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数控加工工艺特点
作者：bearingpower 发表时间：2010-12-12
数控加工工艺特点关键字：数控加工 数控加工柔性好，自动化程度高，特别适宜加工轮廓形状复杂的曲线，曲面零件，以及具有大量孔、槽加工的复杂箱体，棱体零件，在多品种、小批量生产情况下，使用数控机床加工能获得较高的经济效益。 数控加工工艺问题的处理与普通加工基本相同，但又有其特点。因此，在设计零件的数控加工工艺时，既要遵循普通加工工艺的基本原则和方法，又要考虑数控加工本身的特点和零件编程要求。 （1）零件装夹方法的确与夹具选择，数控机床上被加工零件的装夹方法与一般机床上一样，也要合理选择定位基准和夹紧方案。在选择精基准时，也要遵循“基准统一”和“基准重合”等原则，除此之外，还应考虑一几点： 1) 听尽量在一次定位夹紧中完成所有能加工的各表面的加工，为此要选择便于各个表面都可被加工的定位方式。如对箱体零件，宜采用一面两销的定位方式，也可采用以某侧面为导向基准，带工件夹紧后将导向元件拆去的定位方式。 2）对于工件一次装夹可完成工件上各个表面的加工，也可直接选用毛面作定位基准，只是这时毛坯的制造精度要求要高一些。 3）对于加工中心，工件在工作台上的安放位置的确定要兼顾各个工位的加工，要考虑刀具长度及其刚度对加工质量的影响。如进行单工位单面加工，应将工件靠工作台一侧放置在工作台的正中位置。这样可减少刀杆伸出长度，提高具刚度。 4）数控加工中使用的夹具，其结构大多比较简单，并应尽可能选用由通用元件拼装的组合可调节夹具，以缩短生产准备周期。为了简化定位、编程和对刀，保证工件能在正确的位置上按程序加工，必须协调工件、夹具与机床坐标系之间的尺寸关系。 （2）加工顺序的安排，除了因按照“先面后孔”“先粗后精”等基本原则安排加工顺序外，还应注意遵循以下原则： 1）为了件少换刀次数和时间，通常应按刀具集中工序。即在一次装夹中，用同一把刀具加工完工件上所有需要压该刀具加工的各个部位后，在换下一把刀具进行加工。对于加工中心，若换刀时间较工作台转位时间，则应采用相同工位集中加工完毕所有可以加工的待加工表面，然后在转动工作台去加工其他表面。 2）对于同轴度要求很高的孔系，应在一次定位后（同一工位下），通过顺序连续换刀，顺序连续加工完该孔系的全部孔后，在加工其他坐标位置的孔，以消除重复定位误差的影响，提高孔系的同轴度。 （3）对刀点和换刀点的确定，对刀点是数控加工时刀具相对于工件运动的起点。由于程序也是从这一点开始执行，所以对刀点也称作程序起点或起刀点。编程时应首先考虑对刀点位置的选择。 加工精度要求不高时，可直接用工件上或夹具上的某些表面作对刀面；加工精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的零件，取孔的轴心作为对刀点就比较合适。 对刀点必须与工件的定位基准有一定坐标关系，这样才能确定机床标系与工件坐标系之间的关系。对刀点的选择应便于坐标值的计算，并使对刀方便。 对刀时，应是使对刀点与刀位点重合。所谓刀位点，对于平底立铣刀是指刀具轴线与刀具底面的交点；对于球头铣刀是指球头部分的球心；对于车刀是指刀尖；对于钻头是指钻尖；对于线电极切割机床，则是指线电极轴心与零件面的焦点。 加工过程中需换刀时，应规定换刀点，换刀点的位置应根据换刀时不得碰伤工件、夹具以及机床的原则而设定。 （4）刀具进给路线的规划，进给路线是指数控加工过程中刀具（刀位点）想对于被加工零件的运动轨迹，规划进给路线时应遵循的原则是： 1）保证被加工零件获得良好的加工精度和表面质量。 2）使数值计算工作简单。 3）使进给路线最短。 铣削平面零件轮廓时，一般采用立铣刀的侧刃切削，为了保证工件的外形光滑，铣刀的切入和切出点应沿零件周边外延布置（见图4-3）如果铣刀沿零件轮廓法想直接切如零件，将在零件外形上留下明显刀痕。http://www.jiansuji001.com/wruanjian/123/456.jpg 图4-3 加工外轮廓的走刀路线 铣削平面零件内槽的封闭轮廓时，切入切出不能有外延部分。这时可沿零件轮廓的法线切入或切出，可能时其切入和切出点做好选在零件轮廓两几何元素的交点处。 轮廓加工中应避免进给停顿，因为加工过程中，工件、刀具、夹具以及机床等都有少量的弹性变形，进给停顿会使切削力减小，刀具将在工件表面留下凹痕。 对于孔的位置精度要求高的零件，在精镗孔系时，安排镗孔路线一定要注意做到各孔的定位方向一致，避免反向间隙的影响。例如图4-4a所示的进给路线，在加工孔Ⅳ时，X的反向间隙将影响Ⅲ-Ⅳ孔的孔距精度。若按图b的进给路线，可使各孔的定位方向一致，故可提高孔距精度。 http://www.jiansuji001.com/wruanjian/123/123.jpg 图4-4 孔系加工的两种走刀路线 http://www.jiansuji001.com/wruanjian/123/123.jpg （5）刀具选择，数控加工台时费用高，为提高效益，数控加工对刀具提出了更高要求，不仅要刚性好，精度高，而且要尺寸稳定、耐用度高。调整方便。因此凡加工情况允许选用硬质合金刀具时，就不应选用高速钢具刀。应尽量选用可转位刀片以减少刀具磨损后的更换和预调时间，选用涂层刀具以提高耐磨性。精密镗孔应选用性能更好更耐磨的金刚石和立方氧化硼刀具。 数控加工一般不采用钻模，钻孔刚度差，因此钻孔前应选用大直径钻头或中心先锪一个被锥坑或钻一中心孔，作为钻头切入时的定心锥面，然后在用钻头钻孔。 铰孔采用浮动铰刀，铰前孔口要倒角，铰刀两刀刃对称度要控制在0.02~0.05mm之内。 由于镗孔是悬臂加工，为平衡径向力，减轻镗削振动，应采用对称的两刃或多刃镗刀头进行切削。精镗应采用微调镗刀。 （6）切削用量的确定，数控加工的切削用量选择原则与普通加工相同。由金属切削原理可知，在选择切削用量时，应首先采用最大的切削深度，再选用大的进给量，然后根据确定的刀具耐用度选择切削速度。对于数控加工，刀具耐用度至少应大雨加工完一个零件，或最少不低于半个工作班。 在轮廓加工中，应注意克服由于惯性或伺服系统的随动误差而造成轮廓拐角处的“超程”或“欠程”现象。为此，要选择变化的进给量，即在接近拐角处应适当降低进给量，过拐角后在逐渐升高，以保证加工精度（见图4-5）。 （7）程编误差及其控制，程序编制中的误差由逼近误差、插补误差和尺寸圆整误差三部分组成。在点位数控加工中，编程误差只包含尺寸圆整误差，在轮廓加工中，程编误差主要是插补误差，尺寸圆整误差所占的比例较小。 一般应控制尺寸圆整误差不超过脉冲当量的一半。减小插补误差的最简单方法是密化补点，但这会增加程序段数目，增加计算、编程工作量、通常程编误差应小于零件公碴的10%~20%。http://www.jiansuji001.com/wruanjian/123/00000088.jpg 4-5 超程误差及控制上一篇：切削液的选择与应用
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