由於數控加工的複雜性(xìng)(如不同的機床,不同的(de)材料,不同的刀具,不同的(de)切削方式,不同的參(cān)數設定等等),決定了從事數控加工(無論是加工還是編程)到達一定水平,必須經過一段比較長的時間,此手冊(cè)是工程師在長期實際生產過程(chéng)中總結出來(lái)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(jiān)控等方麵的一些經驗總匯,可供大家(jiā)參考。
一.問:如何對加工工序進行劃分?
答(dá):數控加工(gōng)工序的劃(huá)分一般可按下列方法進行:
(1)刀具集(jí)中分序法 就是按所用刀具劃分工(gōng)序,用同一把刀具加工(gōng)完(wán)零件上(shàng)所有可以完(wán)成的部位。在用第二把刀、第(dì)三(sān)把完成它們可以完成的其(qí)它部位。這樣(yàng)可減少換刀次數,壓縮空程時間,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(kě)按其結構特點將加工部分分成幾個部分,如內形、外(wài)形、曲麵或平(píng)麵等。一般先加工平麵、定(dìng)位(wèi)麵,後加工孔;先加工簡單的(de)幾何形狀,再加(jiā)工複雜的幾何形狀;先加工精度較低的部位(wèi),再加工精度要求較高的部(bù)位。
(3)以粗、精加工分序法(fǎ) 對於易發生加工變形的零件,由於粗加工後可能發生的變形而需要進行校形(xíng),故一般(bān)來說凡要進行粗、精加(jiā)工的都要(yào)將工(gōng)序分開。
綜(zōng)上所述,在(zài)劃分工序時,一(yī)定要視零件的結構與工(gōng)藝(yì)性,機床的功能,零件數控(kòng)加工內容的多少,安裝次數及本(běn)單位生產組織狀(zhuàng)況靈活(huó)掌握。另建議采用工序集中的(de)原則還是采用(yòng)工(gōng)序分散的原則,要根(gēn)據實際情況來確定,但一定力求合理。
二. 問(wèn):加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毛(máo)坯狀況(kuàng),以及定位夾(jiá)緊(jǐn)的需要來(lái)考(kǎo)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(de)加工不能影響下道工序的定位與夾緊,中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。
(2)先進行內形內(nèi)腔(qiāng)加工序,後進行(háng)外形加工(gōng)工序。
(3)以相同定位、夾(jiá)緊方(fāng)式或同一把刀加工的工序最好(hǎo)連接進行,以減少重複定(dìng)位次數,換刀次(cì)數與挪動(dòng)壓板次數。
(4)在同一次安裝中進行的(de)多道工序,應先安排(pái)對工件剛性破壞小的工序。
三.問:工件裝夾方式(shì)的確定應(yīng)注(zhù)意那幾方麵?
答:在確定定位基準與夾緊方案時應注意下列三點:
(1) 力求(qiú)設計、工藝、與(yǔ)編程計算的基準統一。
(2) 盡量減少(shǎo)裝夾次數,盡可能做到在一次定位後就能加工出全部待加工表麵。
(3) 避免采用占機人工調整方案。
(4) 夾具要開暢,其定位、夾(jiá)緊(jǐn)機構不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞),碰到此類情況時,可采用用(yòng)虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。
四.問:如何確定對刀(dāo)點比較合理?工件坐標係與編程坐標係有什麽(me)關係?
1.對刀點(diǎn)可以設在被加工零件的上,但注意對刀點必須是基準位或已(yǐ)精加工過的部位(wèi),有時在第一道工序後對刀點(diǎn)被加工毀壞,會導致第二道工(gōng)序和之後的對刀點無從查(chá)找(zhǎo),因此在第一(yī)道工序對刀時注意(yì)要在與定位基準有相對固定尺寸(cùn)關係的地方設立一個相對對刀位置(zhì),這樣可以根據它(tā)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具上。其(qí)選擇原則如下:
1) 找正(zhèng)容易。
2) 編程方便。
3) 對刀誤差小。
4) 加(jiā)工時檢查方便。
2. 工件坐標係的(de)原點(diǎn)位置是由操作者自己設定(dìng)的,它在工件裝夾完畢後,通過(guò)對刀確定,它反映的是工件與機床零點之間的距離位置關係。工件坐標係一旦固定,一(yī)般不作(zuò)改變。工件坐標係與編程坐標係兩者必須統一,即在加工時,工件(jiàn)坐標係和編程坐標係是(shì)一致的。
五. 問:如(rú)何選(xuǎn)擇走刀路線?
走刀路線是指數控加工過程中刀具(jù)相對於被加(jiā)工件的運動軌跡和方向。加工路線(xiàn)的合理選擇是非常(cháng)重要的,因為它與零件的加工精度和表麵質量密卻相關。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點:
1) 保證零(líng)件的加工精(jīng)度要求。
2) 方便數值計算,減少編程工作量。
3) 尋求最(zuì)短加工路線(xiàn),減少空刀時間以提高加工效率。
4) 盡量(liàng)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(zuì)後一走刀(dāo)連(lián)續加工出來(lái)。
6) 刀具的進退刀(切入與切出(chū))路線也(yě)要認真考慮,以盡量(liàng)減少(shǎo)在輪廓處停刀(dāo)(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(hé)在加工過程中監控與調(diào)整?
工件在找正及程(chéng)序調試完成之(zhī)後,就可進入自動(dòng)加工階段。在自動加工(gōng)過程中,操作(zuò)者要(yào)對切削的過程進(jìn)行監控,防止出現非正常(cháng)切削(xuē)造成工件質(zhì)量問題及其它事故。
對切削過程進行監控主要考(kǎo)慮(lǜ)以下幾個方麵(miàn):
1.加工過程監(jiān)控粗加工主要考慮的(de)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(shè)定的切削(xuē)用量(liàng),刀具按預定的切削軌跡自動切削。此時操作(zuò)
者應注意通過切削(xuē)負荷表觀察自動加(jiā)工過(guò)程中的切削負荷變化情況,根據刀(dāo)具的承(chéng)受力狀況,調整(zhěng)切削用量(liàng),發揮機床的最(zuì)大效率。
2.切削過程中切削聲音的監控在自動切削過程中,一般開始切削時,刀具切削工件的聲音是穩定的、連續的、輕快的,此時機床的運動是平穩的。隨著切削過程(chéng)的進行(háng),當工件上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(xuē)聲音發(fā)生變化,刀具與工件(jiàn)之間會出現相互撞擊聲,機床(chuáng)會出現震動。此時應及時調整切削用量及切削條件,當調整效(xiào)果不明顯時,應暫停機床(chuáng),檢查刀具及工件狀況(kuàng)。
3.精加工過程監控精(jīng)加工,主要是保證工(gōng)件的加工(gōng)尺寸和加工(gōng)表麵質量,切(qiē)削速度較高,進給(gěi)量較大。此時應著重注意積屑瘤對加工表麵的影響,對於(yú)型腔加工,還應注意拐角處(chù)加工過切與讓刀。對於上述(shù)問題的解決,一是要注意調整(zhěng)切削液的噴(pēn)淋位置,讓加工表麵時刻處於最佳]的冷卻條件;二是要注意觀察工件的已加工麵質量,通過調整切(qiē)削用量,盡(jìn)可能避免質量的變化。如調整仍無明(míng)顯效果,則應停機檢察原程序編得是否合理。
特別注意的是,在暫停檢查或停機檢查時,要注意刀具的位置。如刀具在切削過程中停機,突然的主軸(zhóu)停轉,會使工件表麵產生刀痕。一般應在刀具離開切削狀態(tài)時,考慮停(tíng)機。
4.刀具監控刀(dāo)具的質量很大程度決定了(le)工件的加工質(zhì)量。在自動加工切削過程中,要通過聲音監控、切削時(shí)間控製(zhì)、切(qiē)削過程(chéng)中暫停檢(jiǎn)查、工件表麵分析等方法判斷刀(dāo)具的正常(cháng)磨損狀況及非正常破損狀況。要根據(jù)加工要求,對刀(dāo)具及時處(chù)理,防止發生由刀具(jù)未及時處理而產生的加工質量問題。
七.問:如何合理選擇加工刀具?切(qiē)削用量有幾大要素?有幾種材料的刀具?如何確定刀具的轉速,切削速度,切(qiē)削寬度?
1.平麵銑削時應選用不重磨(mó)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(yī)次(cì)走刀最好用端銑(xǐ)刀粗(cū)銑,沿工件表麵連續走(zǒu)刀。每次走刀寬度推薦至(zhì)為刀具直徑(jìng)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、凹槽和箱口麵。
3. 球刀、圓刀(亦(yì)稱圓鼻刀)常用於加工曲(qǔ)麵和變斜角輪廓外形(xíng)。而球刀多用於半精加工和精加(jiā)工(gōng)。鑲硬質合金刀具的圓刀多用於開粗。
八、問:加(jiā)工程序單有什麽作用?在加工程序單中應包括(kuò)什麽內容(róng)?
答:(一)加(jiā)工程序單是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內容之一,也是需(xū)要操(cāo)作者遵守、執行的規程,是加工程序的具(jù)體說明,目的是讓操(cāo)作者明確程序的內容、裝夾和定位方式、各個加工程序(xù)所(suǒ)選用的刀具既應注意的問題等。
(二)在(zài)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,程序名,每個程序所使用的刀具(jù)、切削的最大深度,加工性質(如粗(cū)加工還是精加工),理論(lùn)加工時間等。
九(jiǔ)、問:數控編程前要做何準備?
答:在確定加工工藝後,編程前要了解:1、工件(jiàn)裝夾方式;2、工件(jiàn)毛胚的大小----以便確定加(jiā)工的範(fàn)圍或是否(fǒu)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、庫存的刀具有哪些----避免在(zài)加工時因無此刀具要修改程序,若一定要用到此刀具,則可以提前準備。
十、問:在(zài)編程中安全(quán)高度的設定有什(shí)麽原則?
答:安全高度(dù)的設定(dìng)原(yuán)則:一般高過(guò)島(dǎo)嶼的最高麵。或者將編程零點設在最高麵(miàn),這(zhè)樣也可(kě)以最大限(xiàn)度避免撞刀的危險(xiǎn)。
十一、問:刀具路徑編(biān)出來之後,為(wéi)什麽(me)還要進行後處理?
答(dá):因為不同的機床所能認到的地址碼和(hé)NC程序格式不同(tóng),所以要針對所使用的機(jī)床選擇正確的後處理格式才能保證編出來的程序可以運行。
十二. 問(wèn):什麽是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(shū)送到機床(chuáng)的(de)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)起來,加工時從存儲器裏(lǐ)調出程序來進行加工。由於存(cún)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(háng)加工,由於DNC加工時機床直接從控製電腦(nǎo)讀取程(chéng)序(xù)(也即是邊送邊(biān)做(zuò)),所以不受存儲器的容(róng)量受大小(xiǎo)的限製。
切削用量(liàng)有三(sān)大要素:切削深度,主軸轉速和進(jìn)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,進給速度快)
按材(cái)料分類,刀具一般分為普通硬(yìng)質白鋼刀(材料(liào)為高速鋼),塗層刀具(如鍍鈦等),合金刀具(如鎢鋼,氮化硼(péng)刀具等(děng)).