對(duì)校形工序的技術(shù)要求;對(duì)毛坯的熱處理狀態(tài)等。
2.2 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)方法
在選擇了數(shù)控加工工藝內(nèi)容和確定了零件加工路線后,即可進(jìn)行數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)。數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位夾緊
方式及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡確定下來(lái),為編制加工程序作好準(zhǔn)備。
2.2.1 確定走刀路線和安排加工順序
走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡,它不但包括了工步的內(nèi)容,也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。確定走刀路線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1、尋求最短加工路線
如加工下圖所示零件上的孔系。中圖的走刀路線為先加工完外圈孔后,加工內(nèi)圈孔。若改用右圖的走刀路線,減少空刀時(shí)間,則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍,提高了加工效率。
2、最終輪廓一次走刀完成
為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求,最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來(lái)。
如下圖為用行切方式加工內(nèi)腔的走刀路線,這種走刀能切除內(nèi)腔中的全部余量,不留死角,不傷輪廓。但行切法將在兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度,而達(dá)不到要求的表面粗糙度。想學(xué)習(xí)UG編程,加工中心數(shù)控編程,學(xué)習(xí)加QQ群:579401268才能提高自己的收入和薪資待遇。所以如采用中圖的走刀路線,先用行切法,最后沿周向環(huán)切一刀,光整輪廓表面,能獲得較好的效果。右圖也是一種較好的走刀路線方式。
選擇切入切出方向
考慮刀具的進(jìn)、退刀(切入、切出)路線時(shí),刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線上,以保證工件輪廓光滑;應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面;盡量減少在輪廓加工切削過(guò)程中的暫停(切削力突然變化造成彈性變形),以免留下刀痕,如圖所示。
選擇使工件在加工后變形小的路線
對(duì)橫截面積小的細(xì)長(zhǎng)零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去除余量法安排走刀路線。安排工步時(shí),應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步。
確定定位和夾緊方案
在確定定位和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)盡可能做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一;
(2)盡量將工序集中,減少裝夾次數(shù),盡可能在一次裝夾后能加工出全部待加工表面;
(3)避免采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)的裝夾方案;
(4)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。
如圖左圖薄壁套的軸向剛性比徑向剛性好,用卡爪徑向夾緊時(shí)工件變形大,若沿軸向施加夾緊力,變形會(huì)小得多。在夾緊中圖所示的薄壁箱體時(shí),夾緊力不應(yīng)作用在箱體的頂面,而應(yīng)作用在剛性較好的凸邊上,或改為在頂面上三點(diǎn)夾緊,改變著力點(diǎn)位置,以減小夾緊變形,如圖所示。
確定刀具與工件的相對(duì)位置
對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō),在加工開始時(shí),確定刀具與工件的相對(duì)位置是很重要的,這一相對(duì)位置是通過(guò)確認(rèn)對(duì)刀點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)刀點(diǎn)是指通過(guò)對(duì)刀確定刀具與工件相對(duì)位置的基準(zhǔn)
點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在被加工零件上,也可以設(shè)置在夾具上零件定位基準(zhǔn)有一定尺寸聯(lián)系的某一位置,對(duì)刀點(diǎn)往往就選擇在零件的加工原點(diǎn)。
對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則如下:
(1)所選的對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單;
(2)對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置;
(3 )對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在加工時(shí)檢驗(yàn)方便、可靠的位置;
(5)對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。
例如,加工圖所示零件時(shí),當(dāng)按照?qǐng)D示路線來(lái)編制數(shù)控加工程序時(shí),選擇夾具定位元件圓柱銷的中心線與定位平面A的交點(diǎn)作為加工的對(duì)刀點(diǎn)。顯然,這里的對(duì)刀點(diǎn)也恰好是加工.
在使用對(duì)刀點(diǎn)確定加工原點(diǎn)時(shí),就需要進(jìn)行“對(duì)刀”。
所謂對(duì)刀是指使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合的操作。每把刀具的半徑與長(zhǎng)度尺寸都是不同的,刀具裝在機(jī)床上后,應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置。
“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。如下圖所示,圓柱銑刀的刀位點(diǎn)是刀具中心線與刀具底面的交點(diǎn);球頭銑刀的刀位點(diǎn)是球頭的球心點(diǎn)或球頭頂點(diǎn);車刀的刀位點(diǎn)是刀尖或刀尖圓弧中心;鉆頭的刀位點(diǎn)是鉆頭頂點(diǎn)。
換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀進(jìn)行加工的機(jī)床而設(shè)置的,因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過(guò)程中要自動(dòng)換刀。對(duì)于手動(dòng)換刀的數(shù)控銑床,也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。為防止換刀時(shí)碰傷零件、刀具或夾具,換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外,并留有一定的安全量。
確定切削用量
對(duì)于高效率的金屬切削機(jī)床加工來(lái)說(shuō),被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方式,要求必須合理地選擇切削條件。
編程人員在確定每道工序的切削用量時(shí),應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說(shuō)明書中的規(guī)定去選擇。在選擇切削用量時(shí)要充分保證刀具能加工完一個(gè)零件,或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班,最少不低于半個(gè)工作班的工作時(shí)間。
背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制,在機(jī)床剛度允許的情況下,盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量,這樣可以減少走刀次數(shù),提高加工效率。對(duì)于表面粗糙度和精度要求較高的零件,要留有足夠的精加工余量,數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些。
填寫數(shù)控加工技術(shù)文件
填寫數(shù)控加工專用技術(shù)文件是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一。這些技術(shù)文件既是數(shù)控加工的依據(jù)、產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù),也是操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程。技術(shù)文件是對(duì)數(shù)控加工的具體說(shuō)明,目的是讓操作者更明確加工程序的內(nèi)容、裝夾方式、各個(gè)加工部位所選用的刀具及其它技術(shù)問(wèn)題。
數(shù)控加工技術(shù)文件主要有:數(shù)控編程任務(wù)書、工件安裝和原點(diǎn)設(shè)定卡片、數(shù)控加工工序卡片、數(shù)控加工走刀路線圖、數(shù)控刀具卡片等。以下提供了常用文件格式,文件格式可根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況自行設(shè)計(jì)。