由於數控加工的複雜性(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),決定了從事數控加工(無論(lùn)是加工還是編程)到達一定水平,必須經過一段比較長的(de)時間,此手冊(cè)是工程師在長期實際生產過程中總結出來的、有關數控加工工藝、工序、常用刀具參(cān)數的選擇、加工過(guò)程中的監控等(děng)方麵的一些經驗總(zǒng)匯,可供大家(jiā)參考。
一.問:如何對加工工序進行劃分?
答:數控加工工序的劃分一般可按下列(liè)方法進行:
(1)刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工(gōng)序,用(yòng)同一把(bǎ)刀具加工(gōng)完零件(jiàn)上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成(chéng)它們可以完(wán)成的其它部位。這(zhè)樣(yàng)可減少換刀次數,壓縮空程(chéng)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,可按其結構特點將加工部分分成幾個部(bù)分,如內形(xíng)、外形、曲麵或平麵等。一般先加工(gōng)平麵、定位麵,後加工(gōng)孔;先加工簡單的幾何形狀,再加工複雜的幾(jǐ)何(hé)形狀;先加工精度較低的部位,再加工精度要求較高的(de)部位。
(3)以粗、精(jīng)加工分(fèn)序法 對於易發生加工變形的零件(jiàn),由於粗加工後可能發生的變形而需要進行校形,故一般(bān)來說凡要進行(háng)粗、精加工的都要將工序分開。
綜上所述,在劃分工(gōng)序時,一定要視零件的結(jié)構與工藝性,機床的功能,零件數控加工內(nèi)容的多少,安裝次數及本單位生產組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則(zé),要(yào)根據實際情況來(lái)確定,但一定力求合理。
二. 問:加工順序的安排應遵循什麽原則?
答:加工順序(xù)的安排應根據零件的結構和毛(máo)坯狀況,以及定位夾緊的需要來考慮,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)上道工序的加工不能影(yǐng)響下道工序(xù)的定位(wèi)與夾緊,中間穿插有通用機床加工工序的也要綜(zōng)合考慮。
(2)先進(jìn)行內形內腔加工序,後進行外形加工工序。
(3)以相同定位、夾緊方式或同一把刀加(jiā)工的(de)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。
(4)在同一次安裝中進行的多道工序,應先(xiān)安(ān)排對工件剛性破壞小的工序。
三.問:工件裝夾方式的確定應注意那幾方(fāng)麵?
答:在確定定(dìng)位基準與夾緊(jǐn)方案時應注意下列(liè)三點:
(1) 力求設計、工(gōng)藝、與編程計算的基準統一(yī)。
(2) 盡量減少裝夾次(cì)數,盡可能(néng)做到在一次定位後就能加工出全部待加工表(biǎo)麵。
(3) 避免采用占機人工調整方案。
(4) 夾具要(yào)開暢,其定位、夾(jiá)緊機構不能影響加工中的走(zǒu)刀(如產生碰(pèng)撞),碰(pèng)到此(cǐ)類情況時,可采用用(yòng)虎鉗或加底板(bǎn)抽螺絲的方式裝夾。
四.問:如何確定對刀點比較合理?工件坐標係與編程坐標係有什麽關係?
1.對刀點可以設在被加工零件的(de)上,但(dàn)注意對刀點必須是基(jī)準位或已精加工過的部位,有時在第一道工序後對刀點被加工毀壞,會導致第二(èr)道工序和之後的對刀(dāo)點無從查找,因此在第一道工序對刀時注意要在與定位基準有相對固定尺寸關(guān)係(xì)的(de)地方(fāng)設立一個相對對刀位置,這樣可以根據它們之(zhī)間的(de)相對位置關係找(zhǎo)回原對刀(dāo)點。這個相對對(duì)對刀位置通常設在(zài)機床工作台或夾具上。其選擇原(yuán)則如下:
1) 找正容(róng)易。
2) 編(biān)程方便。
3) 對刀誤差(chà)小。
4) 加工時檢查方便。
2. 工(gōng)件坐標係的原點位置是由操作者(zhě)自己設定的,它在工件裝夾完畢後,通過對刀確定,它(tā)反(fǎn)映的是工件(jiàn)與機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。工件坐標係(xì)與編程坐標係兩者必須(xū)統一,即在加工時(shí),工件坐標係和編程坐標係是一致的。
五(wǔ). 問:如何選擇(zé)走刀路線?
走刀路線是指數控加(jiā)工過程中刀具相對於被加工件的運動軌跡(jì)和方向。加(jiā)工路線(xiàn)的合理選擇(zé)是非常重要的,因為它與零件的加工(gōng)精度(dù)和表麵質量密卻相關(guān)。在(zài)確定走刀路線是主要考慮下列(liè)幾點:
1) 保證零件的加工精度要求。
2) 方便數值計算,減少編程工作量。
3) 尋求(qiú)最短加工(gōng)路線,減少空(kōng)刀時間以(yǐ)提高加工效率。
4) 盡量減少(shǎo)程序段數。
5) 保證工件(jiàn)輪廓表麵(miàn)加工後的粗糙度的要(yào)求(qiú),最終輪廓應安(ān)排最後一走刀連續加工出來。
6) 刀具的進退刀(切入與切出)路線也要認真考慮,以盡量減少在輪廓處停刀(切削力突然變化造(zào)成彈性變形)而(ér)留下刀痕,也要避免在輪廓麵上垂直下(xià)刀而(ér)劃傷工件。
六.問:如何在加工過程中監控(kòng)與調整?
工件在找正及程序調試完成之後,就可(kě)進入自動加工階段。在自動加工過程中,操作者要對切削的過(guò)程(chéng)進行監控,防止出現非(fēi)正常切削(xuē)造成工件質(zhì)量問題(tí)及其它事故。
對切削過程進行監控主要考慮以下幾個方麵:
1.加工過程(chéng)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。在機床自動加工過程中,根據設定的切削用量,刀具按預定(dìng)的切削軌跡自動切削。此時操作
者應注意通過切削負(fù)荷(hé)表觀察自動加工過程中的切削負荷變化情況(kuàng),根據刀具(jù)的承受力狀況,調整切削用量,發(fā)揮機床的(de)最大效率。
2.切削過(guò)程中切削聲(shēng)音的監控在自動切削過程中,一般開始(shǐ)切削時,刀具切削工(gōng)件的聲音是穩定的、連續的、輕快的,此時機床的(de)運動是平穩的。隨著切削過程的進行,當(dāng)工件上有硬質點或刀具(jù)磨損或刀具送夾等原因後,切削過程出現不穩定,不穩(wěn)定的表現(xiàn)是切削聲音發生變化(huà),刀具與工件之間會出現(xiàn)相互撞擊聲,機床會出現震動。此時(shí)應及時調整切削用量(liàng)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(zhuàng)況。
3.精加工過程監控精加工,主(zhǔ)要(yào)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(dà)。此時應著重注意積屑瘤對加工表麵的影(yǐng)響,對於型腔加工,還應注(zhù)意拐角處加工過切與讓刀。對(duì)於上述問題的解決,一(yī)是要注意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(jiàn);二(èr)是(shì)要注意觀察工件的已加工麵質量,通過調整切削(xuē)用量,盡可(kě)能避(bì)免質量(liàng)的變化。如調(diào)整仍無(wú)明顯效果,則應停機檢察原程序編得是否合理。
特(tè)別注(zhù)意的是,在暫停檢查或停機檢查(chá)時,要(yào)注意刀具的位置。如刀具在切削過程中停機,突然的主軸停轉,會使工件表麵產生刀痕。一般(bān)應在刀具離開切削狀態時,考慮停機。
4.刀具監控刀具(jù)的質量很大程度決定了工件的加工質量。在自動(dòng)加工(gōng)切削過程中,要通過聲音監控、切削時間控製、切削過程中暫停檢查(chá)、工件表麵分析等(děng)方(fāng)法判斷刀(dāo)具的(de)正常磨損狀況及非正常破損狀況。要根據加工要求,對刀具(jù)及時處理,防止發生由刀具未及時處理而產生(shēng)的加工質(zhì)量問題(tí)。
七.問:如何合理選擇加工刀具?切削用量有幾大要素?有幾種材料的(de)刀具?如何確定刀具的轉速,切(qiē)削速度,切削寬度?
1.平(píng)麵銑削時應選用不(bú)重磨硬質合金端銑(xǐ)刀或立銑刀。一般銑削時(shí),盡量采用二次走刀加(jiā)工,第一次走刀最好用端銑刀粗銑,沿(yán)工件(jiàn)表麵連續走刀。每(měi)次走刀寬度推薦至為(wéi)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(tái)、凹槽和箱口麵。
3. 球刀、圓刀(亦稱圓鼻刀)常用於加工(gōng)曲麵和變斜角輪廓外(wài)形。而球刀(dāo)多用於半(bàn)精加(jiā)工和精(jīng)加工。鑲硬質合金(jīn)刀具的圓刀多用於開粗。
八、問:加工程序單有什麽作用?在加工程序單中應包括什麽內容?
答:(一)加工程序單是(shì)數控加工工藝設計的內容之一(yī),也是需要(yào)操作者遵守、執行的規程(chéng),是加工程序的具(jù)體說(shuō)明(míng),目的是讓操作者明確程序的內容、裝夾和定(dìng)位方式、各個加工程序所(suǒ)選用的刀具(jù)既應注意的問(wèn)題等。
(二)在加工程序(xù)單裏(lǐ),應包(bāo)括:繪圖和編程文(wén)件名(míng),工件名稱,裝夾草圖,程序名(míng),每個(gè)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(lǐ)論加工時(shí)間等。
九、問:數控編程前要做何準備?
答:在確定加工工(gōng)藝後,編程前要了解:1、工件裝夾方式;2、工件毛胚的大小----以便確定加工的(de)範圍或是否需要多次裝夾;3、工(gōng)件的材料----以便選擇加(jiā)工所使用(yòng)何種(zhǒng)刀具;4、庫存的刀具有哪些----避免在加工時因無(wú)此刀具要修改(gǎi)程序(xù),若一(yī)定要用到此(cǐ)刀(dāo)具,則可以提前準備。
十、問: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(yuán)則:一般高過島嶼的最(zuì)高麵。或者將編程零點設在最高麵,這樣也可以最大限度避免撞刀的危險。
十一、問:刀具(jù)路徑編出來之(zhī)後,為(wéi)什麽還要進行後處理?
答(dá):因為不同(tóng)的機床所能認到的地址碼和NC程序格式不同(tóng),所(suǒ)以要針對所使用的機床選(xuǎn)擇正確的後處理格式才能保證編出(chū)來(lái)的程序(xù)可以運行。
十二. 問:什麽是(shì)DNC通訊?
答: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質(如軟盤,讀帶機(jī),通訊線等)輸送到機床的存儲器存儲起來,加工時從存儲器裏調(diào)出程序來進行加工。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(yóu)於DNC加工時機床直(zhí)接從控製電腦讀取程(chéng)序(也即是邊送邊做),所以不受存儲器的容量受大小的限製。
切削用量有三大要素:切削深度(dù),主軸轉速和進給速度。
切削(xuē)用量的選擇總體原則是:
少切削,快進給(即切削深度小,進給速度快)
按材料(liào)分類,刀具一般分為普通硬質白鋼刀(材料為(wéi)高速(sù)鋼),塗層刀(dāo)具(如鍍鈦等),合金刀具(如鎢(wū)鋼,氮化硼刀具等(děng)).