由於數(shù)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,不同的參數設定等等),決定了從(cóng)事(shì)數控加工(無論是加工還是編程)到達一定水平(píng),必須經過一(yī)段比(bǐ)較長的(de)時間(jiān),此手冊是工(gōng)程師在(zài)長期實際生產過程中總結出來的、有關數控加工工藝、工序、常用刀具參數的選擇、加工過程中的監控等方麵的一(yī)些經驗總(zǒng)匯,可供大家(jiā)參考(kǎo)。
一.問:如何對(duì)加工工序進行(háng)劃分?
答:數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行:
(1)刀具(jù)集中(zhōng)分(fèn)序法 就是按所(suǒ)用(yòng)刀具劃(huá)分工序,用同一把(bǎ)刀具加工完零件上所有(yǒu)可以完成的部(bù)位。在用第二把刀、第三把完成(chéng)它們可以完成的其它(tā)部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程(chéng)時(shí)間,減少不必要的(de)定位誤差。
(2)以加工部位分序法 對於加工(gōng)內容很多的零件,可按其結(jié)構特點將加工(gōng)部分分(fèn)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(hé)形狀,再加工複雜的幾何形(xíng)狀;先加工精度較低的部位,再加工精度要求較高的部位。
(3)以粗、精加工分序法 對於易發生加工變(biàn)形的(de)零件,由於粗加工後可(kě)能發生的變形而需要進行校形,故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。
綜上所述,在劃分工序時,一定要視零件的結構與工藝(yì)性,機床的功能,零件數控加(jiā)工內容的多少,安裝次數(shù)及本單位生產組織狀況靈(líng)活掌握。另(lìng)建議采用工序集中的原(yuán)則還(hái)是采用工序分散的(de)原則,要根據實際情況來確(què)定,但一定力求合理。
二. 問:加工順(shùn)序(xù)的安排應遵循什麽原則?
答:加工順序的安排應(yīng)根據零件的結構和毛(máo)坯狀況,以及定位夾緊的需要來(lái)考慮,重點是工件的(de)剛性不被破壞。順序一(yī)般應按下列(liè)原則進行:
(1)上道工序的加(jiā)工不能影(yǐng)響下道工序的定位與夾緊,中間穿插(chā)有(yǒu)通用機床加工工序的也要綜合考慮。
(2)先進(jìn)行內形內腔加工(gōng)序,後進行外形加工工序。
(3)以相同定位、夾緊方(fāng)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。
(4)在同(tóng)一次安裝(zhuāng)中(zhōng)進行的多道工序,應先安排對工件剛性破壞小的工序。
三.問(wèn):工(gōng)件裝夾方式的確定應注意那幾方(fāng)麵?
答:在確定定位基準與(yǔ)夾緊方案時應注意下列三點:
(1) 力求(qiú)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(zuò)到在一次定位(wèi)後就能(néng)加工出全部待加工表麵。
(3) 避(bì)免采用占機人工調(diào)整(zhěng)方案。
(4) 夾具要開(kāi)暢,其定位、夾緊機構不能影響加工中的走(zǒu)刀(如產生碰撞),碰到此(cǐ)類(lèi)情況時,可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。
四.問(wèn):如何確(què)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(kě)以設在被加(jiā)工零件(jiàn)的上,但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位,有時在第一道工序(xù)後對刀點被加工毀(huǐ)壞,會導(dǎo)致第(dì)二道工序和之後(hòu)的對刀點無從查找,因此在第一道工(gōng)序(xù)對刀時(shí)注意要在與定位基準有相對固定尺寸關(guān)係的地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(jiá)具上(shàng)。其選擇原則如下:
1) 找正容易。
2) 編程方便。
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由操作者自己設定的,它在工(gōng)件裝夾完畢後,通過對刀確定(dìng),它反映的是工件與機床零點之間的距離位置關係。工件坐標(biāo)係一旦(dàn)固定,一般(bān)不作改變。工件坐標係與編程坐標係兩者必須統一,即在(zài)加工時,工件(jiàn)坐標係和編程坐標係是一致的。
五. 問:如何選擇走(zǒu)刀路線?
走(zǒu)刀路(lù)線是指數控加工過程(chéng)中刀(dāo)具相對於被(bèi)加工件的運動軌(guǐ)跡和方(fāng)向。加工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(zhì)量密卻相關(guān)。在確(què)定走(zǒu)刀路線是主要考慮下列幾點:
1) 保證零件的加工精度要(yào)求。
2) 方便(biàn)數值計(jì)算(suàn),減(jiǎn)少編程工作量。
3) 尋求最短加工路線(xiàn),減(jiǎn)少(shǎo)空刀時間以提高加工效率。
4) 盡量減少程序(xù)段數。
5) 保證工件輪廓表麵加工(gōng)後的粗糙度的要求,最終(zhōng)輪廓應安排最後一走刀連續(xù)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(shǎo)在(zài)輪廓處停刀(切削力突然變化造成彈性變形)而(ér)留下刀痕,也(yě)要避免在輪廓麵上垂直下刀而劃傷工件。
六.問:如(rú)何在加工過程中監控與調整?
工件在找正及(jí)程序(xù)調試完成之(zhī)後(hòu),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(jiān)控(kòng),防止出現非正常切(qiē)削(xuē)造成工件(jiàn)質量(liàng)問題(tí)及其它事故。
對切削過(guò)程進行監控主要考慮以下幾個方麵:
1.加工(gōng)過程監控粗加工主要考慮的是工件表麵的多餘餘(yú)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,刀具按預定的切削軌跡(jì)自動切削(xuē)。此時操作
者應(yīng)注意通過切削負荷表觀察自動加(jiā)工過程中的切削負(fù)荷變化情況,根據刀具的承受力狀況,調整切削用量,發揮機(jī)床的最大(dà)效(xiào)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(xuē)工件的聲音是穩定的、連(lián)續的、輕快的,此時機床的運動是平(píng)穩的。隨著切削過(guò)程的進行,當工件上(shàng)有硬質點或刀具磨損或(huò)刀具送夾等原因後,切削過程出現不穩定,不穩定的表現是切削聲音發生變化,刀(dāo)具與工件之間會出現相互撞擊聲,機床會出現震(zhèn)動。此時應及時調整切削用量及切(qiē)削條件,當調整效果不明顯時,應(yīng)暫停(tíng)機(jī)床,檢查(chá)刀具及工件狀況。
3.精加工過(guò)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(liàng),切削(xuē)速度較高,進給量較(jiào)大。此時應著重注意積屑瘤對加(jiā)工表麵的影響,對於型(xíng)腔加工,還應注意拐角處加工過(guò)切與讓刀。對於上述問題(tí)的解決,一是要注意調整(zhěng)切削(xuē)液的噴淋位置(zhì),讓加工表麵時刻處(chù)於最佳(jiā)]的冷卻條件;二是要注意觀(guān)察工件的已加工麵質量,通過調整(zhěng)切削(xuē)用量,盡可能避免質量的變化。如調整仍無明顯效果,則應停機檢察原程序編得是(shì)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。如刀具在切削過程(chéng)中停機(jī),突然的主(zhǔ)軸(zhóu)停轉,會使(shǐ)工件表(biǎo)麵(miàn)產生(shēng)刀痕。一般應在刀具離開切(qiē)削狀態時,考(kǎo)慮停機。
4.刀具監控刀具的質量很大程度(dù)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(chéng)中暫停檢查、工件表(biǎo)麵分(fèn)析等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非(fēi)正常破(pò)損狀況(kuàng)。要根據(jù)加工要求,對刀(dāo)具及時處理,防(fáng)止發生由刀具未及時處理而產生的加工質(zhì)量問題(tí)。
七.問:如何合理選擇加(jiā)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,切削速度,切削寬(kuān)度?
1.平麵銑削時應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑(xǐ)刀。一般銑削時,盡量采用二次走刀加工,第一次走刀最好用端銑刀粗(cū)銑,沿工件(jiàn)表麵連續走刀。每次走刀寬度(dù)推薦至為刀具直徑的60%--75%。
2. 立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用於加工凸台、凹槽和箱口麵(miàn)。
3. 球刀、圓刀(亦稱圓鼻刀)常用於加工曲麵和變斜(xié)角輪廓(kuò)外形。而球(qiú)刀多用於半精加工(gōng)和精(jīng)加工。鑲硬質合金刀具的圓刀多用(yòng)於開粗。
八、問:加工(gōng)程序單有什麽作用?在加工程序(xù)單(dān)中(zhōng)應包括什(shí)麽內容?
答:(一)加工程序單是數控加工工藝設計的內(nèi)容之一,也是需要操作者(zhě)遵守、執行的規(guī)程(chéng),是加工程序的具體說明,目的是讓操作者(zhě)明確程序的內容、裝夾和定位方(fāng)式、各個加工程序(xù)所選用的刀具既應注意的(de)問題(tí)等。
(二)在加工程序單裏,應包括:繪圖和編程文件名,工件名稱,裝(zhuāng)夾草圖(tú),程序名,每個程序所使用的(de)刀具、切削的最大深(shēn)度,加工性質(zhì)(如粗加工(gōng)還是精加工),理論加工(gōng)時間等。
九、問:數控編程前要(yào)做何準備?
答:在確定加工工藝後,編程前要了解:1、工(gōng)件裝夾方式;2、工件毛胚的大小----以便(biàn)確定加工(gōng)的範圍或是否需要多次裝(zhuāng)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(jù)有哪些----避免在(zài)加工時因無此(cǐ)刀(dāo)具要修改程序(xù),若一(yī)定要用到此刀具,則可以提前準備。
十、問:在編程中安全高度的設定有(yǒu)什麽原則?
答:安全高度的(de)設定原則:一般高過島嶼(yǔ)的最高麵。或者將編(biān)程零點設在最高麵,這樣也可以最大限度避(bì)免撞刀的危險。
十一、問:刀(dāo)具路徑編出來之後,為什麽(me)還要進行後處理?
答:因為不同的機床所能認到的地址碼和NC程序格式不同,所以要針對所(suǒ)使用的機床選擇正確(què)的後處理格式(shì)才能保證編出來的程序可以運行。
十二. 問:什麽(me)是DNC通訊?
答:程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種(zhǒng),CNC是(shì)指(zhǐ)程序通過媒體介質(如軟盤(pán),讀帶機,通訊線(xiàn)等)輸送到機床的存(cún)儲器存儲起來,加工時(shí)從存儲器(qì)裏調出程序(xù)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,由於DNC加工時機床直接從(cóng)控製(zhì)電腦讀取程序(也即是邊送邊做),所以不受存儲器的容量受大小的限(xiàn)製。
切削用量有三大要素:切削(xuē)深度,主軸轉速和進給速(sù)度。
切削用(yòng)量的選擇總體原則(zé)是:
少切削,快進給(即切削深度小,進給速度快)
按材料分(fèn)類(lèi),刀具一般分為普通硬質白鋼刀(材料為高速鋼(gāng)),塗層刀具(jù)(如鍍鈦等),合金刀具(如鎢(wū)鋼,氮化硼刀具等).