由於(yú)數控加工的複雜性(如(rú)不同的機床,不同的(de)材(cái)料,不同的刀具,不同的切削方式,不同的參數設定等等),決定了從事數控(kòng)加工(無論(lùn)是加工還是編程)到達一定水平,必須(xū)經過一段比較長的時間,此手冊是工程師在長期實際生產過程中總結出(chū)來的、有關數控加工(gōng)工藝、工序、常用刀具參數的選擇、加工過程中的監控等方麵的一些經驗總匯,可供(gòng)大家參考。
一.問:如何(hé)對加(jiā)工工序進行劃分?
答(dá):數控加工工序的劃分一般可按下列(liè)方法進行:
(1)刀具(jù)集中分序法 就是按所用(yòng)刀具劃分工序,用同一把(bǎ)刀具加工完零件上所有可(kě)以完成的部(bù)位。在用第二把(bǎ)刀(dāo)、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數,壓縮空程時間,減少不必要的(de)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、曲麵或平麵等。一般先(xiān)加(jiā)工(gōng)平麵、定(dìng)位(wèi)麵,後加工孔;先加工簡單的幾何形狀,再加工(gōng)複(fù)雜的幾(jǐ)何形狀;先加工精度較低的部(bù)位,再加(jiā)工精度要求較(jiào)高的部位。
(3)以粗、精加工(gōng)分序法 對於易發生加工變形(xíng)的零件,由於粗加工(gōng)後可(kě)能發生(shēng)的變形而需要進(jìn)行校形,故一般來說凡要進行粗、精加(jiā)工的都要將工序分開。
綜上(shàng)所(suǒ)述,在劃分工序時,一定要視零(líng)件的結構與工藝性(xìng),機(jī)床的功能,零件數控加工(gōng)內容的多少,安裝次數及本單位生產組織狀(zhuàng)況靈活掌握。另建議(yì)采用工序(xù)集中的原(yuán)則(zé)還是采用工序分散的原則,要(yào)根據實際情況來確定,但一定力(lì)求合理(lǐ)。
二. 問:加工順序的安(ān)排應遵循(xún)什麽原則?
答:加工順序的(de)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(bú)被破(pò)壞。順序一般應按下列原則進行:
(1)上道工序的加(jiā)工不能影響下道工序的定位與(yǔ)夾緊(jǐn),中間(jiān)穿插(chā)有通用機(jī)床(chuáng)加工工(gōng)序的也要綜合考慮。
(2)先進行內形內(nèi)腔加工序,後進(jìn)行外(wài)形加工工序。
(3)以相同定位、夾緊方式或(huò)同一把刀加工的工序最(zuì)好連接進行,以減少重複(fù)定位次數,換刀次數與挪動壓板次數。
(4)在同一次安裝中進行的多道(dào)工序,應先安排(pái)對工件(jiàn)剛性破壞小的工序。
三.問:工件裝夾方式的確定應注意那幾方麵?
答:在確(què)定定位基準與夾緊方案時應注意下列三點:
(1) 力求設計、工(gōng)藝、與編程計算的基準統一。
(2) 盡量減少裝夾(jiá)次數,盡可能做(zuò)到在(zài)一次定位後(hòu)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(dìng)位、夾緊機構不能影響加工中的走刀(如產生碰撞),碰到此類情況時(shí),可采用(yòng)用虎鉗或(huò)加底板抽螺(luó)絲的方式裝夾。
四.問:如何確定對刀點比較合理?工件坐標係與編程坐標係有什麽關係?
1.對(duì)刀點(diǎn)可以(yǐ)設在被加工零件(jiàn)的上,但注意對刀點必須是基準位(wèi)或已精加工過的部位,有時在第一道工序後對刀點被加工毀(huǐ)壞,會導致第二道(dào)工序和之後的對(duì)刀點無從查找(zhǎo),因(yīn)此在第一道工序對刀時注意(yì)要在與定位基準有相對固定尺寸關係的地方設立一個相對對刀位置,這樣可以根據它們之間的相對位置關係(xì)找回原對刀點(diǎn)。這個相對對對(duì)刀位置(zhì)通(tōng)常設在機床工(gōng)作台或夾具上。其選擇原則如下:
1) 找正容易。
2) 編(biān)程方便。
3) 對(duì)刀誤差小。
4) 加(jiā)工(gōng)時檢查方便。
2. 工件坐標係的原點位置是由操(cāo)作者自己設定的,它在工件裝夾完畢後,通過對刀確定,它反(fǎn)映的是工件與機床零點之間的距離位置關係(xì)。工件坐標係一旦固定(dìng),一般不作改變。工件坐(zuò)標係與編程坐標係兩者必須統一,即在加工(gōng)時,工件(jiàn)坐標係和編程坐標係是一致的。
五. 問(wèn):如何選擇走刀路線?
走(zǒu)刀路線是指數控加工過程(chéng)中(zhōng)刀具相(xiàng)對於被加工件的運動軌跡和方向。加工路線的(de)合理(lǐ)選擇是非常重要的,因為它與零件的加工精度和表麵質量(liàng)密卻相關。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點:
1) 保證零件的(de)加工精度要求。
2) 方便數值計算,減少編程工作量。
3) 尋求最短加工路線,減少(shǎo)空刀時間以提高(gāo)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(yào)求,最終輪廓應(yīng)安排最後一走刀連續加工出來。
6) 刀具的進(jìn)退刀(切入與切(qiē)出)路(lù)線也要認真(zhēn)考慮,以盡量減少在輪廓處停刀(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(gōng)過程中監控與調(diào)整?
工件在找(zhǎo)正及程序調試完成之後,就可進入自動加工階段。在自動加工過程中,操作者要對切削的(de)過程進行監控,防止出現非正常切削造成工件質(zhì)量問題及(jí)其它事故。
對切削過程進行監控主要考慮以下幾(jǐ)個方麵:
1.加工過程監控(kòng)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(gōng)過程(chéng)中,根據設定的切削(xuē)用量(liàng),刀具按預定的切削軌(guǐ)跡自動切削。此時操作
者應注意通過切削負荷表觀察自動加工過(guò)程中(zhōng)的切削(xuē)負荷變化情況,根據刀具(jù)的承受力(lì)狀況,調(diào)整切削用量,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動(dòng)切削過程中,一般開始切削時,刀(dāo)具(jù)切削(xuē)工件的聲音是穩定的、連續的、輕快(kuài)的,此時機床的運動是平穩的。隨著切削過程的進(jìn)行,當工件上有硬質點或刀具磨(mó)損或刀具送夾等原因後(hòu),切削過程出現不穩定(dìng),不穩定的表現是切削聲音(yīn)發生變化,刀具與工件之間會出(chū)現相互撞擊聲,機床會出現震動。此時應及時(shí)調整切削用量及切削條件(jiàn),當調整(zhěng)效果不明顯時,應暫停機床,檢查刀具及工件狀況。
3.精(jīng)加(jiā)工過程(chéng)監控精加工,主要是保證(zhèng)工件的加工尺寸和加工表麵質(zhì)量,切削(xuē)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(gōng),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(shì)要注意(yì)調整切(qiē)削液的噴淋位(wèi)置,讓加(jiā)工表麵時刻處於(yú)最佳]的冷卻條件;二是要注意觀察工件的已加工麵質量,通(tōng)過調(diào)整切削用量,盡可(kě)能(néng)避(bì)免質量的變化。如調整(zhěng)仍無(wú)明(míng)顯效果,則應停機檢察原程序編得(dé)是否合理。
特別注意的是,在暫停檢(jiǎn)查或停機檢查時,要注意刀具的位置(zhì)。如刀具在切削過程中停機(jī),突然的(de)主軸(zhóu)停轉(zhuǎn),會使工件表麵產生刀痕。一般應(yīng)在刀具離開切削狀態(tài)時,考慮停機。
4.刀具監控刀具的質量很大程(chéng)度決定了(le)工件的加工質量。在自動(dòng)加工切(qiē)削過(guò)程(chéng)中,要通過聲音監控、切削時間控製、切削過程中暫停檢(jiǎn)查、工件表麵分析(xī)等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非正常破(pò)損狀(zhuàng)況。要根據(jù)加工要求,對刀具及時處理,防止發生由刀具未及時處理而產生的加工質量(liàng)問題。
七.問:如何合理選擇加工刀具?切(qiē)削用量有(yǒu)幾大要素?有幾種材料的刀具?如(rú)何(hé)確定刀具的轉速,切削速度,切削寬度?
1.平麵銑削時應選用不重(chóng)磨硬質合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時,盡量采(cǎi)用二次走刀加(jiā)工,第一次走刀最好用端(duān)銑刀粗銑(xǐ),沿工件表麵連續走(zǒu)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(yìng)質合金(jīn)刀片的(de)端銑刀主要用於加工凸台、凹槽和箱口麵。
3. 球刀、圓(yuán)刀(亦稱圓鼻刀)常用於加工曲麵(miàn)和變斜角輪廓外形。而球刀多用於半精加工(gōng)和精加工。鑲(xiāng)硬質合金刀具的圓刀多用於(yú)開粗。
八、問(wèn):加工程序單有什麽作(zuò)用?在(zài)加工程序單中應包括什麽(me)內容?
答:(一)加工(gōng)程序單是數控加工工藝設計的內容(róng)之一,也是需要操作者(zhě)遵守、執(zhí)行的規程,是加工(gōng)程序的具體說(shuō)明,目的是讓(ràng)操作者明確程序的內容(róng)、裝夾和定位方式、各個加工程序所選用的刀具既應注意的問題等(děng)。
(二)在加工程序單裏,應包括:繪圖和編程(chéng)文件名,工(gōng)件名稱,裝夾草圖,程序名,每個程序所使用(yòng)的刀具、切削的最大深(shēn)度,加工性(xìng)質(如粗加工還是精加工),理論加工時(shí)間等。
九、問:數控編程前要做何準備?
答:在(zài)確定加工工(gōng)藝後,編程前要了(le)解:1、工件裝夾方式;2、工(gōng)件毛胚的大小----以便確定加工的範圍或是否需要多次裝夾(jiá);3、工件的材料----以便選擇加工所使用(yòng)何(hé)種刀具(jù);4、庫存的刀具有哪些----避免在加工時因無此刀具要修改程序,若一定要用到此刀具,則可(kě)以提前準備。
十、問:在編程中安全高度的設定有什麽原則?
答:安全高度(dù)的設定(dìng)原則:一般高過島(dǎo)嶼的最高麵。或者將編程零點設在最(zuì)高麵,這樣也可以最大限度避免撞刀的危險。
十一、問:刀具路徑編出來之(zhī)後,為(wéi)什麽還要進行後(hòu)處理?
答:因為不(bú)同的機床所能認到的地址碼和NC程序(xù)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(gé)式才能保證(zhèng)編出來的程序可以運行(háng)。
十(shí)二. 問:什麽是DNC通訊?
答:程序輸送的方式可分(fèn)為CNC和DNC兩種,CNC是指程序通過媒體介質(如軟盤,讀帶機,通訊線等)輸送到機床的存儲器存儲起來,加工時從存儲器裏調(diào)出程序來進(jìn)行加工。由於存儲器(qì)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(jìn)行加工,由於DNC加工時機床直接(jiē)從控製電腦讀取程(chéng)序(也即是邊送邊做),所以(yǐ)不受存儲器的容量受大小的限製。
切削用量(liàng)有三大要素:切削深度,主軸轉速和進給速度。
切削用量的選擇總體原則是:
少切削,快進給(即切削深度小,進給速度快)
按材料分類,刀具一般分為普通硬質白鋼刀(材料為(wéi)高速鋼),塗層刀具(如鍍鈦等),合金刀具(如(rú)鎢鋼,氮化硼刀具等).