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数控加工工艺路线设计中应注意以下几个问题

1、工序的划分

根据数控加工的特点,数控加工工序的划分一般可按下列方法进行:

(1)以一次安装、加工作为一道工序。

(2)以同一把刀具加工的内容划分工序

(3)以加工部位划分工序

(4)以粗、精加工划分工序

2、顺序的安排

顺序安排一般应按以下原则进行:

(1)上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的也应综合考虑;

(2)先进行内腔加工,后进行外形加工;

(3)以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序,最好连续加工,以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数。

3、数控加工工艺与普通工序的衔接

数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序,如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时,要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点,如要不要留加工余量,留多少;定位面与孔的精度要求及形位公差;对校形工序的技术要求;对毛坯的热处理状态等。

2.2数控加工工艺设计方法

在选择了数控加工工艺内容和确定了零件加工路线后,即可进行数控加工工序的设计。数控加工工序设计的主要任务是进一步把本工序的加工内容、切削用量、工艺装备、定位夹紧

方式及刀具运动轨迹确定下来,为编制加工程序作好准备。

2.2.1确定走刀路线和安排加工顺序

走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹,它不但包括了工步的内容,也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点:

1、寻求最短加工路线

如加工下图所示零件上的孔系。中图的走刀路线为先加工完外圈孔后,加工内圈孔。若改用右图的走刀路线,减少空刀时间,则可节省定位时间近一倍,提高了加工效率。

2、最终轮廓一次走刀完成

为保证工件轮廓表面加工后的粗糙度要求,最终轮廓应安排在最后一次走刀中连续加工出来。

如下图为用行切方式加工内腔的走刀路线,这种走刀能切除内腔中的全部余量,不留死角,不伤轮廓。但行切法将在两次走刀的起点和终点间留下残留高度,而达不到要求的表面粗糙度。想学习UG编程,加工中心数控编程,学习加QQ群:45867470才能提高自己的收入和薪资待遇。所以如采用中图的走刀路线,先用行切法,最后沿周向环切一刀,光整轮廓表面,能获得较好的效果。右图也是一种较好的走刀路线方式。

选择切入切出方向

考虑刀具的进、退刀(切入、切出)路线时,刀具的切出或切入点应在沿零件轮廓的切线上,以保证工件轮廓光滑;应避免在工件轮廓面上垂直上、下刀而划伤工件表面;尽量减少在轮廓加工切削过程中的暂停(切削力突然变化造成弹性变形),以免留下刀痕,如图所示。

选择使工件在加工后变形小的路线

对横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分几次走刀加工到最后尺寸或对称去除余量法安排走刀路线。安排工步时,应先安排对工件刚性破坏较小的工步。

确定定位和夹紧方案

在确定定位和夹紧方案时应注意以下几个问题:

(1)尽可能做到设计基准、工艺基准与编程计算基准的统一;

(2)尽量将工序集中,减少装夹次数,尽可能在一次装夹后能加工出全部待加工表面;

(3)避免采用占机人工调整时间长的装夹方案;

(4)夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位。

如图左图薄壁套的轴向刚性比径向刚性好,用卡爪径向夹紧时工件变形大,若沿轴向施加夹紧力,变形会小得多。在夹紧中图所示的薄壁箱体时,夹紧力不应作用在箱体的顶面,而应作用在刚性较好的凸边上,或改为在顶面上三点夹紧,改变着力点位置,以减小夹紧变形,如图所示。

确定刀具与工件的相对位置

对于数控机床来说,在加工开始时,确定刀具与工件的相对位置是很重要的,这一相对位置是通过确认对刀点来实现的。对刀点是指通过对刀确定刀具与工件相对位置的基准

点。对刀点可以设置在被加工零件上,也可以设置在夹具上零件定位基准有一定尺寸联系的某一位置,对刀点往往就选择在零件的加工原点。

对刀点的选择原则如下:

(1)所选的对刀点应使程序编制简单;

(2)对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置;

(3)对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置;

(5)对刀点的选择应有利于提高加工精度。

例如,加工图所示零件时,当按照图示路线来编制数控加工程序时,选择夹具定位元件圆柱销的中心线与定位平面A的交点作为加工的对刀点。显然,这里的对刀点也恰好是加工.

在使用对刀点确定加工原点时,就需要进行“对刀”。

所谓对刀是指使“刀位点”与“对刀点”重合的操作。每把刀具的半径与长度尺寸都是不同的,刀具装在机床上后,应在控制系统中设置刀具的基本位置。

“刀位点”是指刀具的定位基准点。如下图所示,圆柱铣刀的刀位点是刀具中心线与刀具底面的交点;球头铣刀的刀位点是球头的球心点或球头顶点;车刀的刀位点是刀尖或刀尖圆弧中心;钻头的刀位点是钻头顶点。

换刀点是为加工中心、数控车床等采用多刀进行加工的机床而设置的,因为这些机床在加工过程中要自动换刀。对于手动换刀的数控铣床,也应确定相应的换刀位置。为防止换刀时碰伤零件、刀具或夹具,换刀点常常设置在被加工零件的轮廓之外,并留有一定的安全量。

确定切削用量

对于高效率的金属切削机床加工来说,被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。经济的、有效的加工方式,要求必须合理地选择切削条件。

编程人员在确定每道工序的切削用量时,应根据刀具的耐用度和机床说明书中的规定去选择。在选择切削用量时要充分保证刀具能加工完一个零件,或保证刀具耐用度不低于一个工作班,最少不低于半个工作班的工作时间。

背吃刀量主要受机床刚度的限制,在机床刚度允许的情况下,尽可能使背吃刀量等于工序的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高加工效率。对于表面粗糙度和精度要求较高的零件,要留有足够的精加工余量,数控加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些。

填写数控加工技术文件

填写数控加工专用技术文件是数控加工工艺设计的内容之一。这些技术文件既是数控加工的依据、产品验收的依据,也是操作者遵守、执行的规程。技术文件是对数控加工的具体说明,目的是让操作者更明确加工程序的内容、装夹方式、各个加工部位所选用的刀具及其它技术问题。