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(de)參(cān)數設定等等),決定了從事數(shù)控加工(無論是加工還是編程)到達一定(dìng)水平,必須經過一段比較長的時間,此手冊是工程師(shī)在長期(qī)實際生(shēng)產過程中總結(jié)出來的(de)、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(de)監控等方麵的一些經驗總匯(huì),可供大家參考。
一(yī).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方法進行:
(1)刀具集中分(fèn)序法 就是按所用刀具劃(huá)分工序,用同一把刀(dāo)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成的其它部位。這樣可減少換刀次(cì)數,壓縮空程時間,減少不必要(yào)的定位誤差。
(2)以加(jiā)工(gōng)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分,如內形、外形、曲麵或(huò)平麵等。一般先加工平麵、定位麵(miàn),後加工孔;先(xiān)加工簡單的幾何形狀,再(zài)加工複雜(zá)的幾(jǐ)何形(xíng)狀;先加(jiā)工精度較低(dī)的部位,再加工(gōng)精度要求較高的部位。
(3)以粗、精加工(gōng)分序法 對於易發生(shēng)加工變形的零件,由於粗加工後可能(néng)發生的變形而需要進行校形(xíng),故(gù)一般(bān)來說凡要進行粗、精加工的都要將工(gōng)序分(fèn)開。
綜上所述,在劃分工序時,一定要視(shì)零件的結構與工藝性,機床的功能(néng),零件數控加工內容的多少,安裝次數及本(běn)單位生產組織狀況靈活掌握。另建議采用工(gōng)序集中的原則還是采用(yòng)工序分散的原則,要根據實際情況來確定,但(dàn)一(yī)定力求(qiú)合理。
二(èr). 問:加(jiā)工順序的安排應遵循什麽原則?
答:加工順序的安排應根據零件的結構和(hé)毛坯狀況,以及(jí)定位夾緊(jǐn)的需要來考慮,重點是工件的剛(gāng)性不被破壞。順序一般應按下列原則進行(háng):
(1)上道工序的加工不(bú)能影響下道工序的(de)定位(wèi)與夾緊,中間穿插有通用機床加工(gōng)工序的也要綜合考(kǎo)慮。
(2)先進行內形內(nèi)腔加工序,後(hòu)進行外形加工工(gōng)序。
(3)以相同(tóng)定位、夾(jiá)緊(jǐn)方式或同一把刀加工的工序最好連(lián)接進行,以減少(shǎo)重複定位次數,換刀次數與挪動壓板次(cì)數。
(4)在同一次安(ān)裝中進行的多(duō)道(dào)工序,應先安排對工件剛性(xìng)破壞小的工序。
三.問:工件裝夾方式的確定應注意那幾方麵?
答:在確定定(dìng)位基準與夾緊方案時應注意下列三點(diǎn):
(1) 力求設(shè)計、工(gōng)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(yī)次定(dìng)位後就能加工出全部(bù)待加工表麵。
(3) 避免采用占機人工調整方案。
(4) 夾具要開暢,其定位、夾緊機構(gòu)不能影響加工中的走(zǒu)刀(如產生(shēng)碰撞),碰到此類(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):如何確定對刀(dāo)點(diǎn)比較合(hé)理(lǐ)?工件坐標係與編程坐標(biāo)係有什麽(me)關係?
1.對(duì)刀點可以(yǐ)設在被加工零件的上,但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位,有時(shí)在第一道工序後對刀點被加工毀(huǐ)壞,會導致第二道工序和(hé)之後的對刀點無從查找,因此(cǐ)在第一道工序對刀時注意要在與(yǔ)定位基準有相對固定尺寸關係的地方設立一個相對(duì)對刀位置,這樣可以根據它們(men)之間的相對位置關係找回原對刀點。這個相對對對刀位置(zhì)通(tōng)常設在機床工作台(tái)或夾具上。其(qí)選擇原(yuán)則如下:
1) 找正容易。
2) 編程方便。
3) 對刀(dāo)誤差(chà)小。
4) 加工時檢查方便。
2. 工件坐(zuò)標係的原點位置是由操作者自己設定的,它在工件裝夾完畢後,通過對刀確定,它反映的是工(gōng)件與機床零點之間的距離位置關(guān)係。工件坐(zuò)標係一旦固(gù)定,一般不作改變。工件坐標係(xì)與編程坐標係兩者必須統一,即在加工時,工件坐(zuò)標係和編程坐標係是一致的。
五. 問:如何選擇走刀(dāo)路線?
走刀路線是指數控加工過程中刀(dāo)具相對於被加工件的運動(dòng)軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非(fēi)常重要的,因(yīn)為它與零件的加工精度和表麵質量密(mì)卻(què)相(xiàng)關。在確定走刀路線是主(zhǔ)要考慮下列幾(jǐ)點:
1) 保證零件的加工精度要求。
2) 方便(biàn)數值計算,減少編程工作量。
3) 尋求最短加工路線,減少空刀時間以提高加(jiā)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,最終輪廓應安排最後一走刀連(lián)續加(jiā)工出來。
6) 刀具的進退刀(切入與切出)路線也要認真考慮,以(yǐ)盡量(liàng)減少(shǎo)在(zài)輪廓處停刀(切削力突然變化造成彈性變形)而留下刀痕,也要避免在輪廓麵上垂直下刀而劃傷工件。
六.問:如何在加工過程中監控(kòng)與調整(zhěng)?
工件在找正及程序調試完成之後,就可進入自動加工階段。在(zài)自(zì)動加工過程中,操作者(zhě)要對切削的(de)過程進行監控,防止出現非正常切削造成工件(jiàn)質量問題及其它事故。
對切削過程進行監控主要考慮以下幾個方麵:
1.加工過程監控粗(cū)加工主要考慮的是工(gōng)件表麵的多餘餘量的快速切除(chú)。在機床自(zì)動加工過程中(zhōng),根據設定的切削用量,刀具按預定的切削軌跡(jì)自動切削。此時操作
者(zhě)應注意通過切削負荷表觀察自動加工(gōng)過程中的切削(xuē)負荷變化情況,根據刀具的承受力狀況,調整切削用量,發揮(huī)機床(chuáng)的最大效率。
2.切削過(guò)程中切削聲音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(de)運動是平穩的。隨著(zhe)切削過(guò)程的進行,當工件上有硬質點或刀(dāo)具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(de)表現是切(qiē)削(xuē)聲音發生變化,刀具與工件(jiàn)之間會出(chū)現相互撞擊聲,機床會出現震動(dòng)。此時應及時調整切削(xuē)用量及切削條件(jiàn),當調整效果不明顯時(shí),應(yīng)暫停機床,檢(jiǎn)查刀具及工件(jiàn)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)工表麵(miàn)質量,切削(xuē)速度較高,進給量較大。此時應著重注意積屑瘤對(duì)加工表麵的影(yǐng)響,對於型腔加工,還應注意拐角(jiǎo)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,讓加工表麵時刻處於(yú)最佳(jiā)]的冷卻條件;二(èr)是要注意觀察(chá)工件的已加工麵質量,通過調整切削用量,盡可(kě)能(néng)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(lǐ)。
特別注(zhù)意的是(shì),在暫(zàn)停檢查或停機檢查時,要注意刀具的位置。如刀具(jù)在切削過程中停機,突然的主軸(zhóu)停(tíng)轉,會使(shǐ)工件表麵產生刀痕。一般應在刀具離開切削狀(zhuàng)態時,考慮停機。
4.刀具監控刀具的質量很大程度決定(dìng)了工件的加工質量。在自動(dòng)加工切(qiē)削過程中(zhōng),要通過聲音監控、切削時間控製、切削過程中暫停檢查、工件表(biǎo)麵分析等方法判斷刀具的正常(cháng)磨損狀況及非正常破損狀況。要根據加工要求,對刀具及時處理,防止發生由刀(dāo)具(jù)未及時處理而產生的加工質量問題。
七.問:如何(hé)合理選擇加工刀具?切削用量有幾大要素?有幾種(zhǒng)材料的(de)刀具?如(rú)何確(què)定刀具的轉速,切削速度,切削寬度?
1.平麵銑削時應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。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銑,沿工件(jiàn)表麵連續走刀。每次走刀寬度推薦至為刀具直(zhí)徑的60%--75%。
2. 立銑刀和鑲硬質合金刀(dāo)片的端銑刀主要用於加工凸台、凹槽和箱口麵。
3. 球刀、圓刀(亦稱圓鼻刀)常用於加工曲麵和變斜角(jiǎo)輪(lún)廓外形。而球刀(dāo)多用於半(bàn)精(jīng)加工和精加工。鑲(xiāng)硬質合金刀具的圓刀多用於開粗。
八、問:加工程(chéng)序單有什麽作用?在加(jiā)工程序單中應(yīng)包括什麽內容?
答:(一)加工程序單是數控加工工藝(yì)設計的內容之一,也是需要操作者遵(zūn)守、執行的規程,是加工程序的(de)具體說(shuō)明,目(mù)的是讓操作者明確程序的內容(róng)、裝夾和定位(wèi)方式、各(gè)個加工程序所選用的刀具既應注意的問題等。
(二(èr))在加工程序單裏,應包括:繪圖和編程文件名,工件(jiàn)名稱,裝夾草(cǎo)圖,程序名,每個程序所使用的刀具(jù)、切削的最大深度,加(jiā)工性質(如粗加工還是精加工),理論加工(gōng)時間等。
九、問:數控編程(chéng)前要做何(hé)準備?
答:在(zài)確定加工工藝(yì)後,編程前(qián)要了解:1、工件裝夾方式;2、工件毛胚的大小----以便確定加(jiā)工的範圍或是否需(xū)要多次裝夾;3、工件的材料----以便選(xuǎn)擇加工(gōng)所使用何種刀具;4、庫存的(de)刀具有哪些----避免(miǎn)在加工(gōng)時因(yīn)無此刀具要修改程序,若一(yī)定要用到此刀具(jù),則可以提前準備(bèi)。
十、問:在編程中安全高度的設定有什麽(me)原則?
答:安全高度的設定原則:一般高過島嶼的最(zuì)高麵。或者將編程零點設在最高麵(miàn),這樣(yàng)也可以最大(dà)限度避免撞刀的危險。
十一、問:刀(dāo)具路徑(jìng)編(biān)出來之後,為什麽還要進行後處理?
答:因為不同的機床所能認到(dào)的地址碼和NC程序格式不同,所以要針對所使(shǐ)用的機(jī)床選擇正確的後處理格式才能保證編出來的程序可以(yǐ)運行。
十二. 問:什麽是DNC通訊?
答:程序輸送的方(fāng)式可分為CNC和DNC兩種,CNC是(shì)指程序通過媒(méi)體介質(如軟盤,讀帶機,通訊線等(děng))輸送到機床的存儲(chǔ)器存儲起來,加工時從存儲器裏調出程序來進行加工。由於存儲器的容量受(shòu)大小的限製,所以當程序大(dà)的時候(hòu)可采用DNC方式進行加工,由(yóu)於DNC加工時機床直接從控製(zhì)電腦讀取程序(也即是邊送邊做),所以不受存儲(chǔ)器的容量受大小的限製。
切削用量有三大要素:切削深度,主軸轉(zhuǎn)速和(hé)進給速度。
切削用量的選擇總體原則是:
少切削,快進給(即切削深度小,進給(gěi)速度快)
按材料分類,刀具一般分為普通硬質白鋼刀(材料為高速鋼),塗層刀具(如鍍鈦等(děng)),合金刀具(如鎢鋼,氮化硼刀具(jù)等).