數控車(chē)削加工工藝分析之我見(jiàn)
【摘要】數控車(chē)床的使用的目的旨在加工出合格的零件,但是合格的零件的加工必須要依靠制定合理的加工工藝。本文針對當前數控車(chē)床使用者的工藝分析的不合理來(lái)進(jìn)行對比,講述合理的工藝分析的順序問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】數控車(chē)床 車(chē)削加工工藝 工藝分析 車(chē)削
一、問(wèn)題的提出
數控車(chē)削加工主要包括工藝分析、程序編制、裝刀、裝工件、對刀、粗加工、半精加工、精加工。而數控車(chē)削的工藝分析是數控車(chē)削加工順利完成的保障。
數控車(chē)削加工工藝是采用數控車(chē)床加工零件時(shí)所運用的方法和技術(shù)手段的總和。其主要內容包括以下幾個(gè)方面:
(一)選擇并確定零件的數控車(chē)削加工內容;(二)對零件圖紙進(jìn)行數控車(chē)削加工工藝分析;(三)工具、夾具的選擇和調整設計;(四)切削用量選擇;(五)工序、工步的設計;(六)加工軌跡的計算和優(yōu)化;(七)編制數控加工工藝技術(shù)文件。
筆者觀(guān)察了很多數控車(chē)的技術(shù)工人,閱讀了不少關(guān)于數控車(chē)削加工工藝的文章,發(fā)現大部分的使用者采用選擇并確定零件的數控車(chē)削加工內容、零件圖分析、夾具和刀具的選擇、切削用量選擇 、劃分工序及擬定加工順序、加工軌跡的計算和優(yōu)化、編制數控加工工藝技術(shù)文件的順序來(lái)進(jìn)行工藝分析。
但是筆者分析了上述的順序之后,發(fā)現有點(diǎn)不妥。因為整個(gè)零件的工序、工步的設計是工藝分析這一環(huán)節中最重要的一部分內容。工序、工步的設計直接關(guān)系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。工序、工步的設計不合理將直接導致零件的形位公差達不到要求。換言之就是工序、工步的設計不合理直接導致產(chǎn)生次品。
二、分析問(wèn)題
目前,數控車(chē)床的使用者的操作水平非常高,并且能夠獨立解決很多操作上的難題,但是他們的理論水平不是很高,這是造成工藝分析順序不合理的主要原因。
造成工藝分析順序不合理的另一個(gè)原因是企業(yè)的工量具設備不足。
三、解決問(wèn)題
其實(shí)分析了工藝分析順序不合理的現象和原因之后,解決問(wèn)題就非常容易了。需要做的工作只要將對零件的分析順序稍做調整就可以。
筆者認為合理的工藝分析步驟應該是:
(一)選擇并確定零件的數控車(chē)削加工內容;(二)對零件圖紙進(jìn)行數控車(chē)削加工工藝分析;(三)工序、工步的設計;(四)工具、夾具的選擇和調整設計;(五)切削用量選擇;
(六)加工軌跡的計算和優(yōu)化;(七)編制數控加工工藝技術(shù)文件。
本文主要對二、三、四、五三個(gè)步驟進(jìn)行詳細的闡述。
(一)零件圖分析
零件圖分析是制定數控車(chē)削工藝的首要任務(wù)。主要進(jìn)行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術(shù)要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性,選擇工藝基準。
1.選擇基準
零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車(chē)床的加工特點(diǎn),以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程,又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點(diǎn)的統一。
2.節點(diǎn)坐標計算
在手工編程時(shí),要計算每個(gè)節點(diǎn)坐標。在自動(dòng)編程時(shí)要對零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。
3.精度和技術(shù)要求分析
對被加工零件的精度和技術(shù)進(jìn)行分析,是零件工藝性分析的重要內容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上,才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。
(二)工序、工步的設計
1.工序劃分的原則
在數控車(chē)床上加工零件,常用的工序的劃分原則有兩種。
(1)保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中,粗、精加工通常會(huì )在一次裝夾中全部完成。 為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響,則應將粗、精加工分開(kāi)進(jìn)行。
(2)提高生產(chǎn)效率原則。為減少換刀次數,節省換刀時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后,再換另一把刀來(lái)加工其他部位,同時(shí)應盡量減少空行程。
2.確定加工順序
制定加工順序一般遵循下列原則 :
(1)先粗后精。按照粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)的順序進(jìn)行,逐步提高加工精度。
(2)先近后遠。離對刀點(diǎn)近的部位先加工,離對刀點(diǎn)遠的部位后加工,以便縮短刀具移動(dòng)距離,減少空行程時(shí)間。此外,先近后遠車(chē)削還有利于保持坯件或半成品的剛性,改善其切削條件。
(3)內外交叉。對既有內表面又有外表面需加工的零件,應先進(jìn)行內外表面的粗加工,后進(jìn)行內外表面的精加工。
(4)基面先行。用作精基準的表面應優(yōu)先加工出來(lái),定位基準的表面越精確,裝夾誤差越小。
(三)夾具和刀具的選擇
1.工件的裝夾與定位
數控車(chē)削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面,盡量減少裝夾次數,以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類(lèi)零件,通常以零件自身的外圓柱面作定位基準;對于套類(lèi)零件,則以?xún)瓤诪槎ㄎ换鶞�。數控�?chē)床夾具除了使用通用的三爪自動(dòng)定心卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、液壓、電動(dòng)及氣動(dòng)夾具外,還有多種通用性較好的專(zhuān)用夾具。實(shí)際操作時(shí)應合理選擇 。
2.刀具選擇
刀具的使用壽命除與刀具材料相關(guān)外,還與刀具的直徑有很大的關(guān)系。刀具直徑越大,能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下,采用盡可能大的刀具直徑是延長(cháng)刀具壽命,提高生產(chǎn)率的有效措施。數控車(chē)削常用的刀具一般分為3類(lèi)。即尖形車(chē)刀、圓弧形車(chē)刀和成型車(chē)刀。
(四)切削用量選擇
數控車(chē)削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S(或切削速度υ)及進(jìn)給速度F(或進(jìn)給量f )。
切削用量的選擇原則,合理選用切削用量對提高數控車(chē)床的加工質(zhì)量至關(guān)重要。確定數控車(chē)床的切削用量時(shí)一定要根據機床說(shuō)明書(shū)中規定的要求,以及刀具的耐用度去選擇,(下轉第90 頁(yè))
(上接第81 頁(yè))也可結合實(shí)際經(jīng)驗采用類(lèi)比法來(lái)確定。一般的選擇原則是:粗車(chē)時(shí),首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap;其次選擇較大的進(jìn)給量 f;最后再根據刀具允許的壽命確定一個(gè)合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數,提高加工效率,增大進(jìn)給量有利于斷屑。精車(chē)時(shí),應著(zhù)重考慮如何保證加工質(zhì)量,并在此基礎上盡量提高加工效率,因此宜選用較小的背吃刀量和進(jìn)給量,盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min )可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000/πD(D為工件或刀/具直徑 mm)計算得出,也可以查表或根據實(shí)踐經(jīng)驗確定。
三、結束語(yǔ)
數控機床作為一種高效率的設備,欲充分發(fā)揮其高性能、高精度和高自動(dòng)化的特點(diǎn),除了必須掌握機床的性能、特點(diǎn)及操作方法外,還應在編程前進(jìn)行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝,以得到最優(yōu)的加工方案。
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