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,不同的參(cān)數設定等等),決定了從事數控加工(無論是加工還是編程)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(guò)程中總結出(chū)來的、有關數控加工工藝、工序、常用刀具參數的選擇、加工過程中的監控等方(fāng)麵的一些經驗(yàn)總匯,可供大家(jiā)參考。
一.問:如何對加工工序進行(háng)劃(huá)分?
答:數控加工工序的劃分一般可按下(xià)列方法進行:
(1)刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序,用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完(wán)成(chéng)的其它部(bù)位。這樣可減少換刀(dāo)次數,壓縮空程時間,減少不必要的定位誤差。
(2)以加工部位分序法 對於加工內容很多的零件,可按其(qí)結構特點將加工部分分成幾個部分,如內形、外形、曲麵(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(de)幾何(hé)形狀,再加工複雜的幾何形狀;先加工精度較低的部位,再加工精度(dù)要求較高的部位。
(3)以粗、精加工分序法(fǎ) 對(duì)於易發生加工變形的零件,由於粗(cū)加工後可能發生的變形而需要進行校形,故一般來說凡要(yào)進行粗、精加工(gōng)的都要將工序分開(kāi)。
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(kòng)加工內(nèi)容的多少(shǎo),安裝次(cì)數及本單位生產組織狀況靈(líng)活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序(xù)分散的(de)原則,要根據實際情況來確定,但一定力求(qiú)合(hé)理。
二. 問:加工順序的安(ān)排應遵循什麽原則?
答:加工順序的安排應根據(jù)零件的結構和毛坯狀況,以及定位夾緊的需要來(lái)考慮,重點是(shì)工件的剛性不被破壞。順序一般應按下列原則進行:
(1)上道(dào)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)床加工工序的也要綜(zōng)合考慮。
(2)先進行內形內腔加工序,後進行外形加工工序。
(3)以相同定位、夾緊方式或(huò)同一把刀加(jiā)工的工序最好(hǎo)連接進行,以減少重複(fù)定位次數,換刀次數與挪動壓板次數。
(4)在同一次安(ān)裝中進行的多道工序,應先安排對工件剛性破(pò)壞小的工序。
三.問:工件裝夾方式的確定應注意那幾方麵?
答:在確定定位基準與夾緊方案(àn)時應注意(yì)下列三點:
(1) 力求設計、工藝、與編程計算的基準統一。
(2) 盡量減少裝夾次數,盡可能做到在一次定位後就能(néng)加工(gōng)出全部(bù)待加工表麵。
(3) 避免采用占機人工調整方案(àn)。
(4) 夾具要開暢,其定位、夾緊機構不能影響加工中的走刀(如產生碰撞),碰到此類情況時(shí),可采用用虎鉗或加(jiā)底板抽螺絲的方式裝夾。
四.問:如何確定對刀點比較合理?工件坐(zuò)標係與編程坐標係有什麽關係?
1.對刀點可(kě)以設在被加工零件的(de)上,但注意對刀點必須是基準位或已精加工過(guò)的部位,有時(shí)在第一道工序後對刀(dāo)點被加工毀(huǐ)壞,會導致第二道工序和之後的對刀點無從查找,因此在第一道工序對刀時(shí)注意要在與定位基準有相對固定尺寸關係(xì)的地(dì)方設立一個相對對刀(dāo)位置,這樣可以根據它們之間的相對位置關係找回原對刀點。這個相對對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(zhǎo)正容易。
2) 編(biān)程(chéng)方便。
3) 對刀誤差小。
4) 加工時檢查方便。
2. 工件坐標係的原點位置是(shì)由操作者自己設定的,它在工件(jiàn)裝夾完畢後,通過對刀確定,它反映的是工件與機床零點(diǎn)之間的距離位置關係。工件坐標係一旦固定,一般不作改變。工件坐標係與(yǔ)編程坐標係兩者(zhě)必須統一,即在加工時,工件坐標係和編程坐標係(xì)是一致的(de)。
五. 問:如(rú)何選(xuǎn)擇走刀路線?
走刀(dāo)路線(xiàn)是指(zhǐ)數控加工過程中刀具(jù)相對(duì)於被加工件的運動(dòng)軌跡和(hé)方向。加工路線的合理選擇是(shì)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(xià)列幾(jǐ)點(diǎn):
1) 保證零件的加工精度要求。
2) 方(fāng)便數值計算(suàn),減少編(biān)程工作量。
3) 尋求最短加工路線,減少空刀時間以(yǐ)提高加工效率。
4) 盡量減少程序段數。
5) 保證工件輪廓表麵加工後的粗糙度的要求,最終輪(lún)廓(kuò)應安排最後(hòu)一走刀連續加工出來。
6) 刀(dāo)具的進退刀(切入與切出)路線也要認真考慮,以盡量減少在(zài)輪廓處(chù)停刀(切削力突然變化造成彈性變形)而留下刀痕,也(yě)要避免在輪廓麵上垂直下刀而劃傷工(gōng)件。
六.問:如何在加工過程(chéng)中監控與調整?
工(gōng)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(gōng)過程中,操作者要對切削的過程進行監控,防止出現非正常切削(xuē)造(zào)成工件質量問題及其它事(shì)故。
對切削過程進行監控主要考慮以下幾個方麵:
1.加工過程監控粗加工主要考慮的是工件表麵的多餘餘量的快速切除。在機(jī)床自動加工過程中,根據設定的切(qiē)削(xuē)用量,刀具(jù)按預定的切削軌跡自動切削。此(cǐ)時操作(zuò)
者應注(zhù)意通過切削負荷表觀察(chá)自動加(jiā)工過程中的切削(xuē)負荷變化(huà)情(qíng)況,根據刀具的承受力狀況,調整(zhěng)切削用量,發揮機(jī)床的最大效率。
2.切削過程中切削聲(shēng)音(yīn)的監控在自動切削過程中,一般(bān)開始切削時,刀具切削工件的聲音是穩定的、連續的、輕快的,此時機床的運動是平穩的。隨著切削過程的進行,當工件上有硬(yìng)質點或刀具(jù)磨損或刀具送(sòng)夾(jiá)等原因後,切削過程出現不穩定,不穩定的表(biǎo)現是切削聲音發生變化,刀具與工件之間會出現相互撞擊聲,機床會出現震動。此時應及時(shí)調整切削用量及切削條件,當調整效果不明顯時,應暫停機床,檢查刀具及工件狀況。
3.精加工過程監控精加工,主要是保證工件的加工尺寸和加(jiā)工(gōng)表麵質量,切削速度較高,進給量較大。此時(shí)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與讓刀。對於上述問題的解決,一是要注意調整切削液的噴淋位置(zhì),讓加工表麵時刻(kè)處於最佳]的冷卻條件;二是(shì)要注意觀察工件(jiàn)的已加(jiā)工麵質(zhì)量,通過調整切削(xuē)用量,盡可能避免質量的變化(huà)。如調整仍無明顯效果(guǒ),則應停(tíng)機(jī)檢(jiǎn)察原程序編得是否合理。
特別注意的是,在暫停檢查或停機檢查時(shí),要注意刀具的位置。如刀具在(zài)切削過程中停機,突然的主(zhǔ)軸停轉,會使工件表麵產生刀(dāo)痕。一般應(yīng)在刀具離開切削狀態時,考慮停機。
4.刀具監控刀具的質量很大(dà)程度決定了工(gōng)件(jiàn)的加(jiā)工質量。在自動加工切削過(guò)程中,要通過聲音監控、切(qiē)削(xuē)時間控製(zhì)、切削過程中暫停(tíng)檢查(chá)、工件(jiàn)表麵分析等方法判斷刀具(jù)的正常磨損狀況及非正常破損狀況。要根據加工要求(qiú),對刀具及時處理(lǐ),防止發生由刀(dāo)具未及時處理而(ér)產生的加(jiā)工質量問題。
七.問(wèn):如何合理選擇加工刀具?切削(xuē)用量有幾大要素?有幾種材料的刀具?如何(hé)確定刀具的轉速(sù),切削速度,切(qiē)削寬度?
1.平麵銑削時應選用不重磨硬質合金端銑(xǐ)刀(dāo)或立銑刀。一般銑削時,盡量采用二次走刀加(jiā)工,第一(yī)次走刀最(zuì)好用端銑刀粗銑,沿工件表(biǎo)麵連續走刀。每次走刀寬度推薦至為刀具直徑的60%--75%。
2. 立銑(xǐ)刀和鑲硬質合金刀片(piàn)的端銑刀主(zhǔ)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(yòng)於加工曲麵和(hé)變(biàn)斜角(jiǎo)輪廓外形。而球刀多用於(yú)半精加工和精加工(gōng)。鑲硬質(zhì)合金刀具的圓刀多用於開粗。
八、問:加工程序單有什麽作用?在加工程(chéng)序單中應包括什麽內容?
答:(一)加工(gōng)程序單是數(shù)控加工工藝設計的內容之一,也是需要操作者遵守、執行的規程,是加工程序(xù)的具體說明,目(mù)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(xù)所選用的(de)刀具既應注意(yì)的問題等。
(二)在(zài)加工(gōng)程序單裏,應包括:繪圖和編程文(wén)件名,工件名稱,裝夾草圖,程序名,每個程序所使(shǐ)用的刀具、切削(xuē)的最大深度(dù),加工性質(如粗加工還是精加工),理論加工時間等。
九(jiǔ)、問:數控編程前要做(zuò)何準備?
答:在確定加工工藝後,編程前要(yào)了解:1、工件裝夾方式;2、工件毛胚的大(dà)小----以便確定(dìng)加工的範圍或是否需(xū)要多次裝夾;3、工件的材料----以便選擇加工所使用(yòng)何種刀具;4、庫存的刀具有哪些----避免在加工時因無此刀具(jù)要修改程序,若一(yī)定要用到此刀具,則(zé)可以提前準備。
十、問(wèn):在編程中安全高度的設定有什麽原則?
答:安全高度的設定原則:一般高過島嶼的最高麵。或者將編程零點設在最高麵,這樣也可以最大(dà)限度避(bì)免撞(zhuàng)刀的危(wēi)險。
十一、問:刀具路徑編出來之(zhī)後,為什麽還(hái)要(yào)進行後處理?
答:因為不同的機床所能認到的地址(zhǐ)碼和NC程序格式不同,所(suǒ)以要針對所使用的機床選擇(zé)正確的後處理格式才能保證編出來(lái)的程序可以運行。
十二(èr). 問:什麽是DNC通訊(xùn)?
答:程序輸送的(de)方(fāng)式可分為CNC和DNC兩種,CNC是指程序通過媒體介質(如軟盤(pán),讀帶機(jī),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(lǐ)調出程序(xù)來進行加工。由於存儲器的容(róng)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DNC加工(gōng)時機床直接從控製(zhì)電腦讀取程序(也即是邊送邊做),所以不受存儲(chǔ)器(qì)的容量受大小的限製。
切削用量有三大要素:切削深度,主(zhǔ)軸轉速和進給速度(dù)。
切(qiē)削用量的選擇(zé)總體原則是:
少(shǎo)切削,快進給(即切削深度小,進(jìn)給速度快)
按材料分類,刀具一般分為(wéi)普通硬質白鋼刀(材料為高速鋼),塗層刀具(如鍍鈦等),合金(jīn)刀具(如鎢鋼,氮化硼刀具等).