由於數控加工的(de)複雜性(如不同的(de)機床,不同的材料,不同的刀(dāo)具,不同的切削方式,不同的參數設定等等),決定了從事數控加工(無論是加工還是編程)到(dào)達一定水平,必須經過一段比較長的時間,此手冊是工程師在長期(qī)實際生產過(guò)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(jiān)控等方麵的一些經驗總匯,可供大家參(cān)考。
一.問:如何對加工工序進行劃分?
答:數控加工工序的劃分一(yī)般可按(àn)下列方(fāng)法(fǎ)進行:
(1)刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序,用(yòng)同一把刀具加工(gōng)完零件上所有可以完成的部位。在用第二把(bǎ)刀、第三把完成(chéng)它們可以完成的其它部位。這樣可減(jiǎn)少換刀次數,壓縮空程時間,減(jiǎn)少不必要的定位誤差。
(2)以加工部位(wèi)分序(xù)法 對於加工內容很多(duō)的零(líng)件,可按其(qí)結構特點將加工部分分成幾個部分(fèn),如內形、外形、曲麵或平麵等。一(yī)般先加工平麵、定位麵,後加工孔;先加(jiā)工簡單的幾何形狀,再加工複雜的幾何形狀;先加工精(jīng)度較低的部位(wèi),再加工精度要求較高的部位。
(3)以粗、精加工分序法 對於易發生加工變形的(de)零件,由於粗加工後可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(gōng)的都要將(jiāng)工序分(fèn)開。
綜上所述,在劃分工(gōng)序時,一(yī)定要視零件的結構與工藝(yì)性,機床的功(gōng)能,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(kuàng)靈活掌(zhǎng)握。另建議采用工序集(jí)中的原則還是采用工序分散的原(yuán)則,要根據實際情況來確定,但一定(dìng)力求合理。
二. 問:加工順序的安排應遵循什麽原則?
答:加工順(shùn)序(xù)的安排應根據零件的結構和毛坯狀況,以及定位夾緊的需要來考慮,重點是工件的剛性不被破壞。順序一(yī)般應按下列原則進行(háng):
(1)上道工序的加工不能影響下道工序的定(dìng)位與夾緊,中間穿插有通用(yòng)機床加工工序的也要綜合(hé)考慮(lǜ)。
(2)先進行內形內腔加工序,後進行外形加工工序。
(3)以相同定位(wèi)、夾緊方式或同一把(bǎ)刀(dāo)加工的工序最好連接進行,以減少重複定位(wèi)次數(shù),換刀次數與挪(nuó)動壓(yā)板次數。
(4)在同一次安裝中進行的多道工序,應先安排對工件(jiàn)剛性破(pò)壞小的工序。
三.問:工件裝夾方式(shì)的確定應注意那幾方麵?
答:在確定(dìng)定位基準與(yǔ)夾緊(jǐn)方案時應注意下列三點:
(1) 力求設計、工藝(yì)、與編程計算的基準統一。
(2) 盡量減少裝夾(jiá)次數,盡可能做到(dào)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(gōng)調整方案。
(4) 夾具要開暢,其(qí)定位、夾緊機構不能影響加工中的(de)走刀(如產生碰撞),碰(pèng)到此類情況(kuàng)時,可采(cǎi)用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。
四.問:如何確定(dìng)對刀(dāo)點比(bǐ)較合理?工件坐標係與編程坐標係有(yǒu)什麽關係?
1.對刀點可以設在被加工零件的上(shàng),但注意(yì)對刀點必須是基準(zhǔn)位或已精加工過的部位,有(yǒu)時在第一道工(gōng)序後對(duì)刀點被加工毀壞,會導致第二道(dào)工(gōng)序(xù)和之後的對刀(dāo)點無從查找,因此在第(dì)一道工序對刀(dāo)時(shí)注意要在與(yǔ)定位基準有相對固定尺寸關(guān)係的(de)地(dì)方(fāng)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(zhǎo)回原對刀點。這個相對對對刀位置通常設在機床工作台(tái)或夾具上。其選擇原則如下:
1) 找正容易。
2) 編程方(fāng)便。
3) 對刀(dāo)誤差小。
4) 加工(gōng)時檢查方便。
2. 工件坐標係的(de)原點位置是由操作者自己設定的,它(tā)在工件裝夾完畢後,通過對刀確定,它反映的是(shì)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,一般不(bú)作改變。工件坐標係與編程坐標係(xì)兩者必(bì)須統一,即在加工時,工(gōng)件坐標係和(hé)編程坐標係(xì)是(shì)一致的。
五. 問:如何選擇走刀路線?
走刀路線是指數控加工過程中刀具相對於被加工(gōng)件的運動軌跡(jì)和方向(xiàng)。加工路線的合理選擇是非常重要的,因(yīn)為它與零(líng)件的加工精度和表麵質量密卻相關。在確定走刀路線是(shì)主要考慮下列幾點:
1) 保證零件的加工(gōng)精度要求(qiú)。
2) 方便數(shù)值計算,減少編程工作量。
3) 尋求最短加(jiā)工路線,減少空刀時間以提高加工效率。
4) 盡量減少(shǎo)程(chéng)序段數。
5) 保證工件輪(lún)廓表麵加工(gōng)後的粗糙度的要求,最終輪廓應安排最後一走刀連續加工出來。
6) 刀具的進退刀(切入與(yǔ)切出)路線也要認(rèn)真考慮,以盡量減少在輪廓處停(tíng)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(shāng)工(gōng)件。
六.問:如(rú)何(hé)在加工過程中監控與調整?
工件在找正及程序調(diào)試完成之後,就可進入自動加工階段。在自動加工過程中,操作者要對切(qiē)削的(de)過程進(jìn)行監控,防(fáng)止出現非正常切削造成工件質量問題及其它事(shì)故。
對切削過程進行監控主要考慮以下幾個方麵:
1.加工過程監控粗加工(gōng)主要考慮的是工件表麵的多(duō)餘餘量的快速切除。在機床(chuáng)自動加工(gōng)過程中,根據設定的切削用(yòng)量,刀具按預定的(de)切削(xuē)軌跡自動切削。此(cǐ)時操作
者應注意通過切削負荷表觀察自(zì)動加(jiā)工(gōng)過程中的切削負荷變化情(qíng)況,根據刀具的承受力狀況,調整切削用(yòng)量,發揮機床的最大(dà)效率。
2.切削過程中切削聲音的監控在自(zì)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(cǐ)時機床的運動是平穩(wěn)的。隨著切削過程的進行(háng),當工件上有硬質點或(huò)刀具磨損或刀(dāo)具送夾等原因後,切削過程出現不穩定,不穩定的(de)表現是切削聲音(yīn)發生變(biàn)化,刀具與工件之間會出(chū)現(xiàn)相互撞擊聲,機床會出現震動。此時應及時調整切削用量及切削條件,當調(diào)整效果不明顯時,應暫停機床,檢查刀具及工(gōng)件狀(zhuàng)況。
3.精加工過程監控(kòng)精加工,主要是保證(zhèng)工件的加工尺寸(cùn)和加工表麵質量,切(qiē)削速度較高,進給量較大。此時應著重注意積屑瘤對加工表麵的影響,對於型腔加工,還應注意拐角處加工過切與讓刀。對於上述問題的解決,一是要注意調整切削液的噴淋(lín)位置,讓加工表麵時刻處於最佳]的冷卻條件;二是(shì)要注意觀(guān)察工件的已加工麵質量,通過調整(zhěng)切削用量,盡可能(néng)避免質量的(de)變化(huà)。如調整仍無明顯效果,則應停機檢(jiǎn)察原(yuán)程序編得是否合理。
特別注意的是,在暫停(tíng)檢查或停機檢查時,要注意刀具的位置。如刀具在切(qiē)削過程中停機,突然(rán)的主軸停轉,會(huì)使工件(jiàn)表麵產生刀痕。一般應在刀具離開切削狀態時,考慮停機。
4.刀具監(jiān)控刀具的質(zhì)量很大程度決定了工件的加工質量。在自動加工切削過(guò)程中,要通過聲音監控、切削時間控(kòng)製(zhì)、切削(xuē)過程中暫停檢查、工件表麵分析等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非正常破損狀況。要根據加工要求(qiú),對(duì)刀具及時處理,防止發(fā)生由(yóu)刀(dāo)具未及時處理而產生的加(jiā)工質量問題。
七.問:如何合理選擇(zé)加工刀具?切削用量有幾大要素?有幾種材料的刀具?如何確定刀具的轉速,切削速(sù)度(dù),切削寬度?
1.平麵(miàn)銑削時應(yīng)選用不重磨硬質合金端銑刀或立(lì)銑刀。一般(bān)銑削時,盡量采用二次走刀加工,第一次走刀最(zuì)好用端銑刀粗銑,沿工件表(biǎo)麵連續走刀。每次走刀寬度推薦(jiàn)至為刀具直徑的60%--75%。
2. 立銑刀和鑲硬質合金刀片(piàn)的端銑刀(dāo)主要用於(yú)加工凸台、凹槽和箱口麵(miàn)。
3. 球刀、圓(yuán)刀(亦稱圓鼻刀)常用(yòng)於加工曲麵和變(biàn)斜角輪廓外形。而球刀多用於半精加工和精加工。鑲硬質合金刀具的圓刀多用於開粗。
八、問:加工程序單有什麽作用?在加工程序單中應包括什(shí)麽內(nèi)容(róng)?
答:(一)加工程序單是(shì)數控加工工藝設計的內容之一,也是需要操作者(zhě)遵守、執行的規程,是加工程序的具體說(shuō)明,目(mù)的是讓操作者明確程序的內容、裝夾(jiá)和定位方式、各個加工程序所選用的刀具既應注意的問題等。
(二)在加工程序單裏,應(yīng)包括:繪圖和編程(chéng)文件名,工件名稱,裝夾草圖,程序名,每個程序所使用的刀(dāo)具、切削的最大深(shēn)度,加工性質(如粗加工(gōng)還是精(jīng)加工),理論加(jiā)工時間等。
九、問:數控編(biān)程前要做何(hé)準備?
答:在確定加工工藝後(hòu),編程(chéng)前要了解:1、工件(jiàn)裝夾方式;2、工件毛胚的大小----以便確定加工的範圍或是否需要多次(cì)裝夾;3、工(gōng)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----避免在加工時因無此(cǐ)刀(dāo)具要修改程序,若一定要用到此刀具,則可以提(tí)前準備。
十(shí)、問:在(zài)編程中安全高度的設定有什麽原則?
答:安全高度的設定原(yuán)則:一般高過島嶼的最(zuì)高麵。或者將編(biān)程零點設在最高麵,這樣也可以最(zuì)大限度避免撞刀的(de)危險。
十一、問:刀具路徑編(biān)出來之後,為什麽還要進行後處理(lǐ)?
答:因為不同的機(jī)床(chuáng)所能認到的地址碼和NC程序(xù)格式不同,所以要針對所使用的機床選擇正確的後處(chù)理格(gé)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(dá):程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種,CNC是指(zhǐ)程序(xù)通(tōng)過媒體介質(如(rú)軟盤(pán),讀帶機,通訊線等)輸送到機床的存儲器(qì)存儲起來,加工時從存儲器裏調出程序來進行加工。由於存(cún)儲器的容量受大小的限(xiàn)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(gōng)時機床(chuáng)直接從控製電腦讀取程序(也即是邊送邊做),所以不受存儲器的容(róng)量受大小的限製。
切削用量有三大要素:切削深度,主軸轉速和進給速度。
切削(xuē)用量的選擇總體原則是(shì):
少切削(xuē),快進給(即切削深(shēn)度小,進(jìn)給速度快(kuài))
按材料分類,刀具一般(bān)分為普通硬質白鋼刀(材料為高速(sù)鋼),塗層刀具(如(rú)鍍鈦等),合金刀具(如鎢鋼,氮化硼刀具等).