數(shù)控機床是一種將數(shù)字計算技術應用于機床的控制技術。它把機械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示,通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號,控制機床的動作,按圖紙要求的形狀和尺寸,自動地將零件加工出來。數(shù)控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題,是一種柔性的、高效能的自動化機床。然而對于一個零件來說,并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機床上完成,而往往只是其中的一部分工藝內容適合數(shù)控加工。這就需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析,選擇那些最適合、最需要進行數(shù)控加工的內容和工序。工藝人員應結合本單位設備的實際,以解決難題、攻克關鍵問題和提高生產效率為前提,充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢。本人經(jīng)過近幾年的實踐經(jīng)驗,總結出以下關于數(shù)控加工工藝編制方法、步驟及注意事項。
一 數(shù)控加工工藝的步驟與方法
工藝編制人員在對零件圖進行工藝分析前,要將相應的數(shù)控機床說明書、切削用量表、通用工具手冊、夾具手冊等資料備好,以備查用。根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床,制定加工方案,確定零件的加工順序,各工序所用刀具,夾具和切削用量等。
1.機床的合理選用。 在數(shù)控機床上加工零件時,要依據(jù)零件圖樣、毛坯的材料種類、零件輪廓形狀復雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等選擇適合加工該零件的數(shù)控機床。概括起來有三點:①要保證加工零件的技術要求,加工出合格的產品。②有利于提高生產率。③盡可能降低生產成本。
2.加工方案確定及加工方法的選擇。 零件上比較精密表面的加工,常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據(jù)質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的,還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。
確定加工方案時,首先應根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求,初步確定為達到這些要求所需要的加工方法。例如,對于孔徑不大的IT7級精度的孔,最終加工方法取精鉸時,則精鉸孔前通常要經(jīng)過鉆孔、擴孔和粗鉸孔等加工。
加工方法的選擇是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多,因而在實際選擇時,要結合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如,對于IT7級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達到精度要求,但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削,而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔,當孔徑較大時則應選擇鏜孔。此外,還應考慮生產率和經(jīng)濟性的要求,以及工廠的生產設備等實際情況。常用加工方法的加工精度及表面粗糙度可查閱有關工藝手冊。
3.工序與工步的劃分。
?。?)工序的劃分。在數(shù)控機床上加工零件,工序可以比較集中,在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應根據(jù)零件圖樣,考慮被加工零件是否可以在一臺數(shù)控機床上完成整個零件的加工工作,若不能則應決定其中哪一部分在數(shù)控機床上加工,哪一部分在其他機床上加工,即對零件的加工工序進行劃分。
?。?)工步的劃分。工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內往往需要采用不同的刀具和切削用量,對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述較復雜的工序,在工序內又細分為工步。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則:①同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成,或全部加工表面按先粗后精加工分開進行。 ② 對于既有銑面又有鏜孔的零件,可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步,可以提高孔的精度。因為銑削時切削力較大,工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔,使其有一段時間恢復,減少由變形引起的對孔的精度的影響。③按刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉時間比換刀時間短,可采用按刀具劃分工步,以減少換刀次數(shù),提高加工效率。
4.零件的安裝與夾具的選擇。
(1)定位安裝的基本原則:①力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一。②盡量減少裝夾次數(shù),盡可能在一次定位裝夾后,加工出全部待加工表面。③避免采用占機人工調整式加工方案,以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。
?。?)選擇夾具的基本原則。 數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求:一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定;二是要協(xié)調零件和機床坐標系的尺寸關系。除此之外,還要考慮以下四點:①當零件加工批量不大時,應盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具,以縮短生產準備時間、節(jié)省生產費用。 ②在成批生產時應考慮采用專用夾具,并力求結構簡單。③零件的裝卸要快速、方便、可靠,以縮短機床的停頓時間。④夾具上各零部件應不妨礙機床對零件各表面的加工,即夾具要開敞,其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀(如產生碰撞等)。
5.刀具的選擇與切削用量的確定。
(1)刀具的選擇。 選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。生產中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀。銑削平面時,應選硬質合金刀片銑刀;加工凸臺、凹槽時,選高速鋼立銑刀;加工毛坯表面或粗加工孔時,可選鑲硬質合金的玉米銑刀;曲面加工常采用球頭銑刀。加工大螺紋選用螺紋銑刀或機用絲錐。
?。?)切削用量的確定。 切削用量包括主軸轉速(切削速度)、背吃刀量、進給量。對于不同的加工方法,需要選擇不同的切削用量。 合理選擇切削用量的原則是,粗加工時,一般以提高生產率為主,但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本;半精加工和精加工時,應在保證加工質量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊,并結合經(jīng)驗而定。
隨著科技的進步,產品越來越多樣化、零件精度越來越高,制造材料越來越廣泛,數(shù)控加工技術越來越平常化,工藝技術人員應在先進工藝技術前沿勇于進取,不斷創(chuàng)新,編制更合理工藝,提高生產率,提升我集團公司制造水平。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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